本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種軋輥在機(jī)剝落的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，屬于監(jiān)控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

軋輥在機(jī)剝落是一種熱連軋寬帶鋼過(guò)程中常見(jiàn)的生產(chǎn)事故。隨著熱軋卷板市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，根據(jù)下游工序的用途不同，產(chǎn)品將朝著高強(qiáng)化或減厚化方向發(fā)展，并由此造成軋制壓力的增大和軋制難度的提高，軋輥工作時(shí)所承受的接觸應(yīng)力也隨之增大，同時(shí)因?yàn)檐堉票∫?guī)格產(chǎn)品時(shí)容易發(fā)生甩尾事故，致使帶鋼尾部拉斷或撕裂后遺留在軋機(jī)里面，遺留部分碎片就會(huì)經(jīng)常粘附在軋輥的表面，俗稱(chēng)工作輥粘肉，繼而造成了應(yīng)力集中。在這種背景下，軋輥在機(jī)剝落的發(fā)生頻次將顯著升高。由于目前軋輥在機(jī)剝落具有隨機(jī)性且難以預(yù)判等特點(diǎn)，該事故一旦發(fā)生，其處理難度較大，一般情況下耗時(shí)多達(dá)2小時(shí)以上，嚴(yán)重降低了生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率和有效作業(yè)率。按照每次軋輥在機(jī)剝落的處理時(shí)間30分鐘，熱連軋帶鋼的正常軋制周期3分鐘，每卷帶鋼單重30噸的最保守情況進(jìn)行估算，如能做到實(shí)時(shí)預(yù)判，僅避免1次事故就能增加300噸以上的產(chǎn)能，并減少不必要的能源消耗，再加上軋輥徹底報(bào)廢造成的損失，至少節(jié)約20萬(wàn)元以上的生產(chǎn)成本。在鋼鐵行業(yè)盈利水平普遍下滑的今天，本發(fā)明創(chuàng)造具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種軋輥在機(jī)剝落的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，該技術(shù)方案能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控軋輥的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并據(jù)此預(yù)判軋輥在機(jī)剝落事故。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種軋輥在機(jī)剝落的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控前端、監(jiān)控管理平臺(tái)以及監(jiān)控客戶(hù)端，所述監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)置在監(jiān)控前端和監(jiān)控客戶(hù)端之間，所述監(jiān)控前端用于獲取其監(jiān)控范圍內(nèi)的監(jiān)控信息，所述監(jiān)控管理平臺(tái)用于獲取所述監(jiān)控前端的監(jiān)控信息，并將監(jiān)控信息傳遞給監(jiān)控客戶(hù)端。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，監(jiān)控前端的基礎(chǔ)自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集源使用企業(yè)現(xiàn)有已隨生產(chǎn)設(shè)備安裝好的彎輥力傳感器及軋輥轉(zhuǎn)速傳感器，用于采集獲取其監(jiān)控范圍內(nèi)的監(jiān)控信息，監(jiān)控信息為每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)（例如0.1秒）對(duì)應(yīng)的軋制彎輥力和工作輥與帶鋼接觸表面的水平線(xiàn)速度，同時(shí)，每次軋輥更換完成后，監(jiān)控前端從過(guò)程自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫(kù)獲取本次軋輥的直徑信息，作為監(jiān)控客戶(hù)端計(jì)算軋輥旋轉(zhuǎn)周期的常量。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述監(jiān)控管理平臺(tái)對(duì)軋輥旋轉(zhuǎn)周期的計(jì)算流程，在每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控管理平臺(tái)接收到監(jiān)控前端發(fā)來(lái)的某機(jī)架工作輥與帶鋼接觸表面的水平線(xiàn)速度v，使用公式t_wr=v/πr²及t_br=v/πR²計(jì)算該機(jī)架工作輥機(jī)支承輥在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)周期，其中：r為上下工作輥的平均半徑，R為上下支承輥的平均半徑，并同時(shí)計(jì)算與之前所有時(shí)間節(jié)點(diǎn)的軋輥旋轉(zhuǎn)周期的算術(shù)平均數(shù)輸出到監(jiān)控客戶(hù)端程序界面上，直至本塊帶鋼軋制完成，取樣結(jié)束。

