钢卷测高系统算法的分析和优化

1、    钢卷测高系统算法的分析和优化    陈晓伟+晏志武+闻富军摘 要 文章对冷轧连退线高度对中系统进行简要介绍，对生产中可能产生对高误差的原因进行分析。就钢卷小车测高系统进行了比较详细的分析，查找出旧程序中会产生误差的因数，对超声波测距仪器进行重新标定，对西门子经验补偿值进行修改，优化了旧的测高系统算法，使新的测高算法能够对误差产生的原因进行校正。关键词 芯轴对高；超声波测距；测高算法；误差分析中图分类号：tg33 文献标识码：a 文章编号：1671-7597（2014）03-0128-02冷轧连续退火线入口段开卷机上卷子是通过步进梁将卷子送到鞍座上

2、，然后再通过钢卷小车将卷子运到开卷机上，这其中所有的步骤都是顺控自动完成。而钢卷小车在将卷子运到开卷机芯轴上的时候就涉及到了小车高度的对中问题（即钢卷的圆心要与芯轴的高度一致）。而入口测高系统的算法的准确性决定了芯轴上卷时钢卷小车抬起的高度，只有卷径测量准确的卷子才能平稳的上到卷取机上。长期生产实践发现连退线上西门子旧的测高程序存在缺陷，钢卷测高值与实际值存在误差，本文重新标定程序中的影响因数，修改其中有缺陷的测高算法，消除连退线上卷溢出故障。入口芯轴对高的算法如图1。其中，hi：卷机芯轴中心到钢卷小车最低点上表面的距离（通过把小车打维护模式降到最低点，再拉皮尺测芯轴中心到钢卷小车上表面得到）

3、；r：是指钢卷的半径（通过卷径检测计算出来）；hc：是我们想要计算的钢卷小车的垂直抬升高度。根据公式：hc=hi-r可知如果我们检测出将要上卷的钢卷半径就可以计算出钢卷小车的上卷高度。而原西门子旧的卷径测高的算法如图2。其中，ht：是超声波测距仪到钢卷小车最低位的距离（通过把小车打维护模式降到最低点，再拉皮尺测超声波测距仪中心到钢卷小车上表面得到）；s：是钢卷小车测高位的高度值；h：是超声波测距仪到钢卷小车侧高位上表面的距离；m：是超声波测距仪到钢卷上表面的距离（直接通过模拟量检测获得）；r：是钢卷的半径；d：是钢卷的直径；g：是钢卷小车的缝隙补偿值。根据公式：ht=m+2r+g可以得出公式：

4、r=（ht-m-g）/2求出钢卷的半径和直径，可以用于卷径计算和求出钢卷小车的上卷高度：hc=hi-（ht-m-g）/2但是在连退线刚投产后的一段时间，钢卷小车在上卷子时一直存在卷心和芯轴高度芯轴对中存在误差问题，导致在上卷吊装过程中钢卷无法对准芯轴。一方面引起芯轴顶卷心造成卷心溢出严重，甚至会造成翻卷，卷子掉下钢卷小车砸坏设备的情况。经过分析发现西门子所用算法中的钢卷底部到小车面的缝隙补偿值g是一个经验值，当大钢卷和小钢卷放上去时所产生的缝隙值并不恒定，而是一个变量，这样就会在大小不同的钢卷测量时产生测量误差。补偿值g误差原理如图3所示。图3从图可以看出当钢卷的外径相差越大时，产生的误差就越

5、大。针对这个缺陷，我们优化了西门子的旧算法，新的算法弥补了这个误差，使高度测量值准确无误。保障了后面卷径计算和芯轴对高的准确性。测高新算法原理如图4所示。其中，hg：是钢卷卷心到小车侧高位上表面距离；a：是钢卷到小车胶垫切面和垂直线角度；r：是钢卷小车承重胶的倾斜角度（依机械提供角度数据）。由图可以知道：角a=角r根据直角勾股定理得出：hg=r/cos a从而得出公式：h=m+r+r/cos a即可求出准确半径：r=（h-m）/（1+1/cosa）测高新算法程序如图5所示。本次研究通过对西门子旧的测高程序进行详细的分析，对可能影响测高误差数据进行重新标定，对有缺陷的算法部份进行了分析和优化改正

