ES2574763T3 - Procedimiento para la monitorización de un rodillo en una instalación para el laminado de metal - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la monitorización de un rodillo en una instalación para el laminado de metal, ofreciendo los pasos: - Recepción de por lo menos dos canales de datos de medida teóricos en el estado de referencia de la instalación; - Definición de un canal objetivo a partir de los canales de los datos de medida teóricos; - Proceso previo de los datos de medida teóricos; - Formación basada en los datos de medida de un modelo para el canal objetivo a partir de los datos de medida teóricos procesados previamente; - Recepción de por lo menos dos valores de medida reales en el estado de operación en curso de la instalación, entre los que hay un valor de medida real para el canal objetivo y un valor de medida real para al menos otro canal; - Cálculo de un valor teórico para el canal objetivo con ayuda del modelo y considerando el valor de medida real para al menos otro canal; - Determinación de un valor residual por comparación entre los valores de medida teórico y real para el canal objetivo; - Decisión entre restaurar o reemplazar el rodillo comparando el tamaño del valor residual con un valor límite, en donde los datos de medida teóricos se someten durante el proceso previo de los datos de medida a los pasos - Detección y eliminación de "canales cero "; - Detección y eliminación de valores atípicos; - Filtrado; - Downsampling (resampleado con disminución de resolución).

Description

DESCRIPCION

Procedimiento para la monitorizacion de un rodillo en una instalacion para el laminado de metal

La presente invencion se relaciona con un procedimiento para la monitorizacion de un rodillo en una instalacion para el laminado de metal.

5 La invencion se relaciona concretamente con un procedimiento para la monitorizacion de un rodillo en una instalacion para el laminado de metal, mostrando los pasos

- recepcion de por lo menos dos canales de datos de medida teoricos en el estado de referencia del sistema;

- definicion de un canal objetivo a partir de los canales de datos de medida teoricos;

- configuracion basada en los datos de medicion de un modelo para el canal objetivo a partir de los datos de

10 medicion teoricos;

- recepcion de por lo menos dos canales de valores de medicion reales en el estado de operation en curso del sistema, entre los que hay un valor de medicion real para el canal objetivo y uno para al menos otro canal;

- calculo de un valor teorico para el canal objetivo con ayuda del modelo y considerando el valor de medicion real para al menos otro canal; y

15 - determination de un valor residual por comparacion del valor teorico con el valor de medicion real para el canal

objetivo.

El experto conoce procedimientos asistidos por ordenador para la monitorizacion de un sistema bajo los terminos diagnosis de fallos o detection de fallos (del ingles Fault Diagnosis o Fault Detection) (en lo sucesivo abreviado FD), vease por ejemplo la WO 02/086726 A1. Estos procedimientos para la deteccion de estados de fallo en instalaciones 20 contienen los siguientes pasos procedimentales:

a) Adquisicion de datos de medicion de por lo menos dos canales de datos de medicion teoricos en el estado de referencia de un sistema,

b) Definicion de un canal objetivo a partir de los canales registrados de los datos de medicion teoricos,

c) Configuracion de un modelo basado en los datos de medicion para el canal objetivo,

25 d) Empleo de valores de medicion determinados realmente y del modelo configurado para calcular un valor teorico para el canal objetivo,

e) Deteccion de estados de fallo comparando entre el valor de medicion real y el valor teorico del canal objetivo.

En la monitorizacion del estado (del ingles Condition monitoring) de un sistema, se registran varios sensores de medicion mediante un sistema de registro de datos de medicion y en una modification - resultante, por ejemplo, de 30 un desgaste de un componente - del comportamiento de la instalacion se genera automaticamente una advertencia o mensaje de error. En primer lugar, un sistema de adquisicion de datos recibe datos de medicion para el estado de referencia del sistema (los llamados datos de medicion teoricos), que proceden de uno o varios sensores por lo general en forma digital (paso a). Por canal de datos de medicion se conoce la sucesion de valores de medicion, que proceden de un sensor y asignados a una variable de estado; por canal objetivo se conoce un canal de los datos de 35 medicion recibidos, que contenga y/o pueda contener information relevante acerca del comportamiento del sistema. En la forma mas simple de la FD se configura, tras la definicion de un canal objetivo (paso b), un modelo, basado en uno o varios (excluyendo el canal objetivo) canales de datos de medicion teoricos del sistema, para el canal objetivo (paso c). Por medio de este modelo y en funcion de valores de medicion reales se calcula un valor teorico para el canal objetivo mediante un ordenador de procesos (paso d) y se compara con el valor de medicion real del canal 40 objetivo, en donde se calcula un llamado valor residual, es decir la desviacion del valor teorico del valor de medicion real. Si el valor residual supera un valor umbral, se genera un mensaje de error (paso e). Las instrucciones especlficas sobre como puede llevarse a cabo la monitorizacion del estado de un rodillo de lamination de metales, se puede extraer del estado actual de la tecnica.

