[发明专利]连续退火机组均热炉的带钢跑偏监测与诊断方法及系统

说明书

本发明提供了连续退火机组均热炉的带钢跑偏监测与诊断方法，包括：建立带钢跑偏的监测模型：采集正常生产的数据样本和发生跑偏的数据样本，对所述每种规格的带钢建立PCA模型，并计算两个统计量T²和SPE的控制限，对所述每种规格的带钢建立LSSVM模型；对所述连续退火机组均热炉中的带钢进行跑偏监测：选择在线监测PCA模型和在线监测LSSVM模型，根据每隔固定时间采集的当前生产过程的数据样本，分别使用所述在线监测PCA模型和所述在线监测LSSVM模型进行监测；当既进行PCA报警又进行LSSVM报警时，判断当前生产的所述带钢发生跑偏。本发明还提供了连续退火机组均热炉的带钢跑偏监测与诊断系统。本发明提高对带钢跑偏的预警准确率以及故障诊断的准确率。

技术领域

本发明涉及一种带钢跑偏的监测与诊断方法及系统，特别涉及一种用于连续退火机组的均热炉的带钢跑偏的监测与诊断方法及系统。

背景技术

连续退火机组是冷轧厂的重要工序，经冷轧后的带钢需要在连续退火机组中高速穿行，依次经过加热、均热、缓冷、快冷、过时效、水淬、平整等工序，以消除带钢的内应力。

加热后的薄料带钢进入均热炉后，经常由于温度变化而导致带钢张力在传动辊上出现波动，进而在均热炉内出现跑偏或打滑。如果跑偏程度较大，就会出现断带等生产事故。当前，为了防止带钢跑偏而出现生产事故，在均热炉的出口处通常设有一个纠偏辊，在带钢出现跑偏时，可以通过纠偏辊进行纠偏。

虽然现场操作人员可以获得均热炉出口处纠偏辊上带钢的偏移量，但是在实际生产中却难以根据这一指标来判断当前带钢在整个均热炉内的跑偏程度。例如：即使两条规格相同的带钢在纠偏辊上的偏移量同为20mm，但由于各辊子的扭矩和转速的不同，会出现其中一条带钢能够被纠偏辊成功纠偏，而另一条带钢则出现持续跑偏并最终导致断带的情况发生。

此外，当前只有均热炉入口和出口处的带钢张力可以实时测量，其它辊子上的带钢张力均无法获得，这导致在发生带钢跑偏时现场操作人员也无法确定究竟带钢是从哪个辊子上开始出现跑偏，进而也难以进行适当的纠偏操作，只能单纯依靠纠偏辊进行纠偏。由于纠偏辊的能力有限，如何对带钢跑偏进行及时预警并确定出带钢在均热炉内开始出现跑偏的辊子位置，使得现场操作人员能够及时调整相关辊子的过程控制参数，从而防止因纠偏辊能力有限而导致的断带事故，对于提高连续退火机组生产的连续性和稳定性，具有非常重要的意义。

针对连续退火机组的带钢跑偏监测，专利ZL200510028320.9提出了一种基于图像识别的带钢跑偏自动识别方法。该方法基于连续退火炉内工业摄像监视系统所获得的图像，通过判断带钢区域的采样图像灰度重心是否发生横向位移变化来确定带钢是否发生跑偏。虽然该方法能够实现对带钢跑偏的自动监测，但是也存在以下不足：首先，该方法只能对带钢跑偏进行预警，但是由于无法针对每个传动辊均安装摄像监视系统，使得该方法无法进行故障诊断，即无法确定是在哪个位置开始出现带钢跑偏；其次，对于加热炉、均热炉等温度较高并且传动辊数量较多的工段，由于难以在这些工段安装图像监测装置，使得该方法无法应用到这些工段。

专利ZL201010192542.5提出了一种基于主元分析(principle componentanalysis，PCA)的带钢张力监测与故障诊断方法，但是由于PCA方法无法反应各控制变量之间的非线性关系，使得该方法的带钢张力波动预警准确率，以及依据控制变量贡献率进行的故障诊断的准确率均不高，容易出现误预警和故障源诊断不准确的情况。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够自动识别均热炉内带钢跑偏的在线监测方法及系统，以及能够自动确定带钢起始跑偏位置的故障诊断方法及系统。