專利名稱：帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法，具體涉及一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法，它利用軋制和控制條件的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、表示控制和物理現(xiàn)象的方程模型以及基于操作經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫，來診斷帶鋼熱精軋中的厚度缺陷。
背景技術(shù)：
目前，在帶鋼熱精軋領(lǐng)域中，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，并且小批量生產(chǎn)正成為一種生產(chǎn)方法，因此就迫切需要一種更高精度的質(zhì)量控制系統(tǒng)。
利用多種計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)，可在高精度控制下穩(wěn)定地進(jìn)行熱軋產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而可以保證質(zhì)量精度。然而，當(dāng)升級(jí)控制系統(tǒng)時(shí)或者甚至當(dāng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，操作的不穩(wěn)定性或產(chǎn)品缺陷還是時(shí)有發(fā)生。
產(chǎn)品材料的缺陷，操作者操作方法的失誤以及軋制設(shè)備和控制系統(tǒng)的故障導(dǎo)致了操作的不穩(wěn)定性和產(chǎn)品缺陷。當(dāng)發(fā)生操作的不穩(wěn)定性和產(chǎn)品缺陷時(shí)，就必須確定是發(fā)生了系統(tǒng)故障還是發(fā)生了操作者操作失誤，還必須采取防范措施來預(yù)防此類操作不穩(wěn)定性和產(chǎn)品缺陷的再次發(fā)生。為了診斷故障，用到了對(duì)在計(jì)算機(jī)中采集和存儲(chǔ)的各個(gè)產(chǎn)品實(shí)測平均數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析的方法，或者通過用實(shí)測平均數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬來校驗(yàn)的方法。
然而，因?yàn)樵谶M(jìn)行詳細(xì)原因分析時(shí)，必須在觀察在線模擬數(shù)據(jù)圖表的同時(shí)找出原因，所以多數(shù)情況依賴于專家的人工勞動(dòng)。從而將過分地延長分析過程，而且也難以管理實(shí)測數(shù)據(jù)。
其結(jié)果是，為了利用質(zhì)量控制系統(tǒng)生產(chǎn)高質(zhì)產(chǎn)品，就需要一種支持快速評(píng)估質(zhì)量缺陷和控制故障產(chǎn)生原因的診斷系統(tǒng)，而這些產(chǎn)生原因是操作者不能快速確定的。
以下是與帶鋼熱精軋質(zhì)量診斷相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。
1.由POSCO提交的韓國專利申請(qǐng)公開No.2001-0027829，名為“Apparatus for diagnosing faults in hot strip mill(帶鋼熱軋機(jī)故障診斷設(shè)備)”。
該現(xiàn)有技術(shù)專利涉及到用于在由分段機(jī)架組成的帶鋼熱軋機(jī)中診斷設(shè)備故障和操作故障的設(shè)備。在鋼鐵廠里，該故障診斷設(shè)備自動(dòng)執(zhí)行厚度、板形和設(shè)備故障的確定以及這些故障的成因診斷，從而可以達(dá)到快速準(zhǔn)確的診斷。必須對(duì)診斷臨界值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以使確定結(jié)果和診斷結(jié)果相一致。通過這樣的調(diào)整，即使在目標(biāo)的特征發(fā)生改變時(shí)，也可以保持適當(dāng)?shù)呐R界值，從而可以始終進(jìn)行高精度診斷。
然而，該現(xiàn)有技術(shù)專利構(gòu)建為通過簡單地比較實(shí)測值和臨界值來確定是否發(fā)生故障。因此，它與本發(fā)明的不同之處在于本發(fā)明是基于規(guī)則的方法。而且該現(xiàn)有技術(shù)專利是在目標(biāo)特征發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)改變臨界值并自動(dòng)進(jìn)行診斷的技術(shù)，從而最優(yōu)臨界值的設(shè)定是診斷成功的重要因素。然而，最優(yōu)臨界值的設(shè)定是根據(jù)鋼材的類型和尺寸、軋制條件以及現(xiàn)場工況來進(jìn)行的，因而，設(shè)定最優(yōu)臨界值是相當(dāng)困難的。
2.由Mitsubishi Electric Corporation提交的日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 11-347614，名為“Apparatus and method for diagnosing faults(故障診斷設(shè)備和方法)”。
在該現(xiàn)有技術(shù)專利中，計(jì)算出軋制板材和目標(biāo)板材的厚度偏差，如果計(jì)算出的偏差大于預(yù)設(shè)參考值，則可以確定產(chǎn)生了厚度缺陷。也就是說，檢測板厚的局部最小值和局部最大值，如果局部最小值和局部最大值之間的偏差超過了預(yù)設(shè)參考值，則確定產(chǎn)生了厚度缺陷。另外，故障的診斷是在軋輥速度、軋機(jī)電機(jī)的實(shí)測扭矩以及實(shí)測軋制載荷之間相互平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
然而，因?yàn)閹т摕彳垯C(jī)的厚度缺陷是由多種因素導(dǎo)致的，所以該現(xiàn)有技術(shù)專利不能進(jìn)行令人滿意的診斷。
3.由Mitsubishi Electric Corporation提交的日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 7-251210，名為“Method for Diagnosing Faults in On-LineRoll Grinding Device(在線磨輥設(shè)備的故障診斷方法)”。
該現(xiàn)有技術(shù)專利是無需依賴操作者肉眼而自動(dòng)進(jìn)行的在線磨輥設(shè)備故障診斷技術(shù)。它應(yīng)用于在線磨輥設(shè)備中，在該設(shè)備中，位于機(jī)架中的軋輥與磨石接觸而旋轉(zhuǎn)，并且磨石在軋輥的軸線方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)工件進(jìn)行研磨。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)專利，在軋輥由磨石研磨的同時(shí)檢測磨石旋轉(zhuǎn)設(shè)備的輸出扭矩，如果輸出扭矩大于最大極限或小于最小極限，則確定發(fā)生了故障。
該現(xiàn)有技術(shù)專利與前面提及的現(xiàn)有技術(shù)專利一樣，只是簡單地利用閾值，從而不能進(jìn)行全面的故障診斷。
4.由Nippon Steel Corporation提交的日本專利申請(qǐng)公開No.Hei7-63605，名為“Apparatus for Diagnosing Faults in Bearing for Roll(軋輥軸承故障診斷設(shè)備)”。
該現(xiàn)有技術(shù)專利涉及軋輥軸承的故障診斷設(shè)備，它可以測量由軋輥加載在軸承上的負(fù)載并且在很大的范圍內(nèi)進(jìn)行故障診斷。然而，該現(xiàn)有技術(shù)專利與上述現(xiàn)有技術(shù)專利有著相同的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而提出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法，它利用與軋制和控制狀態(tài)相關(guān)的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、表示控制和物理現(xiàn)象的方程模型以及基于操作經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫，來診斷帶鋼熱精軋中的厚度缺陷。
本發(fā)明的另一目的是提供一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法，它為操作者提供操作故障確定設(shè)備和方法，材料缺陷確定設(shè)備和方法，控制故障確定設(shè)備和方法，設(shè)備故障確定設(shè)備和方法，以及置信度確定設(shè)備和方法，其中，操作故障確定設(shè)備和方法可以確定是否發(fā)生了由操作者操作失誤而導(dǎo)致的質(zhì)量惡化；材料缺陷確定設(shè)備和方法可以確定是否發(fā)生了由精軋出口側(cè)材料缺陷而導(dǎo)致的質(zhì)量惡化；控制故障確定設(shè)備和方法可以確定是否發(fā)生了由控制故障而導(dǎo)致的質(zhì)量惡化；設(shè)備故障確定設(shè)備和方法可以確定是否發(fā)生了由設(shè)備故障而導(dǎo)致的質(zhì)量惡化；以及置信度確定設(shè)備和方法可以通過計(jì)算厚度缺陷分析的置信度來快速而準(zhǔn)確地找出導(dǎo)致質(zhì)量惡化的原因。
為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備，它包括SCC設(shè)置單元，實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元，出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元，區(qū)域識(shí)別單元，合格率計(jì)算單元，初級(jí)故障確定單元，次級(jí)故障確定單元，以及置信度評(píng)估單元，其中，SCC設(shè)置單元用于施加預(yù)設(shè)目標(biāo)值，諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元用于采集實(shí)測數(shù)據(jù)；出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)，如果裝載了，則啟動(dòng)帶鋼熱精軋故障診斷；區(qū)域識(shí)別單元利用厚度數(shù)據(jù)來識(shí)別是軋制板材的前端部分，主體部分還是尾端部分；合格率計(jì)算單元利用實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元采集的實(shí)測數(shù)據(jù)和SCC設(shè)置單元中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)值來計(jì)算前端部分、主體部分和尾端部分的合格率；初級(jí)故障確定單元利用實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元和合格率計(jì)算單元的輸出值來確定故障是發(fā)生在前端部分、主體部分還是發(fā)生在尾端部分；次級(jí)故障確定單元利用實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元的輸出值和SCC設(shè)置單元中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)值來確定是發(fā)生了操作者干預(yù)故障、材料缺陷、設(shè)備故障還是發(fā)生了控制故障；置信度評(píng)估單元利用SCC設(shè)置單元中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)值和實(shí)測數(shù)據(jù)來評(píng)估次級(jí)故障確定單元確定結(jié)果的置信度。
此外，本發(fā)明提供了一種帶鋼熱精軋中故障診斷的方法，它包括第一步驟根據(jù)軋制條件來預(yù)設(shè)目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、目標(biāo)輥速和目標(biāo)輥縫；第二步驟如果裝載了出口側(cè)厚度計(jì)，則采集實(shí)測數(shù)據(jù)；第三步驟利用實(shí)測數(shù)據(jù)來識(shí)別是前端部分、尾端部分還是主體部分；第四步驟利用第一步驟的預(yù)設(shè)值和第二步驟的實(shí)測數(shù)據(jù)來計(jì)算前端部分、尾端部分和主體部分的合格率；第五步驟利用第一步驟的預(yù)設(shè)值和第四步驟的合格率來確定故障是發(fā)生在前端部分、尾端部分還是發(fā)生在主體部分；第六步驟確定在發(fā)生板厚缺陷的地方是發(fā)生了操作者干預(yù)故障、材料缺陷還是發(fā)生了控制故障；以及第七步驟利用第一步驟的預(yù)設(shè)值和第二步驟的實(shí)測數(shù)據(jù)來計(jì)算控制故障的置信度。


通過以下的詳細(xì)說明，結(jié)合附圖，可以更清楚地理解本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中圖1a和1b顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋中故障診斷方法的流程圖；圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋中故障診斷設(shè)備的配置圖；圖3a到3c顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中操作者操作故障診斷過程的流程圖，其中，圖3a顯示的是輥縫的操作者干預(yù)診斷過程的流程圖，圖3b顯示的是輥速的操作者干預(yù)診斷過程的流程圖，圖3c顯示的是噴霧操作的操作者干預(yù)診斷過程的流程圖；圖4顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的操作者操作評(píng)估單元的配置示意圖；圖5a到5c顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中材料缺陷診斷過程的流程圖，其中，圖5a和5b顯示的是輥印(skid mark)缺陷診斷過程的流程圖，以及圖3c顯示的是變形發(fā)生故障的診斷過程的流程圖；圖6顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的材料缺陷確定單元的配置示意圖；圖7a到7f顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中控制故障的診斷過程的流程圖，其中，圖7a顯示的是FSU故障診斷過程的流程圖，圖7b顯示的是確定是否發(fā)生了前端部分V形缺陷的過程的流程圖，圖7c顯示的是確定是否發(fā)生了V形缺陷的過程的流程圖，圖7d顯示的是確定是否發(fā)生了頸縮的過程的流程圖，圖7e顯示的是確定是否發(fā)生了AGC增益故障的過程的流程圖，以及圖7f顯示的是確定是否發(fā)生了AGC控制器故障的過程的流程圖；圖8和9顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的控制故障確定單元的配置示意圖；