該實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中，其軋輥在機(jī)剝落的預(yù)報(bào)原理基于軋制理論。即當(dāng)軋輥表面發(fā)生小面積局部剝落，軋輥圓度即遭到破壞，帶鋼經(jīng)過(guò)軋輥軋制時(shí)就會(huì)沿軋制方向發(fā)生不均勻的塑性變形，與此同時(shí)軋制力亦會(huì)呈現(xiàn)周期性的波動(dòng)，軋輥隨之發(fā)生周期性的彎曲變形，最終會(huì)體現(xiàn)在彎輥力的明顯周期性波動(dòng)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集基于企業(yè)現(xiàn)有的軋輥轉(zhuǎn)速、彎輥力傳感器，該傳感器屬于熱軋廠(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，隨生產(chǎn)設(shè)備配套供貨，用于在線(xiàn)監(jiān)控各機(jī)架軋輥轉(zhuǎn)速和彎輥力。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集基于企業(yè)現(xiàn)有的過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)，該過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)屬于熱軋廠(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，隨生產(chǎn)設(shè)備配套供貨，用于在線(xiàn)采集并存儲(chǔ)熱軋廠(chǎng)生廠(chǎng)過(guò)程中的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。信息傳輸基于企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)屬于熱軋廠(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，隨生產(chǎn)設(shè)備配套供貨，將生產(chǎn)設(shè)備、各級(jí)自動(dòng)化控制設(shè)備、操作站、工程師站等連接起來(lái)，并預(yù)留有擴(kuò)展接口，可接入其他計(jì)算機(jī)或顯示終端。監(jiān)控客戶(hù)端基于傳統(tǒng)PC架構(gòu)，任意一臺(tái)主流配置的普通電腦即可實(shí)現(xiàn)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)方案采用基于傳統(tǒng)PC或入門(mén)級(jí)服務(wù)器構(gòu)架的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)收集現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化L1發(fā)送的軋輥轉(zhuǎn)速、彎輥力等數(shù)據(jù)，并同步輸出到監(jiān)控系統(tǒng)界面上，有效解決了熱軋廠(chǎng)對(duì)于軋輥剝落這類(lèi)惡性生產(chǎn)事故難以預(yù)判的技術(shù)瓶頸。該監(jiān)控系統(tǒng)接口簡(jiǎn)單，不干擾熱軋廠(chǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化L1和過(guò)程自動(dòng)化L2的正常運(yùn)行，亦不影響其運(yùn)算效率。同時(shí)該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)及安裝方便、投資小的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需對(duì)熱軋鋼自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行任何改造，僅需新增一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一個(gè)數(shù)據(jù)接口即可。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式的監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式的軋輥旋轉(zhuǎn)周期計(jì)算流程簡(jiǎn)圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式的數(shù)據(jù)采集流程簡(jiǎn)圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式的監(jiān)控系統(tǒng)界面示意圖。

具體實(shí)施方式：

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：參見(jiàn)圖1，圖1展示了一種軋輥在機(jī)剝落的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控前端、監(jiān)控管理平臺(tái)以及監(jiān)控客戶(hù)端，所述監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)置在監(jiān)控前端和監(jiān)控客戶(hù)端之間，所述監(jiān)控前端用于獲取其監(jiān)控范圍內(nèi)的監(jiān)控信息，所述監(jiān)控管理平臺(tái)用于獲取所述監(jiān)控前端的監(jiān)控信息，并將監(jiān)控信息傳遞給監(jiān)控客戶(hù)端。圖1中所示的監(jiān)控前端、監(jiān)控管理平臺(tái)和監(jiān)控客戶(hù)端之間基于工業(yè)以太網(wǎng)連接，并需要使用一組基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)留的網(wǎng)絡(luò)接口。圖1中虛線(xiàn)將監(jiān)控系統(tǒng)分為監(jiān)控前端、監(jiān)控管理平臺(tái)和監(jiān)控客戶(hù)端。圖1中雙點(diǎn)劃線(xiàn)將監(jiān)控前端的監(jiān)控類(lèi)型分為基礎(chǔ)自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和過(guò)程自動(dòng)化數(shù)據(jù)兩類(lèi)。監(jiān)控前端的基礎(chǔ)自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集源使用企業(yè)現(xiàn)有已隨生產(chǎn)設(shè)備安裝好的彎輥力傳感器及軋輥轉(zhuǎn)速傳感器，用于采集獲取其監(jiān)控范圍內(nèi)的監(jiān)控信息，監(jiān)控信息為每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)（例如0.1秒）對(duì)應(yīng)的軋制彎輥力和工作輥與帶鋼接觸表面的水平線(xiàn)速度。同時(shí)，每次軋輥更換完成后，監(jiān)控前端從過(guò)程自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫(kù)獲取本次軋輥的直徑信息，作為監(jiān)控客戶(hù)端計(jì)算軋輥旋轉(zhuǎn)周期的常量。監(jiān)控管理平臺(tái)基于傳統(tǒng)PC或入門(mén)級(jí)服務(wù)器構(gòu)建，用以對(duì)監(jiān)控前端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