La WO2005 / 003874 describe un procedimiento para la monitorizacion de equipos rotativos.

Los sistemas modernos para laminas de metal, por ejemplo, una caja de laminacion o un tren de laminacion consistente en varias cajas de laminado acopladas, son sistemas de gran complejidad tecnica.

Ademas muestra cada caja de laminado en funcion de la construccion (por ejemplo, Duo, Trio, Cuarto, Quinto o Sexto, comp. capltulo 2.6 cajas de laminado en Werner Schwenzfeier: tecnica de laminadores, Ed. Springer, 1979) 5 por lo menos dos rodillos de trabajo y en cada caso varios rodillos intermedios y de soporte. En la caja de laminado se deforma un material a laminar (por ejemplo, de forma plana, redonda o un tipo de perfilado) de metal (por ejemplo, materiales de hierro, acero o aluminio) mediante el laminado (una deformacion plastica del metal mediante la aplicacion de una fuerza de laminacion en una llnea de laminado) en un estado caliente o frlo, en donde el material aminar se desplaza unidireccional o bidireccionalmente (es decir en operacion reversible) a traves de la caja 10 de laminacion. Aunque tanto la tecnica como tambien la tecnologla de laminado se ha desarrollado rapidamente en las ultimas decadas, el rendimiento de un tren de laminacion queda limitado por los rodillos (tanto de trabajo como intermedios y de soporte). Como cada rodillo del sistema para el laminado de metal se somete a un desgaste, es necesario restaurar el estado del rodillo a intervalos regulares (por ejemplo, mediante reemplazo del rodillo o mediante el llamado revestimiento de los rodillos).

15 Conforme al estado actual de la tecnica se conocen las siguientes estrategias para el cambio de rodillos:

- Cambio de rodillo tras un determinado tiempo de laminacion, en donde el tiempo de laminacion indica el periodo, durante el cual el rodillo ha estado operativo;

- Cambio de rodillo tras un determinado recorrido de laminado, en donde el recorrido de laminado indica el recorrido que ha cubierto el rodillo durante la operacion;

20 - Cambio de rodillo tras una inspection de danos en el rodillo o un empeoramiento de la calidad de producto del

material laminado.

Resulta desfavorable en las dos primeras estrategias que el tiempo y/o recorrido de laminado se tiene que fijar de forma que incluso en el momento del cambio de rodillo no aparece ningun dano, o al menos con una alta probabilidad no hay ningun dano en el rodillo o se presenta un empeoramiento de la calidad de producto del material 25 laminado. Por consiguiente, se tiene que cambiar el rodillo por anticipado (es decir antes de alcanzar la vida util real), lo que afecta negativamente a la rentabilidad. Son desventajosas en la tercera estrategia los siguientes argumentos, que la evaluation del dano en el rodillo no puede realizarse durante la operacion, que la evaluation del dano supone un alto conocimiento tecnico del operador, que la vida util del rodillo en el instante del cambio y/o restauracion del rodillo ya ha sido sobrepasada y por consiguiente ya se ha fabricado un material laminado con peor 30 calidad.

Es objeto de la invencion especificar un procedimiento para la monitorizacion de un rodillo en un sistema para el laminado de metal, en donde puede determinarse un momento optimo para el cambio y/o restauracion del rodillo, de forma que, por un lado, se prolongue la vida util de un rodillo con bajo desgaste y, por otro, pueda iniciarse una rapida sustitucion de un rodillo con fuerte desgaste o dano.

35 Otro objeto de la invention consiste en permitir la monitorizacion de un rodillo tambien durante el funcionamiento, es decir, que la operacion de laminacion no necesita detenerse.

Otro objeto de la invencion consiste en que la monitorizacion de un rodillo tambien puede llevarla a cabo un operador con menos experiencia.