圖10a和圖10b顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中設(shè)備故障的診斷過程的流程圖，其中，圖10a顯示的是軋輥偏心故障診斷過程的流程圖，圖10b顯示的是傳感器故障的診斷過程的流程圖；圖11顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的設(shè)備故障確定單元220的配置示意圖；圖12a到12d顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中置信度評(píng)估過程的流程圖，其中，圖12a顯示的是操作者輥速干預(yù)的置信度評(píng)估過程的流程圖，圖12b顯示的是操作者噴霧干預(yù)的置信度評(píng)估過程的流程圖，圖12c顯示的是軋輥偏心置信度評(píng)估過程的流程圖，以及圖12d顯示的是FSU故障的置信度評(píng)估過程的流程圖；以及圖13和14顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的置信度評(píng)估單元的配置示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)附圖進(jìn)行說明，其中在不同的附圖中用相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1a、圖1b和圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法的流程圖，下面對(duì)其進(jìn)行具體闡述。
參照?qǐng)D1a和1b，本發(fā)明提出的帶鋼熱精軋故障診斷方法包含下列算法。
在步驟S101中，從監(jiān)控計(jì)算機(jī)(SCC)設(shè)置單元210中讀取出根據(jù)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫等軋制條件設(shè)置的數(shù)值后，確定是否從位于機(jī)架出口側(cè)的出口側(cè)厚度計(jì)205施加了軋制板材203的厚度信號(hào)，也就是說，在步驟S102中是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)205。
作為步驟S102中的確定結(jié)果，如果檢測到軋制板材，則執(zhí)行本發(fā)明提出的算法。
在步驟S103中，從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
隨后，在步驟S104到S110中，利用厚度數(shù)據(jù)來識(shí)別軋制板材203的前端部分、尾端部分和主體部分，并且利用采集的實(shí)測數(shù)據(jù)和SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)來計(jì)算合格率。
其中，前端部分表示軋制板材上從前端到距前端X米的軋制板材部位的那一部分，尾端部分表示軋制板材上從尾端到距尾端Y米的軋制板材部位的那一部分，主體部分表示軋制板材上除前端部分和后端部分以外的那一部分。前端部分和尾端部分以及主體部分的合格率按以下步驟進(jìn)行計(jì)算。即由軋制板材的實(shí)測出口側(cè)厚度計(jì)算出全部取樣數(shù)據(jù)中有多少數(shù)據(jù)處于厚度控制公差范圍之內(nèi)。由根據(jù)以下確定方程1計(jì)算出的合格率來確定厚度缺陷。
前端部分的厚度缺陷如果前端部分的合格率小于X％，則確定在前端部分發(fā)生了厚度缺陷。
主體部分的厚度缺陷如果前端部分的合格率小于Y％，則確定在主體部分發(fā)生了厚度缺陷。
尾端部分的厚度缺陷如果前端部分的合格率小于Z％，則確定在尾端部分發(fā)生了厚度缺陷。
其中，X，Y和Z是在SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的數(shù)值。
利用上述確定方程1，可以確定任意部分是否發(fā)生了厚度缺陷。
隨后，在步驟S111和S115中，進(jìn)行綜合故障診斷。
在步驟S111中，當(dāng)發(fā)生板厚缺陷時(shí)，確定在各個(gè)機(jī)架的輥縫、輥速和噴霧中是否發(fā)生了操作者干預(yù)。如果確定發(fā)生了操作者干預(yù)，則通過詳細(xì)的診斷來評(píng)估干預(yù)的量和極性。
在步驟S112中，確定質(zhì)量缺陷是否由材料的缺陷導(dǎo)致。具體說來，采用下列三種方法來進(jìn)行確定。
第一，根據(jù)以下方程1來評(píng)估精軋入口側(cè)溫度的預(yù)測和實(shí)測值。第二，根據(jù)以下方程2來評(píng)估精軋入口側(cè)溫度的預(yù)測和實(shí)測值。第三，通過實(shí)測精軋出口側(cè)厚度的快速傅立葉變換(FFT)分析來評(píng)估由輥印導(dǎo)致的厚度偏差頻率成分的峰值。
ΔT＝|實(shí)測精軋入口側(cè)溫度(實(shí)測FET)-預(yù)測精軋入口側(cè)溫度(預(yù)測FET)|＞α(1)ΔT＝|實(shí)測精軋出口側(cè)溫度(實(shí)測FDT)-預(yù)測精軋出口側(cè)溫度(預(yù)測FDT)|＞β(2)步驟S113是用于確定是否發(fā)生了軋輥偏心和傳感器故障的步驟。對(duì)于軋輥偏心，通過實(shí)測厚度的FFT分析來評(píng)估由軋輥偏心引起的厚度偏差頻率成分的峰值。對(duì)于傳感器故障，當(dāng)實(shí)測數(shù)據(jù)連續(xù)地偏離控制公差時(shí)，確定發(fā)生了傳感器故障。
在步驟S114中，檢查精整機(jī)架(Finish Setup，F(xiàn)SU)、自動(dòng)輥縫控制(AGC)和電機(jī)以確定是否發(fā)生了控制缺陷，并且確定軋制板材是否為許多板材中的第一塊或者是否為更換軋輥后送入的第一塊。通過以下確定方程2來執(zhí)行確定是否發(fā)生了控制故障的算法。
(1)FSU故障確定確定前端部分的標(biāo)準(zhǔn)厚度偏差是否大于或等于Xμm，或者前端部分實(shí)測厚度是否大于或等于目標(biāo)厚度。
(2)AGC故障確定如果主體部分的合格率等于或小于X％，則確定沒有正常執(zhí)行AGC。
(3)確定當(dāng)前軋制板材是否為許多板材中的第一塊，或者是否為更換軋輥后送入的第一塊。
在步驟S115中，確定上述故障分析的置信度。置信度的確定使操作者能快速地估計(jì)由上述故障分析檢測的各種原因中的主要原因，從而可以快速消除該主要原因。稍后，將對(duì)上述步驟S111，S112，S113，S114和S115進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S116中顯示以上步驟中得到的上述故障診斷的所有結(jié)果。
圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的配置圖，下面對(duì)其進(jìn)行具體闡述。
圖2中顯示的帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備包括SCC設(shè)置單元210，它用來預(yù)設(shè)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的目標(biāo)值。
此外，該故障診斷設(shè)備還包括實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211，它用于從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
該故障診斷設(shè)備還包括出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212，它用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)。
該故障診斷設(shè)備還包括區(qū)域識(shí)別單元213和合格率計(jì)算單元214，其中，區(qū)域識(shí)別單元213利用厚度數(shù)據(jù)來識(shí)別軋制板材203的前端部分、主體部分和尾端部分；合格率計(jì)算單元214用于計(jì)算前端部分、主體部分和尾端部分的合格率。其中，合格率是利用實(shí)測數(shù)據(jù)和SCC設(shè)置單元中設(shè)置的數(shù)值計(jì)算的。
該故障診斷設(shè)備還包括前端部分故障確定單元215，主體部分故障確定單元216，以及尾端部分故障確定單元217，其中，前端部分故障確定單元215用于確定前端部分是否發(fā)生了故障；主體部分故障確定單元216用于確定主體部分是否發(fā)生了故障；以及尾端部分故障確定單元217用于確定尾端部分是否發(fā)生了故障。
該故障診斷設(shè)備還包括操作者操作評(píng)估單元218，材料缺陷確定單元219，設(shè)備故障確定單元220，以及控制故障確定單元221，其中，操作者操作評(píng)估單元218用于在發(fā)生板厚缺陷時(shí)，確定操作者是否對(duì)某一點(diǎn)的輥縫、輥速和噴霧進(jìn)行了干預(yù)；材料缺陷確定單元219利用入口側(cè)和出口側(cè)溫度偏差和實(shí)測厚度來確定是否發(fā)生了材料缺陷；設(shè)備故障確定單元220用于確定是否發(fā)生了軋輥偏心或者傳感器故障；控制故障確定單元221用于確定是否發(fā)生了精軋機(jī)控制故障。
該故障診斷設(shè)備還包括置信度評(píng)估單元222，用于評(píng)估操作者操作評(píng)估單元218、材料缺陷確定單元219、設(shè)備故障確定單元220和控制故障確定單元221的置信度。稍后，將對(duì)操作者操作評(píng)估單元218、材料缺陷確定單元219、設(shè)備故障確定單元220和控制故障確定單元221進(jìn)行詳細(xì)說明。該故障診斷設(shè)備還包括故障診斷結(jié)果顯示單元223，用于輸入故障診斷結(jié)果。
圖3a到3c顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中操作者操作故障的診斷過程的流程圖。圖3a顯示的是輥縫的操作者干預(yù)診斷過程的流程圖，圖3b顯示的是輥速的操作者干預(yù)診斷過程的流程圖，圖3c顯示的是噴霧操作的操作者干預(yù)的診斷過程的流程圖。
在步驟S201中，從SCC設(shè)置單元210中讀取出根據(jù)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫等軋制條件而設(shè)置的數(shù)值后，確定是否從機(jī)架出口側(cè)的出口側(cè)厚度計(jì)205提供了軋制板材203的厚度信號(hào)，也就是說，在步驟S202中是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)205。如果檢測到了軋制板材203，則執(zhí)行本發(fā)明提出的算法。
在步驟S203中，從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
圖3a和3c所示的處理是相應(yīng)于步驟S111的子步驟，在執(zhí)行完步驟S101到S110后執(zhí)行步驟S111。在檢測到厚度缺陷后執(zhí)行這些處理，并用于利用步驟S203中采集到的數(shù)據(jù)來確定是否發(fā)生了操作者操作故障。
隨后，在步驟S204中，確定從厚度計(jì)205中采集到的厚度偏差是否大于用戶控制公差。執(zhí)行這一步驟的原因是如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則確定發(fā)生了厚度缺陷。
作為步驟S204中的確定結(jié)果，如果厚度偏差小于或等于用戶控制公差，則處理結(jié)束。如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則在步驟S205-1中確定在發(fā)生厚度缺陷處操作者干預(yù)量是否大于Xμm。其中，X是SCC設(shè)置單元210預(yù)設(shè)的數(shù)值。
作為步驟S205-1中的確定結(jié)果，如果操作者的干預(yù)量小于或等于X，則處理結(jié)束。如果操作者的干預(yù)量大于X，則處理繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)楹苡锌赡馨l(fā)生了操作者操作故障。
在步驟S205-2中，將操作者手動(dòng)干預(yù)量轉(zhuǎn)換為厚度變化量，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的厚度變化量確定輥縫的操作者干預(yù)是否影響了厚度缺陷。利用下列方程進(jìn)行厚度變化量轉(zhuǎn)換。
*材料變形特性方程F＝Q(H-h)
*軋機(jī)變形特性方程h=S+FM]]>從上述方程可得ΔF＝ΔQ(H-h)+Q(ΔH-Δh)，并得到Δh=ΔFM+ΔS.]]>根據(jù)上述方程可以建立下列方程Δh=1M[ΔQ(H-h)+Q(ΔH-Δh)]+ΔS]]>Δh=QM+QΔH+ΔQM+Q(H-h)+MM+QΔS]]>如果忽略相應(yīng)機(jī)架的Q誤差項(xiàng)，并且考慮到相應(yīng)機(jī)架的由輥縫校正量導(dǎo)致的厚度變化量，就可以得到以下等式Δh=QM+QΔS]]>此外，如果考慮到由前端機(jī)架的輥縫變化導(dǎo)致的厚度變化量和由相應(yīng)機(jī)架的輥縫校正導(dǎo)致的厚度變化量，則可利用以下方程3計(jì)算出口側(cè)厚度變化量。
Δh=QM+QΔH+MM+QΔS----(3)]]>也就是，比如說，可由下列方程表示由第6機(jī)架和第7機(jī)架的輥縫變化量導(dǎo)致的第7機(jī)架的出口側(cè)厚度變化。
Δh7=Q7M7+Q7ΔH7+M7M7+Q7ΔS7]]>=Q7M7+Q7(M6M6+Q7ΔS6)+M7M7+Q7ΔS7]]>隨后，在步驟S206中，確定操作者輥縫干預(yù)量的方向是否與厚度變化量的方向一致。如果這兩者相一致，則處理結(jié)束。如果不一致，則顯示操作者輥縫干預(yù)故障，然后結(jié)束該處理。
圖3b所示的流程圖顯示的是在步驟S203后進(jìn)行的操作者輥速干預(yù)的診斷處理，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S208中，確定厚度偏差是否為(-)。通常，操作者手動(dòng)輥速干預(yù)傾向于減小輥速以防止由活套引起的故障，從而過度地施加了張力。相應(yīng)的，過度施加的張力減小了厚度和寬度偏差。通過確定厚度偏差是否為(-)，就可以確定操作者的輥速干預(yù)是否適當(dāng)。
作為步驟S208的確定結(jié)果，如果厚度偏差不為(-)，則處理結(jié)束。如果厚度偏差為(-)，則在步驟S209中計(jì)算機(jī)架間張力。利用活套電機(jī)的電流可以很容易地得到機(jī)架間張力。
步驟S210是用來確定機(jī)架間張力的計(jì)算值是否大于機(jī)架間張力的設(shè)定值的步驟，在此步驟中確定機(jī)架間張力的計(jì)算值比機(jī)架間張力的設(shè)定值大多少，從而確定是否發(fā)生了操作者手動(dòng)輥速干預(yù)。利用下列確定方程3，可以確定是否發(fā)生了手動(dòng)輥速干預(yù)故障。
計(jì)算張力值＞預(yù)設(shè)張力值×α在此α是SCC設(shè)置單元210設(shè)置的數(shù)值。
作為步驟S210的確定結(jié)果，如果機(jī)架間張力的計(jì)算值小于或等于機(jī)架間張力的設(shè)定值，則處理結(jié)束。如果機(jī)架間張力的計(jì)算值大于機(jī)架間張力的設(shè)定值，則在步驟S211中確定厚度缺陷發(fā)生時(shí)，手動(dòng)輥速干預(yù)量的變化是否為(-)。因?yàn)椴僮髡呓档退俣?，所以在發(fā)生厚度缺陷時(shí)手動(dòng)輥速干預(yù)量的變化變?yōu)?-)。
作為步驟S211的確定結(jié)果，如果手動(dòng)輥速干預(yù)量的變化不為(-)，則處理結(jié)束。如果手動(dòng)輥速干預(yù)量的變化為(-)，則確定發(fā)生了操作者輥速干預(yù)，并在步驟S212中在輸出單元上顯示輥速干預(yù)故障，隨后結(jié)束該處理。
圖3c所示的流程圖顯示的是在步驟S203后執(zhí)行的操作者噴霧干預(yù)的診斷處理，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S213中，確定在發(fā)生厚度缺陷時(shí)是否發(fā)生了操作者噴霧干預(yù)。
作為步驟S213的確定結(jié)果，如果沒有發(fā)生噴霧干預(yù)，則處理結(jié)束。如果發(fā)生了噴霧干預(yù)，則在步驟S214中利用此時(shí)機(jī)架的載荷計(jì)算板厚。其中，板厚的計(jì)算是利用軋機(jī)變形特性方程來進(jìn)行的。
