1880精轧机咬钢信号的研究与优化

1880精轧机咬钢信号的研究与优化作者：谢捷周兴泽来源：《科技创新与应用》2016年第10期摘要：在热连轧机组中，精轧机咬钢信号的成功建立对于带钢头部的顺利穿带以及整块带钢的稳定轧制都起着至关重要的作用。咬钢信号的准确性还关系到活套、导板、机架间冷却水等的动作时序，一旦出错精轧机架内的整个轧制过程将被打乱，造成废钢及设备损坏等严重后果。随着产品规格的不断拓展，对于如何产生和判断咬钢信号也提出了更高的要求。因此，文章从L1控制角度出发，对咬钢信号的产生方式进行研究，并 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了前期由于咬钢误信号而导致的精轧机架间废钢原因，提出了改进 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，实施后现场实际效果良好。关键词：咬钢信号；稳定穿带；绝对值咬钢信号；变化率咬钢信号1问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 点提出1.1背景描述1880热轧投产至今已接近四年，由于该产线是一条致力于轧制精品硅钢及高强钢的热轧产线，因此带钢之间的特性差异区别很大，这就给精轧机架间的咬钢信号判断方式带来很大困扰。开工初期就发生过在硅钢轧制时由于咬钢信号门槛值设定太高导致信号没有产生而造成的废钢事件。近期，随着产品规格及品种的不断拓展，又相继发生精轧机咬钢信号产生时刻不准确导致的废钢或异常事件，给整条轧线的稳定轧制带来了很大困扰。事后从ODG（在线数据采集系统）分析，咬钢信号的不准确直接导致了活套设备的异常动作（提前或滞后抬起）。文章主要从咬钢信号的产生原理出发，找到异常原因，同时提出改进方案，杜绝类似事故的再次发生。1.2曲线分析1.2.1咬钢信号提前产生2010年8月25日15点03分，在轧制试验产品磁轭钢时，操作工反应2#活套起大套，前几块通过手动干预轧机速度，勉强将活套角度拉回，但轧制到第3块时2#活套起套严重，废钢。咬钢信号的产生应该是轧制力达到一定门槛值所产生的，但从ODG曲线看，F3轧制力反馈信号的产生的时刻点比F3咬钢信号产生的时刻点足足晚了150ms，由此可以看出该咬钢信号是一个假信号。又因为2#活套的抬起时刻点是根据F3咬钢信号的产生时刻点所同步动作的，因此活套设备的动作提前发生，导致活套起大套。1.2.2咬钢信号滞后产生2013年8月30日下午14点15分，操作工反应活套有滞后抬起现象，造成带钢批量轧破。后通过观察ODG曲线发现，活套抬起的时刻点与咬钢信号产生的时刻点完全吻合，但问题就出在各机架轧制力反馈信号所产生的时刻点比咬钢信号产生时刻点提前很多，且越到后机架越明显，两个信号之间相差的时刻点越远，与表1中的情况刚好相反。由此可以看出，咬钢信号产生的时刻点又是一个假信号。2咬钢信号原理分析2.1产生条件1880热轧精轧机采用“轧制力绝对值或变化率方式”产生咬钢信号。轧制力绝对值方式：轧制力大于一个门槛值（1）即认为机架咬钢。计算公式如下：N>门槛值（1）轧制力变化率方式：通常情况下，变化率方式是指程序在2个扫描周期的轧制力差值大于一个值，即认为机架咬钢。考虑到轧制力波动的误信号，1880程序中轧制力变化率方式采用的是程序在4个扫描周期内轧制力差值的平均值大于一个门槛值（2），即认为机架咬钢。计算公式如下：N：最近一个扫描周期采集的轧制力N-1：倒数第2个扫描周期采集的轧制力N-2：倒数第3个扫描周期采集的轧制力N-3：倒数第4个扫描周期采集的轧制力每个扫描周期：5ms（咬钢信号产生点在高速的STC模块中）表1是各个机架使用的咬钢信号产生方式门槛值。按照一般的常理思考，在实际的轧钢过程中无论选择绝对值信号产生方式还是选择变化率信号产生方式应该都有很高的可靠性，可以任意选择。但事实上并非如此，主要原因有以下几点：（1）当轧制来料很薄的带钢时，后机架有预埋轧制力，此时机架的上辊和下辊已经接触产生好几百吨的力，这个力甚至已经超过了咬钢信号门槛值，此时，当带钢真正咬钢时，门槛值信号就不能产生。因此，后机架不能采用绝对值信号方式产生咬钢信号。（2）那么，有人会提出可以把各个机架的绝对值门槛值放大，大于预压辊缝的值，事实上这也是不可行的。尤其是1880产线在硅钢的轧制过程中，各个机架的轧制力较小，可能只有几百吨的轧制力，如果将绝对值门槛值放得很大，那么咬钢时达不到该值，咬钢信号仍旧不会产生。1880热轧在第一次轧制CGO时就由于将门槛值放得过高导致咬钢信号不能及时产生而废钢。（3）变化率咬钢方式由于考虑的是几个扫描周期内轧制力的变化过程，其优点是不受轧制力预埋值影响，轧制各类规格品种带钢时也不受带钢实际轧制力大小的影响，可靠性相对较高。但它也有缺点，在特殊情况下，一旦带钢打滑，该方式咬钢信号会提前产生。结合以上几点，精轧机各机架咬钢信号产生方式的组合如表2所示。