Este objeto se resuelve mediante un procedimiento del tipo mencionado inicialmente, que comprende las etapas de: 40 - Reception de por lo menos dos canales de datos de medida teoricos en el estado de referencia del sistema;

- Definition de un canal objetivo a partir de los canales de datos de medida teoricos;

- Configuration basada en los datos de medicion de un modelo para el canal objetivo a partir de los datos de medicion teoricos;

- Recepcion de por lo menos dos canales de valores de medicion reales en el estado de operacion en curso del 45 sistema, entre los que hay un valor de medicion real para el canal objetivo y uno para al menos otro canal;

- Calculo de un valor teorico para el canal objetivo con ayuda del modelo y considerando el valor de medicion real para al menos otro canal; y

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- Determinacion de un valor residual por comparacion del valor teorico con el valor de medicion real para el canal objetivo.

- Decision acerca de una restauracion o un cambio del rodillo comparando el tamano del valor residual con un valor llmite.

Ademas, en una fase fuera de llnea se reciben por lo menos dos canales de datos de medicion teoricos en el estado de referencia (por ejemplo, tras una reparacion de los rodillos) del sistema para el laminado de metal, o bien en tiempo real o con alta frecuencia de muestreo (por ejemplo 1 kHz). En la definition de un canal objetivo se selecciona de los canales admitidos un canal objetivo, que se basa en la monitorizacion. Los datos de medicion teoricos se someten a continuation a un proceso previo, con el objetivo de reducir la cantidad de datos, es decir el numero de canales y su alta frecuencia de muestreo, con no significativamente menor contenido de information. A partir de los datos de medicion teoricos se genera un modelo basado en los datos de medicion para el canal objetivo, que se basa en la fase en llnea del calculo de un valor teorico y un valor residual. La configuration del modelo basada en los datos de medicion es conocida por el experto, particularmente cuando el modelo a configurar se trata de un modelo lineal, un modelo de PCR (Regresion en Componentes Principales del ingles Principal Component Regression), un modelo con redes neuronales o un modelo de KNN (algoritmo K vecinos mas cercanos del ingles K nearest neighbor) (comp. H. Efendic et al.: "Iterative Multi-Step Diagnosis Process for Engine Systems", SAE world congress 2005, April 11-14, 2005. Detroit, USA. Paper number: 20). En principio es posible, que la fase fuera de llnea y una siguiente fase en llnea se realicen en diversos ordenadores, en diferentes momentos y en cada caso tambien en diferentes instalaciones. En este caso, a la fase en llnea unicamente se le proporciona el modelo configurado en la fase fuera de llnea.

En la fase en llnea se reciben preferentemente de forma constante y en tiempo real, por lo menos dos valores de medicion reales en la operation en curso del sistema, entre los cuales hay un valor de medicion real para el canal objetivo y otro para al menos otro canal. Con ayuda del modelo y considerando el valor de medicion real para el otro canal se calcula un valor teorico para el canal objetivo, que se emplea para el posterior calculo de un valor residual. Si supera un valor residual un valor umbral, se toma una decision sobre un cambio o una restauracion del rodillo y se comunica al personal, por ejemplo, en forma de advertencia o de alarma. De lo contrario, se repite la fase en llnea con nuevos valores de medicion reales, de forma que el estado de los rodillos se supervise constantemente.

Mediante el procedimiento conforme a la invention se determina automaticamente un instante optimo para la sustitucion del rodillo y/o la restauracion del mismo, de forma que la vida util del rodillo se pueda aprovechar optimamente y, por otra parte, pueda generarse un material laminado con una alta calidad constante. Otra ventaja consiste en que la monitorizacion del rodillo se lleva a cabo durante la operacion del sistema (no es necesaria ninguna desconexion del sistema) y que no se requieren conocimientos especiales del personal de operacion para la monitorizacion.

En un modo de operacion favorable, tras la reception de por lo menos dos canales se almacenan los datos de medicion teoricos. De este modo es posible separar espacial y temporalmente la recepcion de datos de medicion de los pasos posteriores, de forma que, por ejemplo, la recepcion de datos de medicion del sistema de automatization del sistema para el laminado de metal y los pasos posteriores los termina un PC y/o una estacion de trabajo en la fase fuera de llnea.

En un modo de operacion favorable se utiliza como canal objetivo la fuerza de lamination del rodillo o una variable asociada (por ejemplo, una presion de camara y/o las presiones de camara en un cilindro de ajuste que ejerce la fuerza de laminacion, ejecutado como cilindro hidraulico. El empleo de la fuerza de laminacion trae consigo ventajas, pues el desgaste del rodillo se puede ver claramente en base a esta magnitud.