步驟S215是比較步驟S214中計(jì)算出來的板厚和實(shí)測板厚的步驟。如果兩個(gè)數(shù)值相近，則可以確定操作者的噴霧干預(yù)降低了軋制板材的溫度，從而很可能產(chǎn)生了厚度缺陷。
作為步驟S215的確定結(jié)果，如果兩個(gè)數(shù)值不相近，則處理結(jié)束。如果兩個(gè)數(shù)值相近，則在步驟S216中確定厚度變化模式是否與出口側(cè)溫度模式相一致。
作為步驟S216的確定結(jié)果，如果厚度變化模式與出口側(cè)溫度模式不一致，則處理結(jié)束。如果厚度變化模式與出口側(cè)溫度模式相一致，則可確定發(fā)生了操作者噴霧干預(yù)故障，步驟S217中在顯示裝置上顯示操作者噴霧干預(yù)故障，并結(jié)束該處理。
圖4顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的操作者操作評(píng)估單元的配置示意圖，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖4所示的操作者操作評(píng)估單元218利用了來自SCC設(shè)置單元210的數(shù)據(jù)、來自實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211的數(shù)據(jù)以及來自出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212的數(shù)據(jù)，其中SCC設(shè)置單元210用于在發(fā)生厚度缺陷時(shí)施加諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的設(shè)定值預(yù)設(shè)；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211用于從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)；出口側(cè)厚度裝載確定單元212用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)。
SCC設(shè)置單元210、厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206和輥縫測量傳感器208與圖2中顯示的相同。
操作者操作評(píng)估單元218可分為輥縫干預(yù)確定模塊，速度干預(yù)確定模塊和噴霧干預(yù)確定模塊，下面將對(duì)其進(jìn)行說明。
輥縫干預(yù)確定模塊包括厚度偏差超差確定單元313和輥縫干預(yù)量確定單元314。其中，厚度偏差超差確定單元313用于確定厚度偏差是否大于控制公差；輥縫干預(yù)量確定單元314用于確定操作者輥縫干預(yù)量比SCC設(shè)置單元210設(shè)置的相應(yīng)值大多少，以及如果輥縫干預(yù)量更大，則計(jì)算和評(píng)估厚度偏差量。輥縫干預(yù)確定模塊還包括極性確定單元315以及輥縫干預(yù)量故障顯示單元316。其中，極性確定單元315用于確定輥縫干預(yù)量的方向是否與厚度偏差量的方向相一致；輥縫干預(yù)量故障顯示單元316用于在確定發(fā)生了輥縫干預(yù)量故障的情況下，顯示輥縫干預(yù)量故障。
速度干預(yù)確定模塊是用來確定是否發(fā)生了速度干預(yù)故障的模塊，它包括厚度偏差極性確定單元317，計(jì)算張力值/設(shè)置值比較單元318，手動(dòng)速度干預(yù)極性確定單元319，以及輥速干預(yù)故障顯示單元320。其中，厚度偏差極性確定單元317用于確定厚度偏差是否有(-)號(hào)；計(jì)算張力值/設(shè)置值比較單元318用于計(jì)算機(jī)架間張力并將該計(jì)算出來的機(jī)架間張力值與SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的機(jī)架間張力值相比較；手動(dòng)速度干預(yù)極性確定單元319用于確定手動(dòng)速度干預(yù)量中的變化是否有(-)號(hào)；輥速干預(yù)故障顯示單元320用于在確定發(fā)生了輥速干預(yù)故障的情況下顯示輥速干預(yù)故障。
噴霧干預(yù)故障模塊包括噴霧干預(yù)發(fā)生確定單元321，板厚比較單元322，厚度/溫度變化比較單元323，以及噴霧干預(yù)故障顯示單元324。其中，噴霧干預(yù)發(fā)生確定單元321用于確定是否發(fā)生了噴霧干預(yù)；板厚比較單元322利用機(jī)架載荷計(jì)算板厚，并確定計(jì)算板厚是否與實(shí)測板厚相近；厚度/溫度變化比較單元323用于比較厚度變化模式是否與出口側(cè)溫度變化模式相一致；以及噴霧干預(yù)故障顯示單元324用于在發(fā)生了噴霧干預(yù)故障的情況下顯示噴霧干預(yù)故障。
圖5a到5c顯示的是根據(jù)本發(fā)明，帶鋼熱精軋故障診斷方法中材料缺陷的診斷處理的流程圖。圖5a和5b顯示的是輥印缺陷診斷處理的流程圖。圖5c顯示的是變形發(fā)生故障的診斷處理的流程圖；參照?qǐng)D5a，5b和圖6，下面對(duì)輥印缺陷診斷處理進(jìn)行說明。
在步驟S301中，從SCC設(shè)置單元210中讀取出根據(jù)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的軋制條件設(shè)定的數(shù)值后，確定是否從機(jī)架出口側(cè)的出口側(cè)厚度計(jì)205提供了軋制板材203的厚度信號(hào)，即在步驟S302中是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)205。如果檢測到了軋制板材203，則執(zhí)行本發(fā)明提出的算法。
在步驟S303中，從厚度計(jì)205、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
圖5a和5c所示的處理是相應(yīng)于步驟S101和S110后執(zhí)行的步驟S112的子步驟。檢測到厚度缺陷后執(zhí)行這些處理，并且用于利用步驟S303中采集的數(shù)據(jù)來確定是否發(fā)生了材料缺陷。
隨后，在步驟S304中，確定從厚度計(jì)205中采集的厚度偏差是否大于用戶控制公差。執(zhí)行這一步驟的原因是如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則可確定發(fā)生了厚度缺陷。
作為步驟S304的確定結(jié)果，如果厚度偏差小于或等于用戶控制公差，則結(jié)束該處理。如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則在步驟S305中查找各個(gè)機(jī)架的最大速度。因?yàn)閹т摕峋垯C(jī)的速度不同致使不易進(jìn)行頻率分析，所以執(zhí)行以上步驟以使得從最大速度到一定間隔范圍內(nèi)易于進(jìn)行頻率分析。
隨后，在步驟S306中，利用步驟S305中查找到的最大速度來計(jì)算一個(gè)取樣的軋制長度，并且在其后的步驟S307中，根據(jù)計(jì)算出來的軋制長度將板厚轉(zhuǎn)化為固定的長度間距。執(zhí)行這些步驟的原因是按時(shí)間進(jìn)行頻率分析比按長度進(jìn)行頻率分析要容易一些并能得到精確的結(jié)果。
在步驟S308中，計(jì)算輥印的一個(gè)周期頻率。使用這個(gè)頻率來取得與進(jìn)行軋制板材的厚度頻率分析時(shí)計(jì)算的頻率一致的頻率。
隨后，在步驟S309中，進(jìn)行實(shí)測厚度值的頻率分析，并且在步驟S311中，計(jì)算與從實(shí)測厚度值的頻率分析結(jié)果中取得的頻譜強(qiáng)度相相應(yīng)的頻率。這些頻率稱為“Fref.”。
在步驟S312中，搜尋一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)是步驟S308計(jì)算出來的一個(gè)輥印周期的頻率與相應(yīng)于頻譜強(qiáng)度的一個(gè)頻率相一致的點(diǎn)。在此，如果存在一致的頻率，則該頻率即為輥印頻率。
步驟S313是用于計(jì)算各個(gè)計(jì)算頻率Fref的頻譜強(qiáng)度幅值并確定該計(jì)算幅值是否大于或等于預(yù)設(shè)幅值的步驟，該步驟利用于下確定方程4(輥印缺陷確定方程)來進(jìn)行方程。
(1)相應(yīng)于Fref的頻譜強(qiáng)度≥α存在輥印缺陷(2)相應(yīng)于Fref的頻譜強(qiáng)度＜α不存在輥印缺陷其中，α為SCC設(shè)置單元210預(yù)設(shè)的數(shù)值。
隨后，在步驟S314中，如果確定發(fā)生了輥印缺陷則顯示該缺陷。
圖5c顯示的是變形發(fā)生故障的診斷處理，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S321中，確定軋制板材中是否存在發(fā)生板厚突變的部分(板厚變化的計(jì)算)。
|Δhi-Δhi-1|＞α (4)其中α為SCC設(shè)置單元210的一個(gè)預(yù)設(shè)值(在此實(shí)施例，設(shè)置為50μm左右)，i為取樣數(shù)。
步驟S322和步驟S323表示機(jī)架中變形發(fā)生的狀態(tài)，該步驟利用于下確定方程5來進(jìn)行(條件表達(dá)式)。
(1)在含碳量小于或等于0.02％的情況下，或者(2)在目標(biāo)溫度大于或等于900℃，并且實(shí)測溫度小于或等于900℃的情況下。
如果滿足確定方程1中所述的條件之一，則處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S324和步驟S325。在步驟S324和步驟S325中，確定哪個(gè)機(jī)架持續(xù)發(fā)生了變形。在本實(shí)施例中，舉例說明了從七機(jī)架中的第三機(jī)架開始發(fā)生變形。其中，K表示機(jī)架序號(hào)。
在步驟S326中，確定各個(gè)機(jī)架的實(shí)測溫度是否小于或等于900℃。執(zhí)行本步驟的原因與確定方程5一樣。即如果不滿足步驟S326的條件，則檢查下一機(jī)架。
作為步驟S326的確定結(jié)果，如果實(shí)測溫度小于或等于900℃，則確定第K機(jī)架是否與發(fā)生板厚突變的位置一致。作為步驟S327的確定結(jié)果，如果第K機(jī)架與板厚突變的位置一致，則很可能發(fā)生了變形。
隨后，在步驟S328中，通過比較實(shí)測載荷和厚度數(shù)據(jù)，確定這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間是否存在關(guān)聯(lián)性。如果存在關(guān)聯(lián)性，則在步驟S330中確定相應(yīng)機(jī)架中發(fā)生了變形，并結(jié)束該處理。
圖6顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的材料缺陷確定單元219的配置示意圖，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖6所示的材料缺陷確定單元219利用了來自SCC設(shè)置單元210的數(shù)據(jù)、來自實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211的數(shù)據(jù)以及來自出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212的數(shù)據(jù)。其中SCC設(shè)置單元210在發(fā)生厚度缺陷時(shí)施加諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的設(shè)定值預(yù)設(shè)；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211用于從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)；出口側(cè)厚度裝載確定單元212用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)。
SCC設(shè)置單元210、厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206和輥縫測量傳感器208與圖2中所示的相同。
材料缺陷確定單元219可分為輥印缺陷確定模塊和變形發(fā)生故障確定模塊。
首先將對(duì)輥印缺陷確定模塊進(jìn)行說明。
輥印缺陷確定模塊包括厚度偏差超差確定單元413，機(jī)架最大速度計(jì)算單元414，輥印頻率計(jì)算單元415，實(shí)測值FFT變換單元416，輥印頻率強(qiáng)度確定單元417，以及輥印缺陷顯示單元418。其中，厚度偏差超差確定單元413用于確定厚度偏差是否大于用戶控制公差；機(jī)架最大速度計(jì)算單元414用于計(jì)算各個(gè)機(jī)架的最大速度；輥印頻率計(jì)算單元415利用該最大速度來計(jì)算取樣的軋制長度，根據(jù)計(jì)算出來的軋制長度將板厚轉(zhuǎn)換為固定的長度間距，并計(jì)算輥印的一個(gè)周期頻率；實(shí)測值FFT變換單元416用于對(duì)實(shí)測厚度進(jìn)行FFT變換；輥印頻率強(qiáng)度確定單元417通過計(jì)算相應(yīng)于頻譜強(qiáng)度的頻率，在計(jì)算出的頻率中查找與輥印頻率相一致的頻率，以及評(píng)估查找出的頻率的強(qiáng)度，從而確定是否發(fā)生了輥印缺陷；輥印缺陷顯示單元418用于輸出輥印缺陷。
變形發(fā)生故障確定模塊包括板厚突變確定單元419，含碳量和目標(biāo)溫度確定單元420，實(shí)測溫度確定單元421，載荷/厚度相關(guān)性確定單元422，以及變形故障顯示單元423。其中，板厚突變確定單元419用于確定是否存在板厚發(fā)生突變的區(qū)段；含碳量和目標(biāo)溫度確定單元420利用含碳量和預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度值來確定是否可能發(fā)生變形故障；實(shí)測溫度確定單元421用于確定實(shí)測的溫度是否滿足發(fā)生變形的條件，載荷/厚度關(guān)聯(lián)性確定單元422用于通過確定各個(gè)機(jī)架是否與板厚突變的位置相一致來確定實(shí)測載荷和厚度之間是否存在關(guān)聯(lián)；變形故障顯示單元423用于在發(fā)生變形的情況下顯示變形發(fā)生。
圖7a到7f顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中控制故障的診斷處理的流程圖。圖7a顯示的是FSU故障的診斷處理的流程圖，圖7b顯示的是確定是否發(fā)生了前端部分V形缺陷的處理的流程圖，圖7c顯示的是確定是否發(fā)生了V形缺陷的處理的流程圖，圖7d顯示的是確定是否發(fā)生了頸縮的處理的流程圖，圖7e顯示的是確定是否發(fā)生了AGC增益故障的處理的流程圖，以及圖7f顯示的是確定是否發(fā)生了AGC控制器故障的處理的流程圖；參照?qǐng)D7a，確定是否發(fā)生了FSU故障的處理如下。
在步驟S401中，從SCC設(shè)置單元210中讀取出根據(jù)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的軋制條件而設(shè)置的數(shù)值后，確定是否從機(jī)架出口側(cè)的出口側(cè)厚度計(jì)205提供了軋制板材203的厚度信號(hào)，即在步驟402中是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)205。如果檢測到軋制板材203，則執(zhí)行本發(fā)明提出的算法。
在步驟S403中，從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206，軋制力測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
圖7a到7f顯示的處理是相應(yīng)于步驟S101至S110之后執(zhí)行的步驟S114的子步驟。檢測到厚度缺陷后執(zhí)行這些處理，并且利用步驟S403中采集的數(shù)據(jù)來確定是否發(fā)生了控制故障。
