一种压辊自动调压方法、系统及介质与流程

1.本发明涉及冷轧压辊工艺控制技术领域，尤其涉及一种压辊自动调压方法、系统及介质。


背景技术：

2.在带钢生产过程中，压辊设备中张力辊和压辊都是非常重要的设备。张力辊的作用是将驱动装置作用在其上的扭矩通过辊面与带材间的摩擦转化为带材张力，以防止带钢跑偏，确保带钢的稳定生产。张力辊必须保证其精度和平稳运行，以减少带钢的浪费和质量问题。压辊的作用是将带钢通过成型模和压辊，将挤出的塑料熔融料流压实和压平，保证带钢与成型模具之间的密贴，并将成型模具的压力传递给带钢。压辊必须保证其精度和平稳运行，以减少带钢的浪费和质量问题。在生产过程中，张力辊和压辊之间需要协同工作，以确保带钢的平直度和平整度。
3.在带钢冷轧后，产线入口在剪切甩尾时，由1#张力辊和压辊压着带钢，等待焊机焊接。而生产薄带钢时，1#张力辊压辊由于压力太大，将带钢边部压出较大浪型，影响产品质量；生产厚带钢时，由于清洗段张力较大，1#张力辊和压辊压力小，不能够有效压紧带钢，导致带尾往后溜钢，严重时带尾会被抽出1#张力辊区域，导致清洗段掉张，引发炉区停机故障发生。由此需要一种压辊自动调压方法、系统及介质。