En un modo de operacion ventajoso alternativo se utiliza como canal objetivo la velocidad angular del rodillo o una variable asociada (por ejemplo, el numero de revoluciones, la frecuencia, ...). El empleo de la velocidad angular conlleva ventajas, ya que el desgaste del rodillo se puede ver claramente en base a esta variable.

En otro modo de operacion se someten los datos de medicion teoricos a un analisis estructural antes de la configuracion de un modelo basado en los datos de medicion. Mediante el analisis estructural, por ejemplo, segun un metodo de selection de variables “Step forward selection” lineal o selection hacia delante paso a paso (SFS, por sus siglas en ingles) lineal, “Backward selection” o seleccion hacia atras combinada con SFS lineal (BSFS, por sus siglas en ingles), SFS con variables proyectadas ortogonales en cada paso o Step (LinOrth) o un metodo SFS con variables proyectadas ortogonales en cada paso o Step utilizando variables polinomicas independientes (PolyOrth), se posibilita la configuracion de un modelo optimizado. Los detalles para el analisis estructural se conocen de la publication A. Schrems et al: "analisis basado en datos multivariables; seudo-correlacion en la industria siderurgica para la seleccion de variables optimizadas", en Actas del 17° Congreso Mundial de la Federation Internacional de Control Automatico, Seul, Corea, Julio 6-11, del ano 2008.

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En otro modo de operacion favorable, los datos de medicion teoricos se someten en el proceso previo de los datos de medicion a los pasos

- Deteccion y elimination de “canales cero”;

- Deteccion y eliminacion de valores atipicos;

- Filtrado;

- Downsampling (resampleado con disminucion de resolution).

De este modo se reduce la cantidad de datos (el numero de canales y su alta frecuencia de muestreo) de los datos de medicion teoricos, pero el contenido de la information se mantiene casi constante. Mediante este paso se posibilita la configuration de un modelo compacto, que requiere una pequena cantidad de calculo en el calculo de un valor teorico. Mediante el denominado "canal cero" se conoce un canal, en el que todos los valores medidos, es decir, en todos los puntos de muestreo son constantemente 0.

En otro modo de operacion se somete a los datos de medicion teoricos tras el downsampling a una deteccion y eliminacion de zonas estacionarias. De este modo se eliminan los procesos transitorios de los datos de medicion teoricos, lo que repercute de nuevo favorablemente sobre la cantidad de datos.

En otro modo de operacion favorable se configuran por canal objetivo varios modelos basados en los datos de medicion. De este modo es posible, basar la monitorizacion en varios modelos y elevar, por consiguiente, la calidad de la monitorizacion.

En otro modo de operacion favorable se somete al valor residual, antes de la decision sobre la restauracion o sustitucion del rodillo a un proceso posterior del valor residual con al menos uno de los pasos

- Filtrado;

- Deteccion y eliminacion de valores atipicos;

- Calculo de las caracteristicas estadisticas del valor residual,

en donde la decision sobre la restauracion o sustitucion del rodillo se basa en el valor residual procesado posteriormente. Mediante esta medida se eleva la fiabilidad de la monitorizacion del rodillo.

En un modo de operacion se calcula como parametro estadistico o bien la media, la mediana, la desviacion estandar o la varianza. Naturalmente son posibles sin embargo tambien otros parametros estadisticos, como por ejemplo un analisis mas detallado de la desviacion estandar (Analisis de la desviacion estandar ANOVA -del ingles Analysis of standard deviation ANOVA-), una determination de los intervalos de confianza y de los Kmites de confianza (del ingles Determination of confidence intervals and confidence limits) o metodos conocidos de analisis de periodos (como por ejemplo la Transformation de Fourier FT, la Transformation de Fourier rapida FFT o la Transformation de Fourier discreta DFT; el empleo de un analisis espectral en la monitorizacion de un estado se conoce tambien de la WO 2008 071552 A1).

En un modo de operacion, el valor limite puede ser fijo o variable dinamicamente, en donde un valor Kmite dinamicamente variable presenta la ventaja frente a uno fijo, de que las caracteristicas del modelo (por ejemplo, un parametro de calidad o una medida de sensibilidad), los datos de medicion reales y parametros estadisticos del valor residual se pueden tener en cuenta en la determinacion del valor limite.