隨后，在步驟S404中，確定從厚度計(jì)205中采集的厚度偏差是否大于用戶控制公差。執(zhí)行這個(gè)步驟的原因是如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則可以確定發(fā)生了厚度缺陷。
作為步驟S404的確定結(jié)果，如果厚度偏差小于或等于用戶控制公差，則結(jié)束該處理。如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則在步驟S405中確定是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)。利用于下方程5來執(zhí)行步驟S405(用于確定是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)的方程)。
|Sboth，i-Sboth，i-1|＞X(μm)存在操作者輥縫干預(yù) (5)其中，Sboth，i表示在第i個(gè)取樣中的操作者手動(dòng)輥縫干預(yù)量，X表示SCC設(shè)置單元210中的預(yù)設(shè)值，本實(shí)施例中為10～50μm。
作為步驟S405的確定結(jié)果，如果沒有發(fā)生操作者手動(dòng)干預(yù)，則在步驟S406中執(zhí)行確定是否發(fā)生操作者手動(dòng)干預(yù)故障的算法。
作為步驟S405的確定結(jié)果，如果沒有發(fā)生操作者手動(dòng)干預(yù)，則在步驟S407中確定是否發(fā)生了由自動(dòng)位置控制器(APC)導(dǎo)致的厚度缺陷，利用以下方程6來執(zhí)行這一步驟。
| Sref，i-Sfbk，i|＜＜1無APC故障(6)其中Sref，i表示在第i個(gè)取樣中的輥縫設(shè)置值，Sfbk，i表示第i個(gè)取樣中的實(shí)測輥縫值。
作為步驟S407的確定結(jié)果，如果輥縫設(shè)置值和輥縫實(shí)測值之間的偏差收斂于0，則可確定沒有發(fā)生APC故障。否則，可確定發(fā)生了APC故障，并在步驟S408中執(zhí)行APC故障邏輯處理。
步驟S409是用于確定軋制載荷偏差是否大于預(yù)設(shè)值α的步驟。其中，α是SCC設(shè)置單元210的預(yù)設(shè)值。
作為步驟S409的確定結(jié)果，如果偏差大于預(yù)設(shè)值α，則在步驟S410中確定前端部分的載荷與板厚之間是否存在關(guān)聯(lián)性。利用于下確定方程6執(zhí)行步驟S410。
(1)如果板厚為(-)而載荷變化為(+)，則可以確定相關(guān)性大。
(2)如果板厚為(+)而載荷變化為(+)，則可以確定相關(guān)性大。
(3)其他情況下，可以確定不存在相關(guān)性。
作為步驟S410的確定結(jié)果，如果存在相關(guān)性，則在步驟S411中確定在FSU變形阻力預(yù)測方程中可能存在缺陷，因而執(zhí)行在方程模型中檢查缺陷的步驟。
同時(shí)，作為步驟S409的確定結(jié)果，如果軋制載荷偏差小于或等于預(yù)設(shè)值α，或者作為步驟S410的確定結(jié)果，如果不存在相關(guān)性，則在步驟S412中確定實(shí)測出口側(cè)溫度是否高于預(yù)設(shè)值β。其中，β為SCC設(shè)置單元210的預(yù)設(shè)值。
作為步驟S412的確定結(jié)果，如果實(shí)測出口側(cè)溫度高于β，則在步驟S413中確定該溫度和板厚之間是否存在相關(guān)性。利用以下確定方程7來執(zhí)行步驟S413(確定厚度和溫度變化之間相關(guān)性的方法)。
(1)如果溫度偏差變化大，則可以確定存在大的相關(guān)性。
(2)在其他情況下，沒有相關(guān)性。
作為步驟S413的確定結(jié)果，如果存在大的相關(guān)性，則在FSU溫度預(yù)測模型中存在缺陷，從而進(jìn)行在方程模型中檢查缺陷的步驟。
參照?qǐng)D7b，下面將對(duì)是否發(fā)生了V形厚度故障的確定處理進(jìn)行說明。
步驟S421是用于取得從厚度計(jì)開啟后大約10秒的實(shí)測厚度的步驟。步驟S421中取得的實(shí)測數(shù)據(jù)將作為步驟S421中進(jìn)行確定的數(shù)據(jù)。
隨后，在步驟S422中，確定前端部分的厚度偏差是否小于預(yù)設(shè)值γ。其中，γ為SCC設(shè)置單元210的預(yù)設(shè)值，通常該值設(shè)定在-50～-100μm之間。如果厚度偏差小于γ，則可以確定前端部分的板厚存在V形缺陷，從而可以在步驟S423中確定在前端部分發(fā)生了V形缺陷，并且結(jié)束該處理。
作為步驟S422的確定結(jié)果，如果厚度偏差不小于γ，則在前端部分發(fā)生了V形缺陷。從而，在步驟S424中在厚度計(jì)開啟后的預(yù)設(shè)周期(在本實(shí)施例中為3秒)內(nèi)取得實(shí)測厚度值，在步驟S425中從該預(yù)設(shè)周期中得到的實(shí)測厚度值中取得最小厚度值，并且在步驟S426中從取得最小厚度值的時(shí)刻開始的預(yù)設(shè)周期(在本實(shí)施例中為10秒)中取得實(shí)測數(shù)據(jù)。
隨后，在步驟S427中，用與在步驟S424和S426中取得最小值同樣的方法來從實(shí)測厚度值中取得最大厚度值。在步驟S428中，計(jì)算步驟S425中取得的最小厚度值與最大厚度值之間的偏差，并確定計(jì)算出來的偏差是否大于γ。其中，γ為SCC設(shè)置單元210的預(yù)設(shè)值。
作為步驟S428的確定結(jié)果，如果偏差大于γ，則在步驟S429中可以最終確定前端部分的板厚發(fā)生了V形缺陷。
利用這兩種算法處理V形缺陷的原因在于存在兩種V形缺陷第一種V形缺陷的厚度偏差位于0到-50μm之間，第二種V形缺陷的厚度偏差位于30或50μm到-30或-40μm之間。
圖7c顯示的是故障原因的診斷處理的流程圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S431中，確定實(shí)測厚度和實(shí)測溫度之間是否存在相關(guān)性。利用于下確定方程7來執(zhí)行步驟S431。作為步驟S432的確定結(jié)果，如果存在相關(guān)性，則在步驟S432中可以確定前端機(jī)架的冷卻中存在故障，并結(jié)束該處理。
作為步驟S432的確定結(jié)果，如果不存在相關(guān)性，則在步驟S433中確定V形缺陷和操作者輥縫干預(yù)是否有相同的極性。作為步驟S433的確定結(jié)果，如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)沒有相同方向，則在步驟S434中可以確定操作者的輥縫干預(yù)防止了厚度缺陷的發(fā)生，并結(jié)束該處理。
作為步驟S433的確定結(jié)果，如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)的極性相同，則在步驟S435中確定在輥速中是否發(fā)生了故障。利用以下確定方程8來執(zhí)行步驟S435(確定輥速是否收斂的方法)。
|ΔVR，ref-ΔVR，fbk|＜＜1輥速收斂(并非電機(jī)控制面板的問題)其中ΔVR，ref為預(yù)設(shè)輥速，ΔVR，fbk為實(shí)測速度(反饋值)。
作為步驟S435的確定結(jié)果，如果輥速收斂，則在步驟S436中確定發(fā)生了由輥縫設(shè)定導(dǎo)致的厚度缺陷，并結(jié)束該處理。
作為步驟S435的確定結(jié)果，如果輥速不收斂，則在步驟S437中評(píng)估設(shè)置的輥速和實(shí)測的輥速之間的偏差。如果該偏差小于或等于Xrpm，則在步驟S438中可以確定FSU速度設(shè)置中發(fā)生了故障，并結(jié)束該處理。其中，X為SCC設(shè)置單元210中的預(yù)設(shè)值。
作為S437的確定結(jié)果，如果偏差大于Xrpm，則在步驟S439中確定是否發(fā)生了操作者輥速干預(yù)。利用下列方程7來執(zhí)行步驟S439。
|ΔVSCSV，i-ΔVSCSV，i-1|＞X(mpm)存在操作者手動(dòng)速度干預(yù)(7)其中ΔVSCSV，i表示操作者手動(dòng)輥速干預(yù)量，X為SCC設(shè)置單元210中的預(yù)設(shè)值，本實(shí)施例中為10～20mpm。
作為步驟S439的確定結(jié)果，如果沒有發(fā)生操作者干預(yù)，則結(jié)束該處理。如果發(fā)生了操作者干預(yù)，則在步驟S440中確定實(shí)測厚度和實(shí)測張力是否具有相同的極性。如果實(shí)測厚度和實(shí)測張力具有相同的極性，則表示操作者手動(dòng)速度干預(yù)導(dǎo)致了厚度缺陷。
圖7d顯示的是頸縮診斷方法的流程圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
因?yàn)轭i縮主要發(fā)生在特定機(jī)架和地下卷取機(jī)(DC)之間，所以在步驟S451中確定在DC開啟時(shí)厚度變化和厚度變化之間是否具有相同的極性。作為步驟S451的確定結(jié)果，如果兩個(gè)數(shù)據(jù)具有相同的極性，就表示發(fā)生了頸縮。從而，在步驟S452中顯示頸縮的發(fā)生，并結(jié)束該處理。
步驟S453是在厚度變化和厚度變化沒有相同的極性時(shí)，分析溫度變化和厚度變化之間的相關(guān)性的步驟。利用確定方程7執(zhí)行步驟S453。如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)具有相關(guān)性，則可以確定材料中發(fā)生了溫度故障，顯示該溫度故障，并結(jié)束該處理。
如果厚度和溫度之間沒有相關(guān)性，則在步驟S455中確定在發(fā)生厚度變化的機(jī)架中是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)。利用方程5來執(zhí)行步驟S455。如果發(fā)生了輥縫干預(yù)，則顯示操作者輥縫干預(yù)故障，并結(jié)束該處理。
如果在發(fā)生厚度變化時(shí)沒有發(fā)生輥縫干預(yù)，則確定沒有厚度變化而發(fā)生了頸縮，并結(jié)束該處理。
圖7e顯示的是確定是否發(fā)生了AGC增益故障的處理的流程圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
步驟S461用于計(jì)算實(shí)測厚度值收斂到一個(gè)參考值所用的時(shí)間，利用以下方程8來執(zhí)行這個(gè)步驟。
選擇滿足|href，t-hfbk，t|＜ε的t作為收斂期。 (8)其中ε是SCC設(shè)置單元210的預(yù)設(shè)值，它被設(shè)置為小于5μm。
步驟S462用于確定收斂期是否大于Y。其中，Y表示實(shí)測厚度值收斂到目標(biāo)厚度值所需的最長時(shí)間，目標(biāo)厚度值是SCC設(shè)置單元210中的預(yù)設(shè)值。
步驟S463是在收斂期大于Y的情況下，確定發(fā)生了AGC增益故障的步驟。
圖7f顯示的是確定是否發(fā)生了AGC控制器故障的處理的流程圖，這是確定在發(fā)生厚度缺陷時(shí)是否發(fā)生了AGC振蕩(hunting)的算法。
步驟S471是評(píng)估精軋出口側(cè)溫度和實(shí)測厚度之間相關(guān)性的步驟，利用以下方程9來執(zhí)行該步驟。
Ch,T=ChCT*100------(9)]]>其中滿足0＜Ch，T＜1。
而且滿足Ch=Δh100,CT=ΔT15]]>以及0＜Ch＜1，0＜CT＜1。
然而，Ch，T是實(shí)測厚度和實(shí)測溫度之間的互相關(guān)系數(shù)，Ch是實(shí)測厚度的自相關(guān)系數(shù)，CT是實(shí)測溫度的自相關(guān)系數(shù)。
在表述為溫度變化15℃，實(shí)測厚度值變化100μm的經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上，本優(yōu)選實(shí)施例采用方程9。在方程9中，當(dāng)實(shí)測厚度值為100μm或者實(shí)測溫度值大于15℃時(shí)，它們分別被標(biāo)準(zhǔn)化為100μm和15℃。
步驟S472用于確定在步驟S471中計(jì)算出來的相關(guān)性是否大于或等于預(yù)設(shè)值。在步驟S473中，兩個(gè)數(shù)據(jù)之間低的相關(guān)性是控制器增益不足的一個(gè)原因，因而執(zhí)行下述步驟S474。本實(shí)施例中該預(yù)設(shè)值為0.7。
步驟S474是主體部分的實(shí)測軋制載荷的頻率分析的步驟，它用于確定是否發(fā)生了厚度控制器故障。隨后，在步驟S475中，從數(shù)據(jù)中去除相應(yīng)于輥印和軋輥偏心的頻率成分，它們在頻率分析中經(jīng)常會(huì)遇到。然后，在步驟S476和S477中，確定是否存在監(jiān)視器AGC和軋制力AGC的頻率成分fa和fb。頻率成分fa和fb為SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的數(shù)值，通常分別為0.5Hz和1Hz。
如果在頻率分析后檢測到各個(gè)AGC的頻率，則執(zhí)行顯示振蕩的步驟S478和S479，并結(jié)束該處理。
圖8和9顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的控制故障確定單元221的配置示意圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
應(yīng)用于本發(fā)明的控制故障確定單元221利用了來自SCC設(shè)置單元210的數(shù)據(jù)、來自實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211的數(shù)據(jù)以及來自出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212的數(shù)據(jù)。其中SCC設(shè)置單元210用于施加諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值預(yù)設(shè)；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211用于從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206，軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)；出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)。
SCC設(shè)置單元210、厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208與圖2中顯示的相同。
控制故障確定單元221可分為FSU故障診斷模塊、前端部分V形缺陷和成因確定模塊、頸縮發(fā)生診斷模塊、AGC增益故障診斷模塊以及AGC控制器故障診斷模塊，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，將對(duì)FSU故障診斷模塊進(jìn)行如下說明。
FSU故障診斷模塊包括厚度偏差超差確定單元513、操作者干預(yù)和APC確定單元514、軋制載荷偏差確定單元515、以及溫度偏差確定單元516。其中，厚度偏差超差確定單元513用于確定厚度偏差是否大于用戶控制公差；操作者干預(yù)和APC確定單元514用于在厚度偏差大于用戶控制公差的情況下確定是否發(fā)生了操作者干預(yù)和APC故障；軋制載荷偏差確定單元515用于在軋制載荷偏差大于預(yù)設(shè)值的情況下通過確定前端部分的載荷與板厚之間是否相關(guān)來確定是否發(fā)生了FSU變形阻力預(yù)測故障；溫度偏差確定單元516用于在實(shí)測出口側(cè)溫度大于預(yù)設(shè)值的情況下通過確定出口側(cè)溫度與實(shí)測板厚之間是否相關(guān)來確定是否發(fā)生了FSU溫度預(yù)測故障。