6、。新的算法投入使用后，入口基本无发生溢出卷和掉钢卷故障，这说明新算法将误差控制在合理的范围内，达到了生产工艺的条件，满足了连续生产机组的要求。参考文献1付艳鹏，金晓宏.开卷张力控制中钢卷直径的获取j.武汉科技大学学报（自然科学版），2005（04）.endprint摘 要 文章对冷轧连退线高度对中系统进行简要介绍，对生产中可能产生对高误差的原因进行分析。就钢卷小车测高系统进行了比较详细的分析，查找出旧程序中会产生误差的因数，对超声波测距仪器进行重新标定，对西门子经验补偿值进行修改，优化了旧的测高系统算法，使新的测高算法能够对误差产生的原因进行校正。关键词 芯轴对高；超声波测距；测高算法；误差分

7、析中图分类号：tg33 文献标识码：a 文章编号：1671-7597（2014）03-0128-02冷轧连续退火线入口段开卷机上卷子是通过步进梁将卷子送到鞍座上，然后再通过钢卷小车将卷子运到开卷机上，这其中所有的步骤都是顺控自动完成。而钢卷小车在将卷子运到开卷机芯轴上的时候就涉及到了小车高度的对中问题（即钢卷的圆心要与芯轴的高度一致）。而入口测高系统的算法的准确性决定了芯轴上卷时钢卷小车抬起的高度，只有卷径测量准确的卷子才能平稳的上到卷取机上。长期生产实践发现连退线上西门子旧的测高程序存在缺陷，钢卷测高值与实际值存在误差，本文重新标定程序中的影响因数，修改其中有缺陷的测高算法，消除连退线上卷溢

8、出故障。入口芯轴对高的算法如图1。其中，hi：卷机芯轴中心到钢卷小车最低点上表面的距离（通过把小车打维护模式降到最低点，再拉皮尺测芯轴中心到钢卷小车上表面得到）；r：是指钢卷的半径（通过卷径检测计算出来）；hc：是我们想要计算的钢卷小车的垂直抬升高度。根据公式：hc=hi-r可知如果我们检测出将要上卷的钢卷半径就可以计算出钢卷小车的上卷高度。而原西门子旧的卷径测高的算法如图2。其中，ht：是超声波测距仪到钢卷小车最低位的距离（通过把小车打维护模式降到最低点，再拉皮尺测超声波测距仪中心到钢卷小车上表面得到）；s：是钢卷小车测高位的高度值；h：是超声波测距仪到钢卷小车侧高位上表面的距离；m：是超声

9、波测距仪到钢卷上表面的距离（直接通过模拟量检测获得）；r：是钢卷的半径；d：是钢卷的直径；g：是钢卷小车的缝隙补偿值。根据公式：ht=m+2r+g可以得出公式：r=（ht-m-g）/2求出钢卷的半径和直径，可以用于卷径计算和求出钢卷小车的上卷高度：hc=hi-（ht-m-g）/2但是在连退线刚投产后的一段时间，钢卷小车在上卷子时一直存在卷心和芯轴高度芯轴对中存在误差问题，导致在上卷吊装过程中钢卷无法对准芯轴。一方面引起芯轴顶卷心造成卷心溢出严重，甚至会造成翻卷，卷子掉下钢卷小车砸坏设备的情况。经过分析发现西门子所用算法中的钢卷底部到小车面的缝隙补偿值g是一个经验值，当大钢卷和小钢卷放上去时所产

10、生的缝隙值并不恒定，而是一个变量，这样就会在大小不同的钢卷测量时产生测量误差。补偿值g误差原理如图3所示。图3从图可以看出当钢卷的外径相差越大时，产生的误差就越大。针对这个缺陷，我们优化了西门子的旧算法，新的算法弥补了这个误差，使高度测量值准确无误。保障了后面卷径计算和芯轴对高的准确性。测高新算法原理如图4所示。其中，hg：是钢卷卷心到小车侧高位上表面距离；a：是钢卷到小车胶垫切面和垂直线角度；r：是钢卷小车承重胶的倾斜角度（依机械提供角度数据）。由图可以知道：角a=角r根据直角勾股定理得出：hg=r/cos a从而得出公式：h=m+r+r/cos a即可求出准确半径：r=（h-m）/（1+1