圖2中所示的是監(jiān)控管理平臺(tái)對(duì)軋輥旋轉(zhuǎn)周期的計(jì)算流程。在每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控管理平臺(tái)接收到監(jiān)控前端發(fā)來(lái)的某機(jī)架工作輥與帶鋼接觸表面的水平線(xiàn)速度v，使用公式t_wr=v/πr²及t_br=v/πR²計(jì)算該機(jī)架工作輥機(jī)支承輥在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)周期，并同時(shí)計(jì)算與之前所有時(shí)間節(jié)點(diǎn)的軋輥旋轉(zhuǎn)周期的算術(shù)平均數(shù)輸出到監(jiān)控客戶(hù)端程序界面上，直至本塊帶鋼軋制完成，取樣結(jié)束。

圖3中所示的是監(jiān)控管理平臺(tái)對(duì)軋輥實(shí)時(shí)彎輥力數(shù)據(jù)的采集及處理流程。在每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控管理平臺(tái)接收到監(jiān)控前端發(fā)來(lái)的某機(jī)架軋輥傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)的實(shí)時(shí)彎輥力數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)以XY坐標(biāo)軸形式輸出到監(jiān)控客戶(hù)端程序界面上，直至本塊帶鋼軋制完成，取樣結(jié)束。

在每塊帶鋼軋制完成（即取樣結(jié)束）時(shí)，監(jiān)控管理平臺(tái)將本塊帶鋼的軋輥平均旋轉(zhuǎn)周期以及各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)彎輥力數(shù)據(jù)以EXCEL表格或可讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的形式保存，方便日后翻查回溯。

圖4是所示的是監(jiān)控客戶(hù)端程序界面示意圖，程序界面除了顯示經(jīng)過(guò)監(jiān)控管理平臺(tái)處理過(guò)的工作輥旋轉(zhuǎn)周期、支承輥旋轉(zhuǎn)周期、取樣周期內(nèi)各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)彎輥力數(shù)據(jù)外，還可顯示每個(gè)取樣周期內(nèi)最大、最小及平均彎輥力，方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員預(yù)判軋輥在機(jī)剝落的前兆。

工作原理：參見(jiàn)圖1-圖4，本發(fā)明提供了一種監(jiān)控系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控軋輥的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并據(jù)此預(yù)判軋輥在機(jī)剝落事故。

根據(jù)軋制理論，為保證各機(jī)架出口軋件目標(biāo)凸度，需在軋輥輥頸處附加彎輥力，以補(bǔ)償軋制力使軋輥發(fā)生的彈性壓縮和彎曲變形。軋輥在發(fā)生大面積剝落前，輥面的局部輕微剝落會(huì)造成輥縫形狀的變化，軋制力和彎輥力隨之波動(dòng)。由于彎輥力數(shù)值較小且只與輥縫形狀有密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即彎輥力波動(dòng)具有顯著性和敏感性的特點(diǎn)，其波動(dòng)周期與工作輥或支撐輥的輥徑及轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。其中某機(jī)架的工作輥旋轉(zhuǎn)周期可由公式t_wr=v/πr²計(jì)算；支承輥旋轉(zhuǎn)周期可由t_br=v/πR²計(jì)算。（v：采樣時(shí)刻工作輥與帶鋼接觸表面的水平線(xiàn)速度；r：該機(jī)架的上下工作輥的平均半徑；R：該機(jī)架的上下支承輥的平均半徑。）

基于上述原理，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

該監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集企業(yè)自有基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)的傳動(dòng)側(cè)（DS）和操作側(cè)（OS）彎輥力和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，生成實(shí)時(shí)彎輥力和軋制時(shí)間對(duì)應(yīng)表，輸出到監(jiān)控客戶(hù)端上。

結(jié)合監(jiān)控客戶(hù)端計(jì)算并輸出的軋輥旋轉(zhuǎn)周期，很容易判斷單側(cè)彎輥力是否隨著軋輥旋轉(zhuǎn)周期出現(xiàn)明顯的規(guī)律性波動(dòng)。

如果出現(xiàn)上述波動(dòng)，操作人員在軋完當(dāng)前帶鋼后停機(jī)抽輥檢查，甚至必要時(shí)為避免事故擴(kuò)大，在軋制過(guò)程中應(yīng)及時(shí)實(shí)施設(shè)備快停。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)軋輥單側(cè)彎輥力波動(dòng)絕對(duì)值的大小對(duì)應(yīng)有如下不同的處置方案：

單側(cè)彎輥力波動(dòng)絕對(duì)值≤30kN，屬于正常范圍；

30kN≤單側(cè)彎輥力波動(dòng)絕對(duì)值≤100kN但無(wú)惡化趨勢(shì)，應(yīng)盡快抽輥檢查；

單側(cè)彎輥力波動(dòng)絕對(duì)值≥30kN且有惡化趨勢(shì)，應(yīng)立即換輥；

單側(cè)彎輥力波動(dòng)絕對(duì)值≥100kN，應(yīng)立即換輥。

需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。