前端部分V形缺陷和成因確定模塊包括最小板厚值計(jì)算單元517，故障確定厚度檢測單元518，最大板厚計(jì)算單元519，前端部分V形缺陷確定單元520，實(shí)測厚度/溫度相關(guān)性確定單元521，厚度/操作者干預(yù)相關(guān)性確定單元522，速度設(shè)置確定單元523，以及操作者干預(yù)確定單元524。其中，最小板厚值計(jì)算單元517用于通過在從厚度計(jì)啟動(dòng)起的預(yù)定間隔內(nèi)取得實(shí)測厚度值來計(jì)算該預(yù)定間隔內(nèi)的最小實(shí)測厚度值，并確定厚度偏差是否大于預(yù)設(shè)值；故障確定厚度檢測單元518用于在從檢測到的最小板厚處開始的預(yù)定間隔內(nèi)檢測實(shí)測厚度值；最大板厚計(jì)算單元519用于計(jì)算該間隔內(nèi)的最大實(shí)測板厚；前端部分V形缺陷確定單元520用于通過確定最小實(shí)測厚度和最大實(shí)測厚度之間的偏差是否大于預(yù)設(shè)值來確定是否發(fā)生了前端部分V形板厚缺陷；實(shí)測厚度/溫度相關(guān)性確定單元521用于確定實(shí)測厚度和實(shí)測出口側(cè)溫度之間是否存在相關(guān)性；厚度/操作者干預(yù)相關(guān)性確定單元522用于確定V形缺陷和操作者輥縫干預(yù)之間是否有相同的極性；速度設(shè)置確定單元523用于確定輥速是否收斂；操作者干預(yù)確定單元524用于通過確定實(shí)測厚度和張力是否有相同的極性來確定是否發(fā)生了操作者輥速干預(yù)以及確定是否發(fā)生了操作者手動(dòng)輥速干預(yù)，其中通過確定輥速偏差的大小來確定實(shí)測厚度值和張力的極性是否相同。
頸縮發(fā)生診斷確定模塊包括厚度/寬度極性確定單元530，溫度/厚度極性確定單元531，厚度/輥縫發(fā)生點(diǎn)確定單元532，以及頸縮顯示單元533。其中，厚度/寬度極性確定單元530用于確定在DC開啟時(shí)寬度變化和厚度變化間是否有相同的極性，并在兩者極性相同的情況下確定發(fā)生了頸縮；溫度/厚度極性確定單元531用于確定溫度變化和厚度變化之間是否存在相關(guān)性，并且如果存在相關(guān)性則確定發(fā)生了材料和溫度故障；厚度/輥縫發(fā)生點(diǎn)確定單元532用于通過確定在發(fā)生厚度變化的機(jī)架中是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)來確定是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)故障；頸縮顯示單元533在發(fā)生厚度變化時(shí)沒有發(fā)生輥縫干預(yù)的情況下，確定沒有寬度變化而發(fā)生了頸縮。
AGC增益故障診斷模塊包括厚度收斂期計(jì)算單元534，厚度收斂期確定單元535，以及AGC增益不足顯示單元536。厚度收斂期計(jì)算單元534用于計(jì)算實(shí)測厚度和目標(biāo)厚度之間的偏差收斂于參考值的周期；厚度收斂期確定單元535用于確定收斂期是否大于SCC設(shè)置單元210中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值；AGC增益不足顯示單元536用于在收斂期大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值的情況下，確定發(fā)生了AGC增益不足并顯示AGC增益不足。
AGC控制器故障診斷模塊包括溫度/厚度相關(guān)度計(jì)算單元537，溫度/厚度評(píng)估單元538，軋制載荷頻率變換單元539，頻率確定單元540，以及AGC故障顯示單元541。其中，溫度/厚度相關(guān)度計(jì)算單元537用于計(jì)算精軋出口側(cè)溫度和實(shí)測厚度值之間的相關(guān)性；溫度/厚度評(píng)估單元538用于評(píng)估溫度和厚度的相關(guān)程度；軋制載荷頻率變換單元539用于在相關(guān)性低于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值的情況下對(duì)主體部分的實(shí)測軋制載荷進(jìn)行頻率變換；頻率確定單元540用于在去除相應(yīng)于輥印和軋輥偏心的頻率成分后確定是否檢測到了監(jiān)視器AGC和軋制力AGC的頻率成分，其中輥印和軋輥偏心的頻率成分在實(shí)測精軋厚度頻率分析中經(jīng)常會(huì)遇到；AGC故障顯示單元541用于在檢測到各個(gè)頻率時(shí)確定是否發(fā)生了監(jiān)視器AGC振蕩和軋制力AGC振蕩。
圖10a和圖10b顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中設(shè)備故障的診斷處理的流程圖。圖10a顯示的是軋輥偏心故障的診斷處理的流程圖，圖10b顯示的是傳感器故障的診斷處理的流程圖。
參照?qǐng)D10a，下面將對(duì)軋輥偏心故障的診斷處理進(jìn)行說明。
在步驟S501中，從SCC設(shè)置單元210中讀取出根據(jù)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的軋制條件設(shè)置的數(shù)值后，確定是否從機(jī)架出口側(cè)的出口側(cè)厚度計(jì)205提供了軋制板材203的厚度信號(hào)，即在步驟S502中是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)205。如果檢測到了軋制板材203，就執(zhí)行本發(fā)明提出的算法。
在步驟S503中，從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
如圖10a和10b中顯示的處理是相應(yīng)于步驟S101到S110之后執(zhí)行的步驟S113的子步驟。在檢測到厚度缺陷后執(zhí)行這些處理，并用于利用步驟S503中采集到的數(shù)據(jù)來確定是否發(fā)生了設(shè)備故障。
隨后，在步驟S504中，確定從厚度計(jì)205中采集到的厚度偏差是否大于用戶控制公差。執(zhí)行這個(gè)步驟的原因是如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則確定發(fā)生了厚度缺陷。
作為步驟S504中的確定結(jié)果，如果厚度偏差等于或小于用戶控制公差，則處理結(jié)束。如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則在步驟S505中計(jì)算更高和更低的旋轉(zhuǎn)頻率。其中，該更高和更低的旋轉(zhuǎn)頻率是利用下列方程10來進(jìn)行計(jì)算的。
f=w2π=V[mpm]2πR=V[mpm]·10002πR[mm]·60[Hz]-----(10)]]>其中V是支持輥旋轉(zhuǎn)速度，R是支持輥的半徑，軋制前在SCC設(shè)置單元210中預(yù)設(shè)這些數(shù)值。
隨后，在步驟S506中，對(duì)實(shí)測出口側(cè)厚度進(jìn)行FFT變換。在此，因?yàn)樵谳佀倏勺兎秶须y以進(jìn)行FFT變換，所以在正常軋制范圍中進(jìn)行FFT變換，即輥速為常數(shù)的范圍。
在步驟S507中，從步驟S506的結(jié)果中計(jì)算出相應(yīng)于各個(gè)頻率的頻率fa。各個(gè)頻率都有相應(yīng)的頻譜強(qiáng)度。
隨后，在步驟S508中，查找一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)處一個(gè)n倍于步驟S105計(jì)算出的支持輥旋轉(zhuǎn)頻率的數(shù)值與步驟S507計(jì)算出來的頻率fa相一致。在此，如果這兩個(gè)頻率一致，則表示在該頻率下機(jī)架的支持輥存在偏心。然而，即使這兩個(gè)頻率一致，也不是總存在偏心，從而執(zhí)行下列步驟。
步驟S509用于確定與步驟S508的頻率相相應(yīng)的頻譜強(qiáng)度是否大于或等于設(shè)定值α，其中α是軋制前根據(jù)各個(gè)機(jī)架的速度在SCC設(shè)置單元210中預(yù)設(shè)的。如果一個(gè)頻譜的強(qiáng)度大于或等于設(shè)定值，則可以確定相應(yīng)機(jī)架的支持輥發(fā)生了偏心，并在步驟S510中顯示出來。
圖10b顯示的是傳感器故障診斷處理的流程圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S511中，確定是否在γm或更大的范圍中出口側(cè)厚度偏差大于βμm。其中，β和γ是在SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的數(shù)值，通常設(shè)定為5m和100μm。作為步驟S511的確定結(jié)果，如果滿足上述條件，則可以確定軋制板材上的冷卻水導(dǎo)致發(fā)生厚度偏差，從而可以確定發(fā)生傳感器故障，而并非厚度缺陷。
在步驟S512中，利用確定方程9來診斷厚度計(jì)故障。
|hi-hi-1|＞h′其中i是取樣數(shù)量，h’是SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的系數(shù)，通常設(shè)定為50到100μm。
隨后，如果滿足步驟S512的條件，則在步驟S513中顯示厚度計(jì)故障，并結(jié)束該處理。
同時(shí)，步驟S514至S516是確定是否發(fā)生溫度傳感器故障的步驟，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
在步驟S514中，確定出口側(cè)溫度變化是否大于或等于預(yù)設(shè)值每秒。通常，因?yàn)檐堉瓢宀牡臏囟纫缘皖l形式變化，從而可以認(rèn)為突變是由溫度傳感器故障引起的。本實(shí)施例中該預(yù)設(shè)值設(shè)定為50℃。
隨后，作為步驟S514的確定結(jié)果，如果出口側(cè)溫度變化大于或等于該預(yù)設(shè)值，則在步驟S515中利用下列確定方程10確定發(fā)生了溫度計(jì)故障。
|Pi-Pi-1|＜P′其中i是取樣數(shù)量，P’是SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的軋制力系數(shù)，本實(shí)施例中設(shè)置為50Ton。
如果滿足步驟S515的條件，則在步驟S516中顯示溫度計(jì)故障，并結(jié)束該處理。
圖11顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的設(shè)備故障確定單元220的配置示意圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
設(shè)備故障確定單元221利用了來自SCC設(shè)置單元210的數(shù)據(jù)、來自實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211的數(shù)據(jù)以及來自出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212的數(shù)據(jù)。其中SCC設(shè)置單元210用于施加諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211用于從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206，軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)；出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)。
SCC設(shè)置單元210、厚度計(jì)205、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208與圖2中顯示的相同。
設(shè)備故障確定單元220可分為軋輥偏心故障診斷模塊和傳感器故障診斷模塊。傳感器故障診斷模塊又可分為厚度計(jì)故障診斷模塊和溫度計(jì)故障診斷模塊，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，將對(duì)軋輥偏心故障診斷進(jìn)行說明。
軋輥偏心故障診斷模塊包括厚度偏差超差確定單元613，支持輥旋轉(zhuǎn)頻率計(jì)算單元614，實(shí)測厚度FFT計(jì)算單元615，厚度頻譜強(qiáng)度過量確定單元616，以及軋輥偏心發(fā)生顯示單元617。其中，厚度偏差超差確定單元613用于確定厚度偏差是否大于用戶控制公差；如果作為厚度偏差超差確定單元613的確定結(jié)果，厚度偏差大于用戶控制公差，則支持輥旋轉(zhuǎn)頻率計(jì)算單元614計(jì)算支持輥的更高和更低旋轉(zhuǎn)頻率；實(shí)測厚度FFT計(jì)算單元615用于對(duì)實(shí)測出口側(cè)厚度進(jìn)行FFT變換；厚度頻譜強(qiáng)度過量確定單元616用于計(jì)算與實(shí)測厚度FFT計(jì)算單元516的結(jié)果值中的各個(gè)頻譜強(qiáng)度相相應(yīng)的頻率fa，確定是否存在這樣一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)處一個(gè)n倍于在支持輥旋轉(zhuǎn)頻率計(jì)算單元614中計(jì)算出的支持輥旋轉(zhuǎn)頻率的數(shù)值與相應(yīng)于各個(gè)頻譜強(qiáng)度的頻率fa相一致，并確定相應(yīng)于頻率fa的頻譜強(qiáng)度是否大于SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的系數(shù)；軋輥偏心發(fā)生顯示單元617用于顯示軋輥偏心的發(fā)生，因?yàn)樽鳛楹穸阮l譜強(qiáng)度過量確定單元616的確定結(jié)果，如果頻譜強(qiáng)度大于設(shè)定的系數(shù)，則可以確定發(fā)生了軋輥偏心。
下面將介紹傳感器故障診斷模塊的厚度計(jì)故障診斷模塊。
厚度計(jì)故障診斷模塊包括厚度偏差持續(xù)確定單元618，厚度偏差突變確定單元619，以及厚度傳感器故障顯示單元620。其中，如果作為厚度偏差超差確定單元613的確定結(jié)果，厚度偏差大于控制公差，則厚度偏差持續(xù)確定單元618確定出口側(cè)厚度偏差是否持續(xù)地在γ范圍內(nèi)大于SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的β；厚度偏差突變確定單元619用于在滿足厚度偏差持續(xù)確定單元618的條件下，確定單個(gè)取樣周期中是否發(fā)生了大于預(yù)設(shè)值的厚度偏差；如果作為厚度偏差突變確定單元619的確定結(jié)果，厚度偏差大于預(yù)設(shè)值，則厚度傳感器故障顯示單元620顯示厚度計(jì)故障。
下面將介紹傳感器故障診斷模塊中的溫度計(jì)故障診斷模塊。
溫度計(jì)故障診斷模塊包括出口側(cè)溫度突變確定單元621，載荷突變確定單元622，以及溫度計(jì)故障顯示單元623。其中，出口側(cè)溫度突變確定單元621用于確定溫度偏差是否按SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的預(yù)設(shè)值或者更大的數(shù)值發(fā)生改變；如果作為出口側(cè)溫度突變確定單元621的確定結(jié)果，出口側(cè)溫度發(fā)生了突變，則載荷突變確定單元622通過評(píng)估單個(gè)取樣周期內(nèi)的載荷變化幅度來確定是否發(fā)生了溫度計(jì)故障；如果作為載荷突變確定單元622的確定結(jié)果，確定發(fā)生了溫度計(jì)故障，則溫度計(jì)故障顯示單元623顯示溫度計(jì)故障。
圖12a到12d顯示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，帶鋼熱精軋故障診斷方法中置信度評(píng)估處理的流程圖。圖12a顯示的是操作者輥速干預(yù)的置信度評(píng)估處理的流程圖，圖12b顯示的是操作者噴霧干預(yù)的置信度評(píng)估處理的流程圖，圖12c顯示的是軋輥偏心置信度評(píng)估處理的流程圖，以及圖12d顯示的是FSU故障的置信度評(píng)估處理的流程圖。
