[發明專利]一種連續退火機組輥間帶鋼張力的軟測量方法

有效

• 申請號: 200910197595.3
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN102042893A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 周永;王國民;王澤濟;王嶸;王健
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01L5/04
• 分類號: G01L5/04
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及一種張力檢測方法，具體來說是一種應用計算機技術，以軟件來替代硬件的軟測量方法，特別是一種用于連續退火機組任意輥間帶鋼張力的軟測量方法。

背景技術

帶鋼連續退火過程中帶鋼張力檢測技術，對于連退機組可靠穩定運行，防止帶鋼斷帶，及其提高帶鋼運行速度及帶鋼產品質量，充分發揮設備的生產能力，滿足各種新工藝以及現代生產管理都是十分重要的。

現在帶鋼生產過程中，連續退火機組為保持連續穩定運行，采用張力閉環控制，如爐區張力控制，采用張力環、速度環串級控制方式實現，如圖1所示的5號測張儀(TM5，TM為測張儀英文縮寫5為編號，以下同)張力由HF爐輥14個輥子(編號HF1R-HF14R)同步調速來實現。而為保證各處張力均衡、各輥出力均衡，需對張緊輥及爐輥設計時做專門考慮，見圖2a、圖2b。從圖中可以看出，與張緊輥不同，爐區張力控制及其各輥的負載平衡不以直接張力控制為主，即不對各輥力矩電流信號進行反饋計算，而主要靠各輥的DROOP(垂下控制)的自調節，即使用輥系輥速同步調節的方式來控制張力，而DROOP(垂下控制)調節方式允許各輥存在輥速微差，在輥徑設置不當，與帶鋼熱脹冷縮程度不相匹配或存在明顯擾動等情況下，就存在雖然可保證測張儀位置張力穩定，中間無測張儀處張力出現異常的情況，影響機組正常生產甚至引起斷帶等惡性故障。

而目前帶鋼張力的檢測方法是通過在有限測張點安裝測張儀進行在線檢測。連續退火生產線中帶鋼每處都存在張力，但是在生產線上處處安裝測張儀因受技術、設備、成本等因素影響是不現實的。因此連續退火生產線大部分區域的帶鋼張力沒有檢測，而斷帶等故障多數發生在這些帶鋼張力檢測的盲區。因此，采用測張儀進行張力檢測的方法遠遠不能滿足生產的需求。

在文獻Ku?Chin?Lin，Ming-Ching?Tsai；Kung-Yi?Chen；Web?tension?control?of?a?start-up?process?using?observer?techniques?with?friction?and?inertia?compensation[J].Industrial?Electronics?Society，2001.IECON′01.The?27th?Annual?Conference?of?the?IEEE.2001，11.1：529-534.(利用帶有摩擦和慣性補償的觀測器技術實現啟動過程張力控制)和文獻Ruiz?C.，J.，Sbarbaro?H.，D.Estimating?the?strip?tension?in?multi-drivesystems[J].Industrial?Electronics，Control?and?Instrumentation，1997.IECON?97.23rdInternational?Conference.1997，11.3：1432-1437.(多驅動系統帶鋼張力估計)中闡述了一種張力軟測量方法，都是針對控制目的對于一個輥子(如開卷機)所提出的軟測量方法，而以機組運行狀態監測診斷為目的，且針對連退這一特殊的多輥耦合同步調速的張力控制系統的張力軟測量方法尚未涉及。

在日本專利JP61023066中，公開了一種多輥驅動的張力監視裝置。該專利在建對象模型時引入電壓的電磁感應平衡公式，但觀測張力時由于對狀態方程變為能觀標準形，只考察可觀測部分，并未用到該信息。該專利提供的模型將邊界張力作為狀態變量引入狀態方程，觀測模型的輸出為兩邊界張力和中間張力。該專利模型中將帶鋼彈性系數直接作為模型參數，而實際情況下其各處不同，并且帶鋼的運動以及與溫度有關等因素，使得該參數經常發生改變(相比較輥子特性而言，帶鋼特性更不穩定)，且難以估計，從而引入模型誤差。此外，模型中直接以輥子慣量為模型參數，未考慮電機及帶鋼等對整體慣量的影響，輥子力矩平衡公式中也未考慮軸承摩擦的影響。另外，由于輥子偏心的存在而導致的張力波動影響較大，不加處理直接應用則很難得出對機組狀態判斷有實際意義的結果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種更加精確的連續退火機組輥間帶鋼張力的測量方法，該測量方法避免了采用觀測模型建模時，由于將帶鋼彈性系數直接作為模型參數，而產生的模型誤差和由于忽略軸承摩擦力的影響而帶來的帶鋼張力測量誤差。

為了解決上述技術問題，本發明采用了以下技術方案：

一種連續退火機組輥間帶鋼張力的軟測量方法，包括以下步驟：

第一步，過程數據采集