Es posible una monitorizacion muy amplia del sistema, - cuando se definan varios canales objetivo a partir de los canales de los datos de medicion teorico;

- Cuando por canal objetivo se lleve a cabo una configuracion basada en la medicion de un modelo para el canal objetivo a partir de los datos de medicion teoricos procesados previamente;

- Cuando por canal objetivo se lleve a cabo un calculo de un valor teorico para el canal objetivo con ayuda del modelo para el canal objetivo y considerando el valor de medicion real para al menos otro canal;

- Cuando por canal objetivo se lleve a cabo una determinacion de un valor residual comparando el valor teorico con el valor de medicion real para el canal objetivo; y

- Cuando al menos con la comparacion de un valor residual con un valor ilmite se base la decision sobre una recuperacion o un reemplazo del rodillo.

En otro modo de operacion se ponderan los valores residuales antes de la decision sobre una recuperacion o un reemplazo del rodillo. Este paso es entonces favorable, cuando diversos criterios para el desgaste en base a los 5 valores residuales presenten diferente prioridad.

Se ha encontrado ventajoso utilizar el procedimiento conforme a la invencion para la monitorizacion de un rodillo de trabajo, intermedio o de soporte de un tren de laminacion para la laminacion en frlo o en caliente de materiales de hierro, de acero o de aluminio.

Otras ventajas y caracterlsticas de la presente invencion resultaran evidentes a partir de la siguiente descripcion de 10 ejemplos de ejecucion no limitantes, en los que se hace referencia a las siguientes figuras, que muestran:

Fig. 1 un diagrama de flujo con los pasos del proceso para la monitorizacion de un rodillo de una caja de laminacion

15

Fig. 2 una. representacion esquematica de una caja de laminacion.

Fig. 3 una representacion del transcurso de una fase en llnea,

Fig. 4 un diagrama de flujo que muestra la relacion entre una fase en llnea y una fuera de llnea,

Fig. 5 un diagrama de flujo que muestra los pasos procedimentales para la monitorizacion de un rodillo con dos

canales objetivo

Fig. 6 una representacion temporal de un valor residual con dos valores umbral diferentes Fig. 7 una ilustracion

20 En la Fig. 1 se representa un diagrama de flujo con pasos procedimentales para la monitorizacion de un rodillo de trabajo inferior en un sistema ejecutado como una caja cuarta de laminacion para el laminado de acero, en donde se hace referencia a la construccion de la caja de laminado representada en la Fig. 2. Tras la restauracion y/o reemplazo del rodillo y el comienzo del proceso de laminado de la banda 15 se inicia el procedimiento conforme a la invencion (paso 1) y el sistema de recogida de datos de medicion registra 8 canales de datos de medicion teoricos 25 en la operacion en curso de la caja de laminado 14 con un tiempo de muestreo de 1 ms a lo largo de una duracion de 10 min (paso 2). Cada canal de datos de medicion teoricos procede de un sensor en comunicacion con una variable de estado de la caja de laminacion 14, en donde en cada caso se integran dos sensores como sensores de presion en un cilindro de ajuste 18 superior y uno inferior, ejecutados como cilindro hidraulico, cada sensor de revoluciones conectado con un rodillo de soporte 16 superior y uno inferior y cada sensor de revoluciones con un 30 rodillo de trabajo 17 superior y uno inferior.

Los datos de medicion teoricos tienen la siguiente estructura

imagen1

en donde los canales corresponden a las siguientes columnas de la matriz:

columna 1

canal x1 presion de camara 1 del cilindro de ajuste superior

columna 2

canal x2 presion de camara 2 del cilindro de ajuste superior

columna 3

canal x3 presion de camara 1 del cilindro de ajuste inferior

columna 4

canal x4 presion de camara 2 del cilindro de ajuste inferior

columna 5

canal x5 velocidad angular del rodillo de soporte superior

columna 6

canal x6 velocidad angular del rodillo de soporte inferior

columna 7

canal x7 velocidad angular del rodillo de trabajo superior

columna 8

canal x8 velocidad angular del rodillo de trabajo inferior

A continuacion se lleva a cabo la definicion de un canal objetivo (paso 3) a partir de los ocho canales de datos de medicion teoricos, en donde como canal objetivo se selecciona la velocidad angular del rodillo de trabajo inferior (es decir, el canal 8).