參照?qǐng)D12a，下面將對(duì)操作者輥速干預(yù)的置信度評(píng)估處理進(jìn)行說明。
在步驟S601中，從SCC設(shè)置單元203中讀取根據(jù)諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的軋制條件設(shè)定的數(shù)值，確定是否從機(jī)架出口側(cè)的出口側(cè)厚度計(jì)205提供了軋制板材203的厚度信號(hào)，即在步驟S602中是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)205。如果檢測到了軋制板材203，則執(zhí)行本發(fā)明提出的算法。
在步驟S603中，從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206，軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
隨后，在步驟S604中，確定從厚度計(jì)205中采集到的厚度偏差是否大于用戶控制公差。執(zhí)行這一步驟的原因是，如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則確定發(fā)生了厚度缺陷。
作為步驟S604中的確定結(jié)果，如果厚度偏差等于或小于用戶控制公差，則結(jié)束該處理。如果采集到的厚度偏差大于用戶控制公差，則在步驟S605中計(jì)算操作者干預(yù)量和張力變化之間的相關(guān)性。通過計(jì)算該相關(guān)性，可以確定厚度缺陷的置信度。利用以下方程11來進(jìn)行這個(gè)相關(guān)度計(jì)算(通過計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性來計(jì)算厚度故障置信度的方法)。
C1=⟨f,g⟩||f||·||g||]]>=Σk=1NfkgkΣk=1Nfk2·Σk=1Ngk2-------(11)]]>其中C1表示相關(guān)度，f和g是數(shù)據(jù)向量，<f，g>是兩個(gè)向量的內(nèi)積，‖‖表示向量的幅值。
方程11的推導(dǎo)如下。
如果假設(shè)向量f和g形成的夾角是θ，則在二維向量空間中向量f和g的內(nèi)積可定義為<f，g>＝‖f‖‖g‖cosθ＝f1g1+f2g2。內(nèi)積有這樣一個(gè)性質(zhì)，它代表向量之間的角度概念，這在多維空間內(nèi)也一樣成立。
如果N維空間中的兩個(gè)向量形成N維空間中的夾角θ，則其內(nèi)積可用如下形式表述⟨f,g⟩=f1g1+f2g2+……+fNgN=Σk=1Nfkgk·]]>從以上方程可推導(dǎo)出N維的相關(guān)系數(shù)。在上述方程中cosθ=⟨f,g⟩||F||||g||,]]>這就是按相關(guān)性來表述的方程11。
在方程11中，-1≤cosθ≤1，所以-1≤C1≤1。
也就是說，C1的大小表示了f和g之間的角度關(guān)系的程度。當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)的方向一致，即θ＝0時(shí)，C1的數(shù)值最大為1。隨著角度增大，C1的值逐漸變小。同時(shí)當(dāng)C1＝0，也就是<f，g>＝0時(shí)，f和g相交成直角。
根據(jù)方程11，C1是取決于兩向量的夾角的值，而與向量的幅值無關(guān)。
步驟S606是用于計(jì)算測得的厚度偏差和張力變化之間的相關(guān)度C2的步驟，利用方程11來執(zhí)行這一步驟。
步驟S607是用于計(jì)算操作者速度干預(yù)量和厚度偏差之間的相關(guān)度C3的步驟，利用方程11來執(zhí)行這一步驟。
簡言之，為了計(jì)算操作者輥速干預(yù)的置信度，要計(jì)算出操作者輥速干預(yù)量、張力變化和厚度偏差之間的相關(guān)性。
S608是用于評(píng)估所計(jì)算的相關(guān)性的極性的步驟。結(jié)合方程11可進(jìn)行如下闡述，相關(guān)性的值位于-1和+1之間并且(-)相關(guān)性表示不存在相關(guān)性。因此，如果三個(gè)相關(guān)性中至少有一個(gè)為(-)，則在步驟S610中相關(guān)性表述為0。
步驟S609是在所有三個(gè)相關(guān)性均為(-)的情況下獲得最終置信度的步驟。輥速最終置信度按如下列方程12所示的算術(shù)平均值的形式表述。
參照?qǐng)D12b，下面將對(duì)操作者噴霧干預(yù)置信度進(jìn)行說明。
步驟S611是用于按與方程11相同的方式來計(jì)算厚度偏差和實(shí)測溫度之間的相關(guān)度D1的步驟。
步驟S612是用于按與方程11相同的方式來計(jì)算厚度偏差和實(shí)測溫度之間的相關(guān)度D2的步驟，其中厚度偏差是利用發(fā)生了操作者噴霧干預(yù)的機(jī)架中的輥縫儀方程計(jì)算出來的。
步驟S613是用于按與方程11相同的方式來計(jì)算實(shí)測偏差和通過輥縫儀方程計(jì)算出來的厚度偏差之間的相關(guān)度D3的步驟。
步驟S614是用于評(píng)估所計(jì)算的相關(guān)性的極性的步驟。如上所述，因?yàn)?-)相關(guān)性表示不存在相關(guān)性，從而如果三個(gè)相關(guān)性中至少有一個(gè)為(-)，則在步驟S616中確定相關(guān)性為0。
步驟S615是在所有三個(gè)相關(guān)性的符號(hào)均為(+)的情況下計(jì)算操作者噴霧干預(yù)的最終置信度的步驟。操作者噴霧干預(yù)的最終置信度為三個(gè)相關(guān)性的算術(shù)平均值，它按與方程12相同的方式來進(jìn)行。
參照?qǐng)D12c，下面將對(duì)軋輥偏心的置信度的計(jì)算處理進(jìn)行說明。
Cmi=Ctopi+Cbottomi2-------(13)]]>其中m為1和3之間的值，Cmi為第i機(jī)架的平均頻譜強(qiáng)度，Ctopi為第i機(jī)架的上支持輥的頻譜強(qiáng)度，Cbottomi為第i機(jī)架的下支持輥的頻譜強(qiáng)度。
步驟S618是計(jì)算步驟S617中取得的Cmi的平均值并將C設(shè)置為該平均值的步驟。
步驟S619是取得上下支持輥的主頻率之外的頻率處的頻譜強(qiáng)度的步驟。平均頻譜強(qiáng)度為Coff。
步驟S620為比較所計(jì)算出來的頻譜強(qiáng)度的步驟，在此步驟中，確定步驟S618獲得的主頻率處的平均強(qiáng)度和步驟S619獲得的頻率處的平均強(qiáng)度之間的偏差是否大于SCC設(shè)置單元211中的預(yù)設(shè)值θecc_force。如果主頻率下的頻譜強(qiáng)度更大，則表示軋輥偏心更大，從而利用下列方程14來計(jì)算軋輥偏心的置信度。
其中Cecc_force為SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的預(yù)設(shè)值，是通過試驗(yàn)來確定的。
參照?qǐng)D12d，下面將對(duì)FSU故障置信度的計(jì)算處理進(jìn)行說明。
各個(gè)機(jī)架的實(shí)測載荷偏差是由出口側(cè)材料厚度變化、溫度偏差的發(fā)生、以及干預(yù)(在工作側(cè)和驅(qū)動(dòng)側(cè)均有手動(dòng)輥縫干預(yù)的情況下)和FSU設(shè)定誤差而引起的。從而，對(duì)于各個(gè)不同的成因，把實(shí)測載荷偏差分成不同的載荷偏差；對(duì)于不同的成因，預(yù)測對(duì)X射線厚度偏差的作用程度；以及把不同成因的置信度設(shè)置為不同成因的厚度變化量對(duì)總厚度變化量的比率。對(duì)于上述處理使用下面的方程。
ΔFtotali=ΔFHi+ΔFfdti+ΔFbothi+ΔFfsui]]>其中ΔFtotali(=Facti-Fseti)]]>表示總的軋制力變化量(實(shí)測載荷-預(yù)設(shè)載荷)，ΔFHi表示入口側(cè)板厚偏差引起的軋制力變化量，ΔFfdti表示溫度偏差引起的軋制力變化量，ΔFbothi表示手動(dòng)干預(yù)引起的軋制力變化量，ΔFfsui表示FSU設(shè)定誤差引起的軋制力變化量。
ΔFHi=11000·Mi·QiMi+Qi·ΔHi]]>其中ΔHi表示第i機(jī)架入口側(cè)的板厚偏差[μm](正號(hào)＝大)，Mi表示第i機(jī)架的軋機(jī)常數(shù)[ton/mm]，Qi表示第i機(jī)架的塑性系數(shù)[ton/mm]。
ΔFfdti=ΔTFDT·TiTFDT·(∂Fi∂Ti)]]>
其中ΔTFDT(=TactFDT-TsetFDT)]]>表示FDT偏差(實(shí)測溫度-預(yù)設(shè)溫度)，(∂Fi∂Ti)(<0)]]>表示第i機(jī)架的溫度偏差對(duì)第i機(jī)架軋制力的影響程度(影響系數(shù))。
ΔFbothi≅-11000·Mi·QiMi+Qi·(-10·ΔSbothi)]]>其中ΔSbothi表示第i機(jī)架中的雙干預(yù)量[10μm](正號(hào)＝大)。
ΔFfsui=ΔFtotali-ΔFbotΔi-ΔFfdti-ΔFHi]]>[由第i機(jī)架入口側(cè)厚度偏差引起的第i機(jī)架出口側(cè)板厚變化量]ΔhHi=QiMi+Qi·ΔHi]]>[由溫度偏差引起的第i機(jī)架出口側(cè)板厚變化量]Δhfdti=1000Mi·ΔTFDT·TiTFDT·(∂Fi∂Ti)]]>[由第i機(jī)架中的雙干預(yù)引起的第i機(jī)架出口側(cè)板厚變化量]Δhbothi=MiMi+Qi·(-10·ΔSbothi)]]>其中Δhi是第i機(jī)架的出口側(cè)板厚[μm](正號(hào)＝大)。
Δhfsui≅1000Mi·ΔFfsui]]>步驟S622是用于計(jì)算由厚度缺陷引起的厚度變化量的步驟，利用下列方程15來進(jìn)行(由第i機(jī)架中的雙干預(yù)引起的X射線板厚變化量)。
ΔhfdtX≅Σi=1p1000Mi·ΔTFDT·TiTFDT·(∂Fi∂Ti)------(15)]]>其中P是所有的機(jī)架數(shù)量。
步驟S623是用于計(jì)算由雙干預(yù)引起的板厚變化量的步驟，利用下列方程16來進(jìn)行(由第i機(jī)架的雙干預(yù)引起的X射線板厚變化量)。
(1)當(dāng)i＝i～p-1時(shí)，ΔhbothX=[Πj=i+1p(QiMj+Qj)]·(MiMi+Qi)·(-10·ΔSbothi)]]>
(2)當(dāng)i＝p時(shí)，Δhbothi=MiMi+Qi·(-10·ΔSbothi)-----(16)]]>步驟S624是用于計(jì)算由FSU故障導(dǎo)致的厚度變化量，利用下列方程17來進(jìn)行(由第i機(jī)架的FSU設(shè)定誤差導(dǎo)致的X射線板厚變化量)。
ΔhfsuX={Πj=i+1p(QjMj+Qj)}·Δhfsui]]>(1)當(dāng)i＝1～p-1時(shí)，={Πj=i+1p(QjMj+Qj)}·1000Mi·ΔFfsui]]>(2)當(dāng)i＝p時(shí)，ΔhfsuX=1000Mi·ΔFfsui-----(17)]]>步驟S625用于評(píng)估極性的步驟，在此步驟中比較由方程15計(jì)算出來的由溫度導(dǎo)致的厚度變化量的極性與X射線厚度偏差極性。作為比較結(jié)果，如果極性不同，則置信度為0。如果極性一致，則在步驟S626中用下列方程18來計(jì)算置信度(置信度計(jì)算)。
Δhxray_top=ΔhfdtX+ΔhbothX+ΔhfsuX]]>Cfdt=ΔhfdtXΔhxray_top·100[%]]]>Cboth=ΔhbothXΔhxray_top·100[%]------(18)]]>Cfsu=ΔhfsuXΔhxray_top·100[%]]]>其中Cfdt是溫度故障的置信度，Cboth是雙干預(yù)的置信度，Cfsu是FSU設(shè)定誤差的置信度，ΔhfdtX是由溫度故障導(dǎo)致的X射線板厚變化量，ΔhbothX是由雙干預(yù)導(dǎo)致的X射線板厚變化量，ΔhfsuX是由FSU設(shè)定誤差導(dǎo)致的X射線板厚變化量。
隨后，在步驟S628中，比較由手動(dòng)雙干預(yù)導(dǎo)致的厚度變化量的極性與X射線板厚變化量的極性。作為比較結(jié)果，如果兩者極性各異，則在步驟S633中確定置信度為0。如果兩者極性一致，則在步驟S629中利用方程18來計(jì)算置信度。
在步驟S631中，比較由利用方程17計(jì)算出的FSU引起的厚度變化量的極性和X射線厚度偏差的極性。作為比較結(jié)果，如果兩者極性各異，則在步驟S633中確定置信度為0。如果兩者極性一致，則在步驟S632中利用方程18計(jì)算置信度。
圖13和14顯示的是帶鋼熱精軋故障診斷設(shè)備的置信度評(píng)估單元222的配置示意圖，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
應(yīng)用于本發(fā)明的置信度評(píng)估單元222利用來自SCC設(shè)置單元210的數(shù)據(jù)、來自實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211的數(shù)據(jù)以及來自出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212的數(shù)據(jù)來進(jìn)行評(píng)估。其中SCC設(shè)置單元210用于施加諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元211用于從厚度計(jì)205、入口側(cè)溫度計(jì)204、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208中采集實(shí)測數(shù)據(jù)的；出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元212用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)。
SCC設(shè)置單元210、厚度計(jì)205、出口側(cè)溫度計(jì)206、軋制載荷測量傳感器207和輥縫測量傳感器208與圖2中顯示的相同。
置信度確定單元222可分為操作者輥速干預(yù)置信度確定模塊，操作者噴霧干預(yù)置信度確定模塊，軋輥偏心置信度確定模塊和FSU故障置信度確定模塊，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
操作者輥速干預(yù)置信度確定模塊包括厚度偏差超差確定單元713，操作者干預(yù)/張力相關(guān)度計(jì)算單元714，厚度/張力相關(guān)度計(jì)算單元715，操作者干預(yù)/厚度相關(guān)度計(jì)算單元716，相關(guān)性極性評(píng)估單元717，以及置信度計(jì)算單元718。其中，厚度偏差超差確定單元713用于確定厚度偏差是否大于用戶控制公差；操作者干預(yù)/張力相關(guān)度計(jì)算單元714用于在厚度偏差大于用戶控制公差的情況下，計(jì)算操作者干預(yù)量和張力變化之間的相關(guān)度C1；厚度/張力相關(guān)度計(jì)算單元715用于計(jì)算厚度偏差和張力變化之間的相關(guān)度C2；操作者干預(yù)/厚度相關(guān)度計(jì)算單元716用于計(jì)算操作者干預(yù)量和厚度偏差之間的相關(guān)度C3；相關(guān)性極性評(píng)估單元717用于評(píng)估相關(guān)度C1、C2和C3的極性；置信度計(jì)算單元718用于在這三者中至少有一個(gè)相關(guān)性為(-)的情況下，確定置信度為0，而在三者均為(+)的情況下確定操作者輥速干預(yù)的最終置信度為三者的平均值。