技术实现要素：

4.本发明实施例通过提供一种压辊自动调压方法、系统及介质，至少部分解决了现有技术中压辊无法够有效压紧带钢，导致炉区停机故障发生的技术问题，实现了基于不同带钢厚度对压辊压力的自动调整，从而压紧带钢，避免带尾往后溜钢的技术效果。
5.第一方面，为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了如下技术方案：
6.一种压辊自动调压方法，包括：
7.利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；
8.基于上述高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；
9.根据修正后的上述初始压力值，控制压辊设备对上述带钢施加压力。
10.可选的，上述对预设的初始压力值进行修正的步骤，还包括：
11.基于历史数据预设上述带钢浪型检测的目标设定值；
12.根据上述目标设定值以及对应的上述测距仪实测值、上述初始压力值，计算得到修正补偿值；
13.将上述修正补偿值和上述初始压力值求和，得到最终的压力值。
14.可选的，上述计算得到修正补偿值的步骤，还包括：
15.以上述目标设定值、上述初始压力值为定量，上述测距仪实测数据为自变量，上述修正补偿值为因变量，基于历史数据进行拟合，得到不同带钢厚度下，计算上述修正补偿值的代数关系式；
16.将待计算的上述目标设定值、上述初始压力值和上述测距仪实测值，代入上述代数关系式得到需要的修正补偿值。
17.可选的，在代入上述代数关系式得到需要的修正补偿值之后，上述方法包括：
18.取多个周期内上述修正补偿值的平均值作为最终的修正补偿值。
19.可选的，上述计算得到修正补偿值的步骤，还包括：
20.对上述修正补偿值设置限幅范围，将超过上述预设范围的上述修正补偿值，取上述限幅范围内离修正补偿值最近的端点值。
21.可选的，上述利用测距仪获取带钢浪型的高度数据的步骤，还包括：
22.上述测距仪采用逐次扫描的方式获取实际值，并取多个周期平均值作为参与计算的上述高度数据。
23.可选的，在上述对预设的初始压力值进行修正之前，上述方法还包括：
24.基于历史数据或/和实验数据，根据上述带钢不同的厚度，预设不同的初始压力。
25.可选的，上述压辊设备通过液压比例调节阀调节压辊对上述带钢的压力。
26.第二方面，提供一种压辊自动调压系统，包括：
27.高度数据获取模块，用于利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；
28.修正计算模块，基于上述高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；
29.执行模块，用于根据修正后的上述初始压力值，控制压辊设备对上述带钢施加压力。
30.第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面上述方法对应的步骤。
31.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
32.根据不同带钢的厚度，通过历史数据和高度数据分析出当前带钢规格需要的压力参数；利用激光测距仪计算带钢边部浪型大小；通过浪型大小，给压力调节一个补偿值，实现压力和浪型的闭环控制。进而实现带钢生产过程中，防止带钢后溜，消除带钢边部浪型的自动化生产。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明提供的一种压辊自动调压方法的流程图；
35.图2为本发明提供的一种压辊自动调压系统的程序框图。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
40.另外，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
41.本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
42.先根据不同带钢的厚度，通过历史数据和实验数据，确定当前带钢规格需要的压力参数；而后再检测带钢边部的浪型，获得浪型的高度数据，根据这个高度数据、带钢厚度和压力参数拟合出给压力调节的补偿值，由此实现压力和浪型的自动化控制。
43.本发明实施例中，提供了如图1所示的一种压辊自动调压方法，该方法包括步骤s101～s103：
44.步骤s101，利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；
45.需要说明的是，测距仪主要的作用在于测量带钢浪型的高度数据，而由于带钢是运动的，为了避免部分测距仪直接接触带钢带来损耗，其可以采用激光测距仪、超声波测距仪、红外测距仪、微波测距仪、声波测距仪和次声波测距仪等等。本实施例优选激光测距仪，通过激光测距仪的激光光点照射在带钢边部检测带钢边部浪型。
46.步骤s102，基于高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；
47.需要说明的是，不同厚度的带钢边部的浪型高度和需要施加压力值有直接关系，即浪型高度值与目标设定值(即带钢边部满足生产需求的高度值)相差越大、带钢的厚度越大，则需要的压力越大。为此其可以采用两种方式，第一种方式为基于历史数据和/或实验数据，建立不同带钢厚度下，不同高度数据对应的压力值对照表，而后再生产过程中，根据对照表选取压力值控制压辊设备进行操作。该方式其需要基于不同厚度和不同高度进行大量的实验，同时对于未进行实验的数据无法进行有效的操作。为本实施例采用此第二种以高度数据为自变量，压力的修正补偿值为因变量进行拟合，从而获得一个计算修正补偿值的函数，由此达到对历史数据和实验数据未提到的数据进行修正，提高了便捷性。
48.另外，在对预设的初始压力值进行修正之前，还包括：
49.基于历史数据或/和实验数据，根据带钢不同的厚度，预设不同的初始压力。
50.需要说明的是，对于不同带钢，其出现浪型后，需要施加的压力也不同，又因为带钢厚度类型恒定，故而只需要监控对应厚度值h的带钢，在生产过程中较为合适的压力值，由此减小压辊设备调节的幅度。例如：
51.0.3≤h≤0.8mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发压力值y1；
52.0.8《h≤1.2mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发压力值y2；
53.1.2《h≤1.5mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发压力值y3；
54.1.5《h≤2.0mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发压力值y4；
55.2.0《h≤2.5mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发压力值y5。
56.步骤s103，根据修正后的初始压力值，控制压辊设备对带钢施加压力。即将初始压力值和修正补偿值求和，得到用于控制压辊设备对带钢施加压力的压力值。
57.进一步地，对预设的初始压力值进行修正的步骤，还包括：
58.基于历史数据预设带钢浪型检测的目标设定值；
59.需要说明的是，对于带钢而言，要保持其绝对水平(即平整度为0)是不符合物理常识的，由此需要将浪型压制成满足带钢生产需要的平整度即可，即基于对生产过程中数据实时监控，选取符合生产要求的数据设置为浪型高度检测的目标设定值。
60.根据目标设定值以及对应的测距仪实测值、初始压力值，计算得到修正补偿值；
61.需要说明的是，在设置目标设定值后，主要是根据目标设定值和测距仪实测值之间的差值进行计算，其中，差值为正，则代表浪型高度低于目标设定值。而差值为负，则代表浪型高度高于目标设定值。并由此基于测距仪实测值和目标设定值的差距计算对应初始压力值需要的补偿值。
62.详细的，本实施例采用以目标设定值、初始压力值为定量，测距仪实测数据为自变量，修正补偿值为因变量，基于历史数据进行拟合，得到不同带钢厚度下，计算修正补偿值的代数关系式；