11、/cosa）测高新算法程序如图5所示。本次研究通过对西门子旧的测高程序进行详细的分析，对可能影响测高误差数据进行重新标定，对有缺陷的算法部份进行了分析和优化改正。新的算法投入使用后，入口基本无发生溢出卷和掉钢卷故障，这说明新算法将误差控制在合理的范围内，达到了生产工艺的条件，满足了连续生产机组的要求。参考文献1付艳鹏，金晓宏.开卷张力控制中钢卷直径的获取j.武汉科技大学学报（自然科学版），2005（04）.endprint摘 要 文章对冷轧连退线高度对中系统进行简要介绍，对生产中可能产生对高误差的原因进行分析。就钢卷小车测高系统进行了比较详细的分析，查找出旧程序中会产生误差的因数，对超声波测距

12、仪器进行重新标定，对西门子经验补偿值进行修改，优化了旧的测高系统算法，使新的测高算法能够对误差产生的原因进行校正。关键词 芯轴对高；超声波测距；测高算法；误差分析中图分类号：tg33 文献标识码：a 文章编号：1671-7597（2014）03-0128-02冷轧连续退火线入口段开卷机上卷子是通过步进梁将卷子送到鞍座上，然后再通过钢卷小车将卷子运到开卷机上，这其中所有的步骤都是顺控自动完成。而钢卷小车在将卷子运到开卷机芯轴上的时候就涉及到了小车高度的对中问题（即钢卷的圆心要与芯轴的高度一致）。而入口测高系统的算法的准确性决定了芯轴上卷时钢卷小车抬起的高度，只有卷径测量准确的卷子才能平稳的上到卷

13、取机上。长期生产实践发现连退线上西门子旧的测高程序存在缺陷，钢卷测高值与实际值存在误差，本文重新标定程序中的影响因数，修改其中有缺陷的测高算法，消除连退线上卷溢出故障。入口芯轴对高的算法如图1。其中，hi：卷机芯轴中心到钢卷小车最低点上表面的距离（通过把小车打维护模式降到最低点，再拉皮尺测芯轴中心到钢卷小车上表面得到）；r：是指钢卷的半径（通过卷径检测计算出来）；hc：是我们想要计算的钢卷小车的垂直抬升高度。根据公式：hc=hi-r可知如果我们检测出将要上卷的钢卷半径就可以计算出钢卷小车的上卷高度。而原西门子旧的卷径测高的算法如图2。其中，ht：是超声波测距仪到钢卷小车最低位的距离（通过把小车

14、打维护模式降到最低点，再拉皮尺测超声波测距仪中心到钢卷小车上表面得到）；s：是钢卷小车测高位的高度值；h：是超声波测距仪到钢卷小车侧高位上表面的距离；m：是超声波测距仪到钢卷上表面的距离（直接通过模拟量检测获得）；r：是钢卷的半径；d：是钢卷的直径；g：是钢卷小车的缝隙补偿值。根据公式：ht=m+2r+g可以得出公式：r=（ht-m-g）/2求出钢卷的半径和直径，可以用于卷径计算和求出钢卷小车的上卷高度：hc=hi-（ht-m-g）/2但是在连退线刚投产后的一段时间，钢卷小车在上卷子时一直存在卷心和芯轴高度芯轴对中存在误差问题，导致在上卷吊装过程中钢卷无法对准芯轴。一方面引起芯轴顶卷心造成卷心

15、溢出严重，甚至会造成翻卷，卷子掉下钢卷小车砸坏设备的情况。经过分析发现西门子所用算法中的钢卷底部到小车面的缝隙补偿值g是一个经验值，当大钢卷和小钢卷放上去时所产生的缝隙值并不恒定，而是一个变量，这样就会在大小不同的钢卷测量时产生测量误差。补偿值g误差原理如图3所示。图3从图可以看出当钢卷的外径相差越大时，产生的误差就越大。针对这个缺陷，我们优化了西门子的旧算法，新的算法弥补了这个误差，使高度测量值准确无误。保障了后面卷径计算和芯轴对高的准确性。测高新算法原理如图4所示。其中，hg：是钢卷卷心到小车侧高位上表面距离；a：是钢卷到小车胶垫切面和垂直线角度；r：是钢卷小车承重胶的倾斜角度（依机械提供角度数据）。由图可以知道：角a=角r根据直角勾股定理得出：hg=r/cos a从而得出公式：h=m+r+r/cos a即可求出准确