操作者噴霧干預(yù)置信度確定模塊包括厚度/溫度相關(guān)度計(jì)算單元719，厚度/溫度相關(guān)度計(jì)算單元720，厚度偏差/計(jì)算厚度相關(guān)度計(jì)算單元721，以及置信度計(jì)算單元718。其中，厚度/溫度相關(guān)度計(jì)算單元719用于在厚度偏差大于用戶控制公差的情況下，計(jì)算厚度偏差和實(shí)測溫度之間的相關(guān)度D1；厚度/溫度相關(guān)度計(jì)算單元720用于計(jì)算厚度偏差和實(shí)測溫度之間的相關(guān)度D2，其中的厚度偏差是利用發(fā)生了操作者噴霧干預(yù)的機(jī)架中的輥縫儀方程計(jì)算出來的；厚度偏差/計(jì)算厚度相關(guān)度計(jì)算單元721用于計(jì)算實(shí)測厚度偏差和利用輥縫儀方程計(jì)算出來的厚度偏差之間的相關(guān)度D3；置信度計(jì)算單元718用于在這三者中至少有一個(gè)相關(guān)性為(-)的情況下，確定置信度為0，而在三者均為(+)的情況下確定操作者噴霧干預(yù)的最終置信度為三者的平均值。
軋輥偏心置信度確定模塊包括機(jī)架平均頻譜強(qiáng)度計(jì)算單元731，頻譜強(qiáng)度平均值計(jì)算單元732，頻譜強(qiáng)度比較單元733，以及置信度計(jì)算單元718。其中，機(jī)架平均頻譜強(qiáng)度計(jì)算單元731用于在厚度偏差大于用戶控制公差的情況下，計(jì)算各個(gè)機(jī)架的平均頻譜強(qiáng)度；頻譜強(qiáng)度平均值計(jì)算單元732用于計(jì)算上下支持輥的主頻率之外的其它頻率處的頻譜強(qiáng)度的平均值；頻譜強(qiáng)度比較單元733用于計(jì)算主頻率處的頻譜強(qiáng)度和主頻率之外的其它頻率處的頻譜強(qiáng)度之間的偏差；置信度計(jì)算單元718用于利用主頻率處的頻譜強(qiáng)度和其它頻率處的頻譜強(qiáng)度之間的偏差來計(jì)算置信度，因?yàn)樵谥黝l率處的頻譜強(qiáng)度更大的情況下軋輥偏心較大。
FSU故障置信度確定模塊包括溫度/厚度變化量計(jì)算單元734，操作者干預(yù)/厚度變化量計(jì)算單元735，F(xiàn)SU設(shè)置/厚度變化量計(jì)算單元736，極性評(píng)估單元737，以及置信度計(jì)算單元718。其中，溫度/厚度變化量計(jì)算單元734用于計(jì)算由溫度故障引起的厚度變化量；操作者干預(yù)/厚度變化量計(jì)算單元735用于計(jì)算由雙干預(yù)引起的厚度變化量；FSU設(shè)置/厚度變化量計(jì)算單元736用于計(jì)算由FSU故障引起的厚度變化量；極性評(píng)估單元737用于評(píng)估以上三個(gè)變化量的極性和X射線厚度偏差的極性；作為極性評(píng)估單元737的確定結(jié)果，如果它們的極性各異，則置信度計(jì)算單元718確定最終置信度為0，并確定各個(gè)置信度均與X射線厚度偏差成比例。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法，它能快速診斷出發(fā)生質(zhì)量和控制故障的原因，而這些質(zhì)量和控制故障是操作者無法立即確定的，從而可以利用質(zhì)量控制系統(tǒng)制造出高質(zhì)量的軋制產(chǎn)品。
雖然出于說明的目的公布了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不脫離所附權(quán)利要求限定的范圍和精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備，包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)(SCC)設(shè)置單元，用于施加諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、輥速和輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值；實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元，用于采集實(shí)測數(shù)據(jù)；出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元，用于確定是否裝載了出口側(cè)厚度計(jì)，并且如果裝載了出口側(cè)厚度計(jì)則開始帶鋼熱精軋的故障診斷；區(qū)域識(shí)別單元，利用厚度數(shù)據(jù)來識(shí)別軋制板材的前端部分、主體部分和尾端部分；合格率計(jì)算單元，利用實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元采集的實(shí)測數(shù)據(jù)和SCC設(shè)置單元中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)值來計(jì)算前端部分、主體部分和尾端部分的合格率；初級(jí)故障確定單元，利用實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元和合格率計(jì)算單元的輸出值來確定在前端部分、主體部分和尾端部分中是否發(fā)生了故障；次級(jí)故障確定單元，利用實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元的輸出值和SCC設(shè)置單元中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)值來確定是否發(fā)生了操作者干預(yù)故障、材料缺陷、設(shè)備故障和控制故障；以及置信度評(píng)估單元，利用SCC設(shè)置單元中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)值和實(shí)測數(shù)據(jù)來評(píng)估次級(jí)故障確定單元的確定結(jié)果的置信度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于次級(jí)故障確定單元包括操作者干預(yù)確定單元，用于在發(fā)生厚度缺陷時(shí)，確定操作者是否對(duì)輥縫、輥速和噴霧進(jìn)行了干預(yù)；材料缺陷確定單元，利用入口側(cè)和出口側(cè)溫度偏差以及實(shí)測厚度來確定是否發(fā)生了材料缺陷；設(shè)備故障確定單元，用于確定是發(fā)生了軋輥偏心還是發(fā)生了傳感器故障；以及控制故障確定單元，用于確定是否發(fā)生了精軋機(jī)控制故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于操作者操作評(píng)估單元包括輥縫干預(yù)確定單元，如果板厚偏差大于用戶控制公差，則確定輥縫干預(yù)量是否大于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，并且如果輥縫干預(yù)量大于所述的相應(yīng)預(yù)設(shè)值，則通過計(jì)算厚度變化量并將輥縫干預(yù)量與厚度變化量進(jìn)行比較來確定是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)故障；輥速干預(yù)確定單元，通過計(jì)算機(jī)架間張力并將計(jì)算出的機(jī)架間張力與SCC設(shè)置單元中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較來確定是否發(fā)生了輥速干預(yù)故障；以及噴霧干預(yù)確定單元，利用機(jī)架載荷來計(jì)算板厚，將計(jì)算出的板厚與實(shí)測厚度進(jìn)行比較，如果計(jì)算板厚和實(shí)測厚度之間的偏差小于預(yù)設(shè)臨界值，而且厚度變化模式與出口側(cè)溫度變化模式一致，則確定發(fā)生了噴霧干預(yù)故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于材料缺陷確定單元包括實(shí)測厚度FFT變換單元，如果SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的目標(biāo)值和實(shí)測厚度之間的厚度偏差大于用戶控制公差，則利用各機(jī)架的最大速度來求得取樣軋制長度，根據(jù)取樣軋制長度將厚度轉(zhuǎn)換為固定長度間距，并利用厚度數(shù)據(jù)來計(jì)算輥印周期的頻率；以及輥印頻率強(qiáng)度確定單元，利用實(shí)測厚度FFT變換單元取得的變換值計(jì)算與各個(gè)頻譜強(qiáng)度相相應(yīng)的頻率，從而確定是否發(fā)生了輥印，查找與輥印頻率一致的頻率，并評(píng)估該一致頻率的頻譜強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于材料缺陷確定單元包括板厚突變確定單元，用于確定是否存在發(fā)生板厚突變的區(qū)段；含碳量和目標(biāo)溫度確定單元，如果存在發(fā)生板厚突變的區(qū)段，則利用SCC設(shè)置單元中的預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度值和含碳量來確定是否存在發(fā)生變形故障的可能性；實(shí)測溫度確定單元，如果存在發(fā)生變形故障的可能性，則確定實(shí)測溫度是否滿足發(fā)生變形的條件；以及載荷/厚度相關(guān)性確定單元，如果實(shí)測溫度滿足發(fā)生變形的條件，則通過確定各機(jī)架是否與發(fā)生板厚突變的位置一致來確定實(shí)測載荷和厚度之間是否有相關(guān)性。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于控制故障確定單元包括厚度偏差超差確定單元，用于確定SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的目標(biāo)值和實(shí)測厚度之間的厚度偏差是否大于用戶控制公差；操作者干預(yù)確定單元，如果厚度偏差大于用戶控制公差，并且第i個(gè)取樣中的操作者輥縫干預(yù)量與第i+1個(gè)取樣中的操作者輥縫干預(yù)量之間的偏差大于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則確定發(fā)生了輥縫干預(yù)故障；APC確定單元，如果厚度偏差大于用戶控制公差，并且第i個(gè)取樣中的預(yù)設(shè)輥縫值與第i個(gè)取樣中的實(shí)測輥縫值之間的偏差收斂于0，則確定發(fā)生了APC故障；軋制載荷偏差確定單元，如果厚度偏差大于用戶控制公差，并且軋制載荷偏差大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則通過確定前端部分的載荷和板厚之間是否存在相關(guān)性來確定是否發(fā)生了精整機(jī)架(FSU)變形阻力預(yù)測故障；以及溫度偏差確定單元，如果厚度偏差大于用戶控制公差并且實(shí)測出口側(cè)溫度大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則通過確定出口側(cè)溫度和實(shí)測板厚之間是否存在相關(guān)性來確定是否發(fā)生了FSU溫度預(yù)測故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于控制故障確定單元包括最小板厚值計(jì)算單元，用于在從厚度計(jì)開啟的時(shí)間開始的預(yù)定間隔內(nèi)取得實(shí)測厚度值，從而計(jì)算該預(yù)定間隔內(nèi)的最小實(shí)測厚度值，并確定厚度偏差是否大于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值；故障確定厚度檢測單元，用于在從檢測到最小實(shí)測數(shù)據(jù)開始的預(yù)定間隔內(nèi)檢測實(shí)測厚度值；最大板厚計(jì)算單元，用于在所述間隔內(nèi)計(jì)算最大實(shí)測厚度值；以及前端部分V形缺陷確定單元，用于通過確定最小實(shí)測厚度和最大實(shí)測厚度之間的偏差是否大于預(yù)設(shè)值來確定是否發(fā)生了前端部分V形板厚缺陷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于控制故障確定單元包括實(shí)測厚度/溫度相關(guān)性確定單元，如果確定發(fā)生了前端部分V形板厚缺陷，則確定實(shí)測厚度值和實(shí)測出口側(cè)溫度之間是否存在相關(guān)性，并且如果存在相關(guān)性，則確定前端機(jī)架的冷卻中發(fā)生了故障；厚度/操作者干預(yù)相關(guān)性確定單元，用于確定V形板厚缺陷和操作者輥縫干預(yù)是否具有相同的極性，并確定操作者的輥縫干預(yù)確保了板厚；速度設(shè)置確定單元，如果設(shè)定輥速和實(shí)測輥速之間的偏差收斂于0，則確定操作者輥縫干預(yù)導(dǎo)致了厚度缺陷；以及操作者干預(yù)確定單元，如果設(shè)定輥速和實(shí)測輥速之間的偏差不收斂于0并大于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則確定發(fā)生了FSU速度設(shè)置故障，并且通過確定實(shí)測厚度值和張力是否具有相同的極性來確定是否發(fā)生了操作者軋制速度干預(yù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于控制故障確定單元包括溫度/厚度相關(guān)度計(jì)算單元，用于計(jì)算精軋出口側(cè)溫度和實(shí)測厚度之間的相關(guān)性；溫度/厚度相關(guān)性評(píng)估單元，用于評(píng)估精軋出口側(cè)溫度和實(shí)測厚度之間的相關(guān)度的幅值；軋制載荷頻率變換單元，如果精軋出口側(cè)溫度和實(shí)測厚度之間的相關(guān)度幅值低于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則對(duì)主體部分的實(shí)測軋制載荷進(jìn)行頻率變換；頻率確定單元，用于在從軋制載荷頻率變換單元的輸出值中去除在實(shí)測精軋厚度值的頻率分析中經(jīng)常遇到的相應(yīng)于輥印和軋輥偏心的頻率成分后，確定是否檢測到了監(jiān)視器自動(dòng)輥縫控制(AGC)和軋制力AGC的頻率成分；以及AGC故障顯示單元，如果檢測到各個(gè)這樣的頻率，則確定是否發(fā)生了監(jiān)視器AGC振蕩或軋制力AGC振蕩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于控制故障確定單元還包括厚度收斂期計(jì)算單元，用于計(jì)算實(shí)測厚度值和相應(yīng)的目標(biāo)值之間的厚度偏差收斂于參考值所需的時(shí)間；厚度收斂期確定單元，用于確定收斂期是否大于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值；以及AGC增益不足顯示單元，如果收斂期大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則確定發(fā)生了AGC增益不足并顯示AGC增益不足。
