[发明专利]一种带钢张力传感器故障早期诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及带钢生产技术领域，特别是涉及一种带钢张力传感器故障早期诊断方法。

背景技术

在带钢生产中，合适的带钢张力是保证带钢高速运行、防止带钢跑偏和瓢曲以及获得良好带钢板形的重要条件之一。带钢张力的波动不仅会影响带钢产品的质量，严重时会导致带钢断裂和堆积事故，造成机组停产。因此，及时、正确地掌握带钢张力的动态特性，保证带钢在生产过程中具有合适、稳定的张力，是提高带钢产品质量和产量的重要手段。

从生产工艺看，带钢厚度或软硬不均、卷取机卷筒主轴弯曲变形、轧制速度的变化、轧制压力的变化、外界力干扰、带钢喂入不正、跑偏及窜动等，都可能导致实际带钢张力的波动。生产机组一般都配备了张力测量与控制系统，带钢张力可以通过张力传感器测量出来，并在检测到工况异常时提供自动控制手段。带钢真实的张力波动状态最终以张力传感器测量信号的波动形式表现出来。因此，带钢张力传感器是带钢张力测量与控制系统的重要部件，其测量精度和稳定性是影响张力控制效果的关键因素。如果张力传感器发生故障，并因其测量值不准而导致张力控制失效，将带来巨大的生产隐患，甚至引发生产事故。张力传感器发生故障的主要表现形式有：（1）失效故障（传感器失灵，输出的测量值为常数）；（2）偏差故障（测量值与真实值相差一常数）；（3）冲击故障（测量值受随机冲击信号干扰）；（4）周期干扰故障（测量值受某频率的周期信号干扰）；（5）漂移故障（测量值与真实值的差值随时间而呈现一定规律的变化）；（6）精度下降故障（传感器测量能力变差，精度等级变低，表现为测量值均值不变，方差变大）。在正常生产工况条件下，如果一旦检测到张力传感器测量值开始呈现了以上表现形态，即可在早期就判定该张力传感器发生了故障，以及发生了何种故障，从而及时进行检修或更换，确保张力测量与控制系统的正常工作。如果张力波动是由工况变化及外部干扰造成，也同样有助于系统的控制与决策，进一步结合现场实际情况查找干扰源或故障源。这就需要对张力传感器采集的带钢张力信号（时间序列）进行分析。

目前国内外关于带钢张力时间序列分析的研究中，很多是将带钢张力时间序列当作平稳序列，建立ARMA模型（Auto-Regressive andMoving Average Model，自回归移动平均模型）进行分析，这种方法忽略了实际生产中带钢张力信号是非线性、非平稳的随机序列。傅立叶变换等频域分析法对于平稳信号分析来说效果不错，对于非平稳信号也同样有其局限性。张力传感器输出信号频率成分比较丰富，采用单纯的时域分析或者频域分析都不能有效的检测出故障特征。虽然小波变换可进行时频分析，但需要借助先验知识事先设定小波基函数。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种带钢张力传感器故障早期诊断方法，使其能及时发现张力传感器的早期故障、及时排除故障、保证带钢张力测量与控制系统的正常工作。