表2咬钢信号产生方式组合2.2窗口条件为了保险，在咬钢信号的前后距离上还加上了窗口，只有在一定范围内轧制力的变化才能被认可。其目的是为了防止轧制力误波动，也包括传感器误波动而产生的虚假信号。图1形象地描述了咬钢信号窗口。1880热轧精轧机架间的距离为5.8米，前机架咬钢后跟踪信号启动，开始计算带钢所前进的距离，到下一带钢咬钢后跟踪信号被清零，重新开始计算。当计算的跟踪信号达到一定数值时（5.8-X）米，进入咬钢信号打开窗口区域，此时的绝对值方式或变化率方式轧制力的产生才被视为有效。若带钢在行进的过程中到达下机架时，由于某种原因并没有产生咬钢信号，那么根据跟踪信号当带钢走到（5.8Y）米时，会产生备用的咬钢信号。如上描述的整个过程便是咬钢信号的窗口。各机架咬钢信号窗口如表3所示（F1机架无窗口保护）。表3各机架咬钢窗口保护值2.3联锁条件由于咬钢信号的重要性，除了以上提到的咬钢信号产生方式以及窗口保护值外，在控制过程中，咬钢信号还有许多连锁条件，如表4所示，例如：（1）轧线运行模式：不在冷运行模式。（2）精轧机运转状态：精轧机处于运行状态。（3）产生时间连锁：前机架咬钢后需要满足时间联锁，才能判后机架的轧制力信号有效。表4各机架时间联锁保护值3咬钢信号改进3.1原理计算3.1.1咬钢信号提前产生在上述提到的咬钢信号提前产生故障中，从曲线来看F3咬钢信号（2500t）的产生时刻点确实比实际轧制力要晚了150ms，前面已经提到机架间的实际距离为5.8m，那么我们通过跟踪信号来计算一下该咬钢信号产生的时刻点带钢大约走了多少距离。计算公式：F2机架速度反馈之和×程序扫描周期×F2机架前滑率=215.122米/秒×0.025秒×1.001=5.383米注：F2机架速度反馈之和指F2咬钢信号到F3咬钢信号之间的数据进一步观察数据发现，在咬钢信号产生的时刻点上，有170吨-250吨的轧制力波动信号，会不会是该条件满足了变化率的咬钢信号产生方式而提前产生的信号呢？通过计算：符合产生咬钢信号的条件。3.1.2咬钢信号滞后产生在上述提到的咬钢信号滞后产生故障中，从F3开始咬钢信号就有滞后现象到F7尤为严重，同样用跟踪信号的方式来计算一下带钢行走的距离。计算公式：F2-F3机架间距离F3机架速度反馈之和×F3前滑率=5.8米23.492米/秒×0.025秒×0.896=6.28米注：F3机架速度反馈之和指F3轧制力反馈信号与F3咬钢信号之间的数据然而F3的备用信号要在5.8米1.5米=7.3米时才会产生，6.28米离这个数值还很远，况且该块带钢F3咬钢信号的建立十分干脆平稳，达到1470吨左右，不会不产生咬钢信号。仔细又分析了一下数据，发现该块带钢是轧制的新品种，带钢在2.0mm厚度，各机架设定的速度都很快，F2与F3之间的轧制力信号产生只相隔了1.875s，并不满足咬钢时间连锁条件2s，所以当F3产生轧制力时咬钢信号没有产生，直到满足了2s的时间连锁条件，咬钢信号才产生，但此时已经晚了，操作工才会看到活套抬起晚了。F2、F3机架轧制力产生之间时间间隔如图2所示。另外，说明一下为何越到后机架咬钢信号产生的越晚。那是因为前机架的咬钢信号已经不准确，而每次咬钢信号的产生都会对跟踪进行一次修正。例如F3咬钢信号产生时对跟踪信号进行清零，重新计算，而此时实际带钢早已过了F3，F4-F7也是如此，且累计误差越来越大，到后机架甚至超出了咬钢信号前窗口的范围，F6、F7机架只能采用备用信号来产生咬钢信号，十分的不准确。3.2改进方法3.2.1咬钢产生方式组合改进针对咬钢信号提前产生的故障，可以判断为是该钢种带钢在F3机架容易打滑造成的。因为平稳轧制时，该带钢的轧制力达到2500吨。针对该钢种，采用改变咬钢信号产生方式，由于前机架即使是薄带钢也不存在预埋辊缝的现象，因此在F3机架只使用绝对值方式产生咬钢信号，取消变化率方式咬钢信号，这样就可以避免由于打滑而满足咬钢信号变化率方式。表5为咬钢信号产生优化方式组合。由于1880还轧制CGO这类轧制力非常小的硅钢，虽然轧制时，F3机架的轧制力基本能大于400吨，但为了保险，在轧制CGO时还是将咬钢信号恢复成原先的组合模式。3.2.2时间连锁条件改进针对咬钢信号之后产生的故障，可以判断为不满足时间联锁条件所造成的。1880热轧的品种规格还在不断拓展，但带钢的速度是不可能无限制提高的。通过对一些极限规格的带钢计算及展望，将时间连锁保护值优化如表6所示。表6各机架时间联锁优化保护值4结束语优化后的措施自2010年9月实施以后，针对不同钢种能正确无误的产生咬钢信号，设备动作均正常，满足生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 需求，拓宽了品种规格的轧制，解决了由于咬钢信号不准确而导致的废钢及轧破等情况，效果良好。作者简介：谢捷（1982-），女，汉族，上海人，现职称：主任 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师，学历：大学本科，研究方向：电气自动化。