11.根據(jù)權(quán)利要求6、7和9中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于控制故障確定單元還包括厚度/寬度極性確定單元，用于確定在啟動(dòng)地下卷取機(jī)(DC)時(shí)寬度變化和厚度變化是否具有相同的極性，并且如果兩者極性相同，則確定發(fā)生了頸縮；溫度/厚度極性確定單元，用于確定溫度變化和厚度變化之間是否存在相關(guān)性，并且如果存在相關(guān)性，則確定發(fā)生了材料和溫度故障；厚度/輥縫發(fā)生點(diǎn)確定單元，用于通過確定在發(fā)生厚度變化的機(jī)架中是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)來確定是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)故障；以及頸縮顯示單元，如果發(fā)生厚度變化時(shí)沒有發(fā)生輥縫干預(yù)，則確定在沒有寬度變化的情況下發(fā)生了頸縮。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備故障確定單元包括軋輥偏心故障診斷模塊，用于如果SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的目標(biāo)值和實(shí)測值之間的厚度偏差大于用戶控制公差，則計(jì)算支持輥的更高和更低旋轉(zhuǎn)頻率；對(duì)實(shí)測出口側(cè)厚度進(jìn)行FFT變換并利用該FFT變換值計(jì)算與各個(gè)頻譜強(qiáng)度相相應(yīng)的頻率fa；確定是否存在一個(gè)n倍于支持輥旋轉(zhuǎn)頻率的數(shù)值與相應(yīng)于各個(gè)頻譜強(qiáng)度的頻率fa相一致的點(diǎn)；確定相應(yīng)于頻率fa的頻譜強(qiáng)度是否大于SCC設(shè)置單元中設(shè)置的系數(shù)；并顯示發(fā)生軋輥偏心的機(jī)架；以及厚度計(jì)故障診斷模塊，用于如果厚度偏差大于控制公差，并且出口側(cè)厚度偏差在SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的預(yù)設(shè)值γ的范圍內(nèi)持續(xù)地大于β，則確定單個(gè)取樣周期中是否發(fā)生了大于相應(yīng)預(yù)設(shè)值的厚度偏差；并且如果發(fā)生了大于預(yù)設(shè)值的厚度偏差，則顯示厚度計(jì)故障。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)備故障確定單元還包括溫度計(jì)故障診斷模塊，如果溫度偏差按SCC設(shè)置單元中設(shè)置的相應(yīng)預(yù)設(shè)值或者更大的值發(fā)生改變，并且單個(gè)取樣周期中發(fā)生的載荷變化按SCC設(shè)置單元中設(shè)置的相應(yīng)預(yù)設(shè)值或更大的值發(fā)生改變，則確定發(fā)生了溫度計(jì)故障。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于置信度確定單元包括厚度偏差超差確定單元，用于確定SCC設(shè)置單元中設(shè)置的相應(yīng)的目標(biāo)值與實(shí)測厚度值之間的厚度偏差是否大于用戶控制公差；相關(guān)度計(jì)算單元，如果厚度偏差大于用戶控制公差，則計(jì)算操作者干預(yù)量和張力變化之間的相關(guān)度C1、厚度變化和張力變化之間的相關(guān)度C2、以及操作者干預(yù)量和厚度偏差之間的相關(guān)度C3；相關(guān)性極性評(píng)估單元，用于評(píng)估相關(guān)度C1、C2和C3的極性；以及置信度計(jì)算單元，用于在上述三個(gè)相關(guān)度中至少有一個(gè)為(-)的情況下確定置信度為0，而在三者均為(+)的情況下確定操作者輥速干預(yù)的最終置信度為三者的平均值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于置信度確定單元還包括噴霧相關(guān)度計(jì)算單元，用于在厚度偏差大于用戶控制公差的情況下，計(jì)算厚度偏差和實(shí)測溫度之間的相關(guān)度D1，計(jì)算利用發(fā)生操作者噴霧干預(yù)的機(jī)架中的輥縫儀方程計(jì)算出的厚度偏差和實(shí)測溫度之間的相關(guān)度D2，并計(jì)算實(shí)測厚度偏差和利用輥縫儀方程計(jì)算出的厚度偏差之間的相關(guān)度D3；以及噴霧置信度計(jì)算單元，用于在相關(guān)度D1、D2和D3三者中至少有一個(gè)為(-)的情況下，確定置信度為0，而在三者均為(+)的情況下確定操作者噴霧干預(yù)的最終置信度為三者的平均值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，其特征在于，如果假定用于相關(guān)度計(jì)算的兩個(gè)數(shù)據(jù)分別為f和g，則相關(guān)度計(jì)算單元或噴霧相關(guān)度計(jì)算單元利用下列方程1來計(jì)算相關(guān)度C1、C2、C3、D1、D2和D3。Cx,Dx=⟨f,g⟩||f||·||g||]]>=Σk=1NfkgkΣk=1Nfk2·Σk=1Ngk2-------(1)]]>其中Cx(x＝1，2，3)、Dx(x＝1，2，3)表示相關(guān)度，f和g是數(shù)據(jù)向量，<f，g>是兩向量的內(nèi)積，‖‖表示向量的幅值。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于置信度確定單元包括厚度偏差超差確定單元，用于確定SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的目標(biāo)值和實(shí)測厚度之間的厚度偏差是否大于用戶控制公差；機(jī)架平均頻譜強(qiáng)度計(jì)算單元，用于在厚度偏差大于用戶控制公差的情況下，利用上下支持輥的頻譜強(qiáng)度來計(jì)算各個(gè)機(jī)架的平均頻譜強(qiáng)度；頻譜強(qiáng)度平均值計(jì)算單元，用于計(jì)算上下支持輥的除主頻率之外的其它頻率處的頻譜強(qiáng)度的平均值；頻譜強(qiáng)度比較單元，用于計(jì)算主頻率處的頻譜強(qiáng)度和主頻率之外的其它頻率處的頻譜強(qiáng)度之間的偏差；以及置信度計(jì)算單元，如果機(jī)架平均頻譜強(qiáng)度計(jì)算單元中得到的頻譜強(qiáng)度大于頻譜強(qiáng)度平均值計(jì)算單元中得到的頻譜強(qiáng)度，則利用機(jī)架平均頻譜強(qiáng)度計(jì)算單元中得到的頻譜強(qiáng)度和頻譜強(qiáng)度平均值計(jì)算單元中得到的頻譜強(qiáng)度之間的偏差來計(jì)算軋輥偏心的置信度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于置信度確定單元包括厚度偏差超差確定單元，用于確定SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的目標(biāo)值和實(shí)測厚度之間的厚度偏差是否大于用戶控制公差；變化量計(jì)算單元，用于計(jì)算由溫度故障導(dǎo)致的厚度變化量，由雙干預(yù)導(dǎo)致的厚度變化量，以及由FSU故障導(dǎo)致的厚度變化量；極性評(píng)估單元，用于評(píng)估以上三個(gè)變化量的極性和X射線厚度偏差的極性；以及置信度計(jì)算單元，用于在上述極性各異的情況下，確定最終置信度為0，并且確定各個(gè)置信度均與X射線厚度偏差成比例。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于置信度計(jì)算單元利用下列方程進(jìn)行置信度計(jì)算。Δhxray_top=ΔhfdtX+ΔhbothX+ΔhfsuX]]>Cfdt=ΔhfdtXΔhxray_top·100[%]]]>Cboth=ΔhbothXΔhxray_top·100[%]]]>Cfsu=ΔhfsuXΔhxray_top·100[%]]]>其中Cfdt是溫度故障的置信度，Cboth是雙干預(yù)的置信度，Cfsu是FSU設(shè)定誤差的置信度，ΔhfdtX是溫度故障導(dǎo)致的X射線板厚變化量，ΔhbothX是雙干預(yù)導(dǎo)致的X射線板厚變化量，ΔhfsuX是FSU設(shè)定誤差導(dǎo)致的X射線板厚變化量。
20.一種帶鋼熱精軋中的故障診斷方法，包括第一步驟根據(jù)軋制條件預(yù)先設(shè)置目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、目標(biāo)輥速和目標(biāo)輥縫；第二步驟如果裝載了出口側(cè)厚度計(jì)，則采集實(shí)測數(shù)據(jù)；第三步驟利用實(shí)測數(shù)據(jù)識(shí)別前端部分、尾端部分和主體部分；第四步驟利用第一步驟的預(yù)設(shè)值和第二步驟的實(shí)測值計(jì)算前端部分、尾端部分和主體部分的合格率；第五步驟利用第一步驟的預(yù)設(shè)值和第四步驟的合格率確定在前端部分、尾端部分和主體部分中是否發(fā)生了故障；第六步驟確定在發(fā)生板厚缺陷的位置是否發(fā)生了操作者干預(yù)故障、材料缺陷和控制故障；以及第七步驟利用第一步驟的預(yù)設(shè)值和第二步驟的實(shí)測值計(jì)算控制故障的置信度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于第六步驟包括以下子步驟確定在輥縫、輥速和噴霧中是否發(fā)生了操作者干預(yù)；利用入口和出口側(cè)溫度之間的偏差以及實(shí)測厚度值來確定是否發(fā)生了材料缺陷；通過確定是否發(fā)生了軋輥偏心或傳感器故障來確定是否發(fā)生了設(shè)備故障；以及通過確定是否檢查了FSU、AGC和電機(jī)來確定是否發(fā)生了控制故障。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于確定是否發(fā)生了操作者干預(yù)故障的子步驟包括第一步驟根據(jù)軋制條件預(yù)先設(shè)置目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、目標(biāo)輥速和目標(biāo)輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值；第二步驟如果板厚偏差大于用戶控制公差，則確定輥縫干預(yù)量是否大于SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，并且如果輥縫干預(yù)量大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，則通過計(jì)算厚度變化量并將輥縫干預(yù)量與厚度變化量進(jìn)行比較來確定是否發(fā)生了操作者輥縫干預(yù)故障；第三步驟通過計(jì)算機(jī)架間張力并將計(jì)算的機(jī)架間張力與SCC設(shè)置單元中的預(yù)設(shè)張力相比較來確定是否發(fā)生了輥速干預(yù)故障；以及第四步驟利用機(jī)架載荷計(jì)算板厚，并將計(jì)算的板厚與實(shí)測板厚相比較，并且如果計(jì)算出來的板厚與實(shí)測板厚之間的偏差小于預(yù)設(shè)臨界值而且厚度變化模式與出口側(cè)溫度變化模式一致，則確定發(fā)生了噴霧干預(yù)故障。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于確定是否發(fā)生了操作者干預(yù)的子步驟還包括以下步驟通過測量諸如軋制板材的厚度、入口側(cè)溫度、出口側(cè)溫度、軋制載荷和輥縫之類的實(shí)測數(shù)據(jù)來采集實(shí)測數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于確定是否發(fā)生了材料缺陷的子步驟包括第一步驟根據(jù)軋制條件預(yù)先設(shè)置諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、目標(biāo)輥速和目標(biāo)輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值；第二步驟如果SCC設(shè)置單元中相應(yīng)的預(yù)設(shè)值與實(shí)測厚度之間的厚度偏差大于用戶控制公差，則利用各個(gè)機(jī)架的最大速度求得取樣軋制長度，根據(jù)該取樣軋制長度將厚度轉(zhuǎn)換為固定的長度間距，并利用厚度數(shù)據(jù)計(jì)算輥印周期的頻率；以及第三步驟利用從實(shí)測厚度FFT變換單元得到的變換值來計(jì)算相應(yīng)于各個(gè)頻譜強(qiáng)度的頻率，從而確定是否產(chǎn)生了輥印，查找與輥印頻率一致的頻率并評(píng)估該頻率的頻譜強(qiáng)度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于確定是否發(fā)生了材料缺陷的子步驟還包括第四步驟確定是否存在發(fā)生板厚突變的區(qū)段；第五步驟作為第四步驟的確定結(jié)果，如果存在發(fā)生板厚突變的區(qū)段，則利用第一步驟中設(shè)置的預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度值和含碳量來確定是否存在發(fā)生變形故障的可能性；第六步驟作為第五步驟的確定結(jié)果，如果存在發(fā)生變形故障的可能性，則確定實(shí)測溫度是否滿足發(fā)生變形的條件；以及第七步驟作為第六步驟的確定結(jié)果，如果實(shí)測溫度滿足發(fā)生變形的條件，則通過確定各個(gè)機(jī)架是否與發(fā)生板厚突變的位置一致來確定實(shí)測載荷與厚度之間是否存在相關(guān)性。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于確定是否發(fā)生了設(shè)備故障的子步驟包括第一步驟根據(jù)軋制條件預(yù)先設(shè)置諸如目標(biāo)厚度、目標(biāo)載荷、目標(biāo)輥速和目標(biāo)輥縫之類的預(yù)設(shè)目標(biāo)值；第二步驟如果第一步驟中設(shè)置的相應(yīng)目標(biāo)值和實(shí)測值之間的厚度偏差大于用戶控制公差，則計(jì)算支持輥的更高和更低旋轉(zhuǎn)頻率；對(duì)實(shí)測出口側(cè)厚度進(jìn)行FFT變換并利用該FFT變換值計(jì)算相應(yīng)于各個(gè)頻譜強(qiáng)度的頻率fa；確定是否存在一個(gè)n倍于支持輥旋轉(zhuǎn)頻率的數(shù)值與相應(yīng)于各個(gè)頻譜強(qiáng)度的頻率fa相一致的點(diǎn)；第三步驟確定相應(yīng)于頻率fa的頻譜強(qiáng)度是否大于第一步驟中設(shè)置的系數(shù)；并顯示發(fā)生軋輥偏心的機(jī)架；以及第四步驟如果厚度偏差大于控制公差，并且出口側(cè)厚度偏差持續(xù)地比β大出SCC設(shè)置單元210中設(shè)置的預(yù)設(shè)值γ，則確定單個(gè)取樣周期中是否發(fā)生了大于相應(yīng)預(yù)設(shè)值的厚度偏差；并且如果發(fā)生了大于預(yù)設(shè)值的厚度偏差，則顯示厚度計(jì)故障。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于確定是否發(fā)生了設(shè)備故障的子步驟還包括第五步驟如果溫度偏差按第一步驟中設(shè)置的相應(yīng)預(yù)設(shè)值或更大的值發(fā)生變化，并且發(fā)生在單個(gè)取樣周期內(nèi)的載荷變化按SCC設(shè)置單元中設(shè)置的相應(yīng)預(yù)設(shè)值或更大的值發(fā)生變化，則確定發(fā)生了溫度計(jì)故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶鋼熱精軋中的故障診斷設(shè)備和方法，利用與軋制和控制條件相關(guān)的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、表示控制和物理現(xiàn)象的方程模型、以及基于操作經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫來診斷帶鋼熱精軋中的厚度缺陷。本發(fā)明包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)(SCC)，實(shí)測數(shù)據(jù)采集單元，出口側(cè)厚度計(jì)裝載確定單元，區(qū)域識(shí)別單元，合格率計(jì)算單元，初級(jí)故障確定單元，次級(jí)故障確定單元，以及置信度評(píng)估單元。
文檔編號(hào)B21B37/16GK1502424SQ20031011522
公開日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者樸哲載, 洪盛喆, 范 , 子, 金寬洙, 樹, 韓奎凡, 曹永俊, 崔承甲, 若宮宣范, 新田勤子, 井波治樹 申請(qǐng)人:Posco株式會(huì)社, 東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)System株式會(huì)社