Разработанная система контроля вибрации непрерывного стана холодной прокатки служит для непрерывного мониторинга динамической ситуации в непрерывном стане, а также управления процессом прокатки в реальном масштабе времени с целью повышения рабочей скорости и производительности стана.

Общие сведения о системе.
Система контроля вибрации предназначена для контроля вибрационной ситуации на станах холодной прокатки в реальном масштабе времени и направлена на предупреждение входа ее в фазу лавинообразного нарастания, сопровождающуюся гудением стана. Система обладает возможностью автоматического снижения скорости на оптимальную величину при обнаружении развития резонансной вибрации. В систему входит функция диагностики периодических дефектов толщины при прокатке.

Oсновные функции СКВ.

• контроль синхронизации колебаний клетей и управления станом;
• контроль горизонтальной устойчивости подушек рабочих валков;
• контроль обжатий и натяжений в клетях непрерывного стана;
• контроль высокочастотной продольной разнотолщинности полос;
• контроль нейтрального угла в очаге деформации;
• диагностики оборудования.

Режим функционирования системы – круглосуточный.

Программное и аппаратное обеспечение.
СКВ включает персональный компьютер, оснащённый общесистемным программным обеспечением на базе ОС Windows и специальным (прикладным) ПО нашей разработки. Специальное ПО представляет собой совокупность программных модулей, которые обеспечивают сбор и обработку данных получаемых из АСУ ТП стана, а также реализацию целевых функций системы.
В состав КИП входят: комплект акселерометров, держатели, аналого-цифровой преобразователь сигналов, кабели и соответствующие формирователи сигналов.

Структурная схема СКВ.
Показаны три последние клети стана, остальные клети аналогичные.

Примеры работы СКВ.
На рисунках показаны примеры возникновения резонансной вибрации и реакция системы.
Рабочее окно системы «Уровни вибрации»

Пример снижения скорости по выданному системой предупреждающему сигналу

Анализ записанных файлов данных о вибрациях стана и работе СКВ при прокатке отдельной полосы

Пример реакции СКВ (34 - 41 сек) и снижение скорости по выдаваемому системой предупреждающему сигналу (для демонстрации развития резонансной вибрации чувствительность СКВ была снижена).

Меньшие значения снижения скорости в автоматическом режиме работы СКВ обусловлены началом снижения скорости на более ранней фазе развития резонансной вибрации. Это достигается за счет мгновенной выдачи электрического сигнала снижения скорости в автоматическом режиме без учёта человеческого фактора - реакции и внимательности оператора. Чем раньше начинается воздействие на скорость стана, тем меньше значение снижения скорости, необходимое для нормализации динамической ситуации на стане.

Основные результаты использования СКВ.
Исследования выполнялись в течение 3-х месяцев (июль-сентябрь 2006 г.) в начальный период после сдачи СКВ в промышленную эксплуатацию. Результаты сравнивались с аналогичным по протяжённости базовым периодом (апрель-май 2006 г.). В целом анализ работы СКВ на СБП 2030 НЛМК (за период июль-сентябрь 2006 г.) в автоматическом режиме управления скоростью показал:

• надежное (в 95% случаев) не позднее, чем за 3 секунды, распознавание возникновения резонансных вибраций («гудения») стана;
• автоматическое устранение случаев «гудения» стана без вмешательства операторов;
• минимальное (на 10-15 м/мин) снижение скорости стана в случаях возникновения опасных вибраций;
• возможность последующего восстановления прежней скорости (в ручном режиме);
• снижение связанных с резонансными вибрациями периодических дефектов полос;
• повышение за счет этого средней рабочей скорости стана, так как каждый последующий случай «гудения» стана происходит уже на меньшей скорости вследствие ухудшения состояния поверхности валков;
• снижение вероятности развития резонансных вибраций значительной амплитуды уменьшает количество возможных обрывов полос.

Объём выборок данных за анализируемый период позволяет утверждать, что автоматическое управление скоростью стана посредством СКВ привело к повышению скорости прокатки полос тонкого сортамента:

• средним значениям скорости прокатки – на 11%;
• по максимальной достигнутой скорости прокатки – на 8%;
• по снижению величин падений скорости – на 31%.

Модули поставляемые с системой.

• monitor_rt - контроль и управление скоростью стана в реальном времени;
• monitor_stat – пакетная статистическая обработка файлов вибрации;
• monitor_view – просмотр и детальный анализ файлов записей вибрации.

Каждый модуль предназначен для работы конкретной группы пользователей системы и решения определенного перечня задач. Ряд применяемых в СКВ методов диагностики оборудования и обнаружения виброопасной ситуации представляют собой НОУ-ХАУ. Новые версии СКВ (опробованы в ручном режиме) могут включать модули не только снижения, но и автоматического повышения скорости стана, а также изменения настроек технологических параметров (обжатия, натяжения) для более эффективного управления процессом прокатки и повышения производительности стана.