63.将待计算的目标设定值、初始压力值和测距仪实测值，代入代数关系式得到需要的修正补偿值。
64.其中代数关系式如下：
[0065][0066]
其中，d为修正补偿值，b为目标设定值，c为测距仪实测值，y为初始压力值。
[0067]
最后，将修正补偿值和初始压力值求和，得到最终的压力值p。即：
[0068]
p＝y+d
[0069][0070]
进一步地，在代入代数关系式得到需要的修正补偿值之后，方法包括：
[0071]
取多个周期内修正补偿值的平均值作为最终的修正补偿值。
[0072]
需要说明的是，由于带钢的生产过程中，尤其是运输过程中，其会产生抖动，从而使得带钢产生上下偏移，导致测距仪在测试的时候产生误差。为此本实施例采用在多个周期内对修正补偿值取平均值的方式进行进一步修正，达到防止带钢抖动造成激光测距仪检测数值过大或过小的目的。以5个周期为例，其计算公式如下：
[0073][0074]
其中e为平均值，d1、d2、d3、d4、d5分别为5个周期的修正补偿值。
[0075]
相应的，最终的压力值p为：p＝y+e。
[0076]
进一步地，计算得到修正补偿值的步骤，还包括：
[0077]
对修正补偿值设置限幅范围，将超过预设范围的修正补偿值，取限幅范围内离修正补偿值最近的端点值。
[0078]
需要说明的是，在带钢实际生产中，可能会出现修正补偿值异常增大的情况，对修正补偿值设置限幅范围。例如限幅范围设置为
±
5，当修正补偿值超过该范围时，则取+5或-5(
±
5为端点值)进行计算，若没有超过，则按照原修正补偿值进行计算。
[0079]
进一步地，利用测距仪获取带钢浪型的高度数据的步骤，还包括：
[0080]
测距仪采用逐次扫描的方式获取实际值，并取多个周期平均值作为参与计算的高度数据。
[0081]
需要说明的是，由于带钢生产的工况较为复杂，其可能导致外界因素使得单靠一个周期检测的高度数据出现误差，故而测距仪的实际值采用逐次扫描，取5个周期高度数据的平均值参与计算。从而实现数据的更高精确度。
[0082]
进一步地，压辊设备通过液压比例调节阀调节压辊对带钢的压力。
[0083]
需要说明的是，液压比例调节阀是一种利用液体介质的压强差进行自动调压、稳压，并具有流量控制功能的压力控制装置，利用液压比例调节阀能够根据系统负载的变化自动调节流量，使系统始终保持在稳定的工作状态下，提高了系统的稳定性和安全性。且由于液压比例调节阀采用了比例阀技术和电液比例技术等，因此它的控制精度非常高，可以达到毫秒级甚至亚毫秒级的控制精度，从而保证带钢生产压力的精度。另外其还具有响应速度快、稳定性好以及适用性强等特点：可以适用于各种不同类型的油缸和工况环境，从而满足带钢生产的需求。详细的，在原有液压阀台控制系统的基础上，增加一套比例调节阀，通过更改比例阀的开口度，实现压力的自动切换。不同的压力调节参数，通过比例阀将液压缸不同的压力作用在带钢上，实现压紧带钢，防止带钢后溜。
[0084]
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种压辊自动调压系统，如图2所示，包括：
[0085]
高度数据获取模块201，用于利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；
[0086]
修正计算模块202，基于高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；
[0087]
执行模块203，用于根据修正后的初始压力值，控制压辊设备对带钢施加压力。
[0088]
基于同一发明构思，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现一种压辊自动调压方法。
[0089]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0090]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0091]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种压辊自动调压方法，其特征在于，所述方法包括：利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；基于所述高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；根据修正后的所述初始压力值，控制压辊设备对所述带钢施加压力。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对预设的初始压力值进行修正的步骤，还包括：基于历史数据预设所述带钢浪型检测的目标设定值；根据所述目标设定值以及对应的所述测距仪实测值、所述初始压力值，计算得到修正补偿值；将所述修正补偿值和所述初始压力值求和，得到最终的压力值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算得到修正补偿值的步骤，还包括：以所述目标设定值、所述初始压力值为定量，所述测距仪实测数据为自变量，所述修正补偿值为因变量，基于历史数据进行拟合，得到不同带钢厚度下，计算所述修正补偿值的代数关系式；将待计算的所述目标设定值、所述初始压力值和所述测距仪实测值，代入所述代数关系式得到需要的修正补偿值。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在代入所述代数关系式得到需要的修正补偿值之后，所述方法包括：取多个周期内所述修正补偿值的平均值作为最终的修正补偿值。5.如权利要求2-3任一项所述的方法，其特征在于，所述计算得到修正补偿值的步骤，还包括：对所述修正补偿值设置限幅范围，将超过所述预设范围的所述修正补偿值，取所述限幅范围内离所述修正补偿值最近的端点值。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用测距仪获取带钢浪型的高度数据的步骤，还包括：所述测距仪采用逐次扫描的方式获取实际值，并取多个周期平均值作为参与计算的所述高度数据。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对预设的初始压力值进行修正之前，所述方法还包括：基于历史数据或/和实验数据，根据所述带钢不同的厚度，预设不同的初始压力。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压辊设备通过液压比例调节阀调节压辊对所述带钢的压力。9.一种压辊自动调压系统，其特征在于，所述系统包括：高度数据获取模块，用于利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；修正计算模块，基于所述高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；执行模块，用于根据修正后的所述初始压力值，控制压辊设备对所述带钢施加压力。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～8任一项所述方法对应的步骤。

技术总结
本发明公开了一种压辊自动调压方法、系统及介质，其包括：利用测距仪获取带钢浪型的高度数据；基于高度数据和对应的带钢厚度，对预设的初始压力值进行修正；根据修正后的初始压力值，控制压辊设备对带钢施加压力。根据不同带钢的厚度，通过历史数据和高度数据分析出当前带钢规格需要的压力参数；利用测距仪计算带钢边部浪型大小；通过浪型大小，给压力调节一个补偿值，实现压力和浪型的闭环控制。进而实现带钢生产过程中，防止带钢后溜，消除带钢边部浪型的自动化生产。部浪型的自动化生产。部浪型的自动化生产。


技术研发人员：杨振兴 张少魁 宋振言 王少安 袁辉 韩贵德 刘国峰
受保护的技术使用者：北京首钢自动化信息技术有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/13