5 En el paso 4 los datos de medicion teoricos (cantidad de datos 4,8 millones de valores individuales, es decir 8 canales por 1000 valores de medicion por segundo por 600 segundos) se someten a un proceso previo automatico, consistente en los pasos

- Deteccion y elimination de “canales cero”;

- Deteccion y eliminacion de valores atlpicos;

10 - Filtrado;

- Downsampling;

- Deteccion y eliminacion de zonas estacionarias.

Respecto a los detalles del proceso previo se hace referencia a la solicitud no publicada PCT/EP2009/058406, cuyo contenido se incorpora aqul por referencia. Mediante el proceso previo de los datos de medicion se redujo la 15 cantidad de datos a 46400 valores individuales (8 canales por 10 valores de medicion por segundo por 580 segundos). Por consiguiente, los datos de medicion teoricos presentan tras el proceso previo MD*soll la siguiente estructura

imagen2

A continuacion se genera en el paso 5 a partir de los datos de medicion teoricos procesados previamente un modelo lineal M basado en los valores de medicion para el canal objetivo, en donde concluye la fase fuera de llnea 6.

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En la siguiente fase en ilnea 12 se registran de manera continua y en tiempo real los valores de medicion reales de 8 canales (x1 ist... x8ist) durante la operacion en curso de la caja de laminacion (paso 7). En el paso 8, se calcula a partir de los 7 canales de valores medidos reales que no se corresponden con el canal objetivo (es decir, los canales 1 a 7), x8Soll para el canal objetivo con la ayuda del modelo M. En el siguiente paso 9 se calcula el valor residual como r = X8Soll - X8ist. A partir del valor residual as! calculado entonces en el curso del proceso posterior del valor residual (paso 10), se eliminan los valores atlpicos y se calcula un valor medio en la forma de un promedio basado en ventanas (del ingles sliding average), por lo que se incrementa considerablemente la fiabilidad de la prediccion de una recuperacion y/o reemplazo del rodillo (etapa 11). Posteriormente, se compara el valor residual procesado posteriormente con un valor umbral S, en donde cuando es cierto r > S se inicia la restauracion o sustitucion del rodillo, por ejemplo, mediante un mensaje apropiado en una pantalla disenada como una interfaz hombre-maquina; de lo contrario, se continua la fase en llnea 12.

En la Fig. 2 se muestra la caja de laminado 14 para el laminado de una banda 15 de acero en una representacion simbolica. La banda 15 se lleva en una direccion, simbolizada por una flecha, a traves de la ranura de colada, formada por ambos rodillos de trabajo 17, en donde se aplica una fuerza de laminado que ejerce la deformacion plastica de la banda 15 mediante los rodillos de trabajo 17. Los rodillos de trabajo 17 se apoyan por medio de los rodillos de soporte 16 contra la banda 15, en donde la fuerza de apoyo se produce mediante en cada caso un cilindro de ajuste 18, dispuesto sobre el lado superior e inferior de la banda 15.

En la Fig. 3 se representa el desarrollo de la fase en llnea otra vez simbolizado. De la caja de laminado 14 se registran 8 canales de datos de medicion reales 20 (x1ist a X8ist) en marcha, en donde los canales 1 a 7, es decir los datos de medicion reales X1 ist a X7ist se introducen en el modelo 19, que calcula el valor teorico simulado X8Soll. El valor residual r, que se forma comparando X8Soll con X8ist, se emplea como base para la decision 11 sobre un reemplazo y/o una restauracion 13 del rodillo.

En la Fig. 4 se representa la relacion entre la fase fuera de llnea 6 y la fase en llnea 12 en la monitorizacion de un rodillo. En la fase fuera de llnea se registran por lo menos dos canales de datos de medicion teoricos 21 para el estado de referencia del sistema. Tras una definicion, no representada, de un canal objetivo, se realiza un proceso previo de los datos de medicion teoricos 4. A continuation se configura, tras el analisis estructural 22, un modelo 19 basado en los datos de medicion teoricos procesados previamente y el resultado del analisis estructural. En la fase en llnea 12 se leen los valores de medicion reales en marcha 20 del sistema, que tras un calculo no representado de un valor teorico para el canal objetivo y una determination de un valor residual, basan la decision sobre la restauracion o sustitucion del rodillo 11. El resultado de la decision se representa en un modulo de aviso 23.

En la Fig. 5 se representa simbolicamente un diagrama de flujos con pasos procedimentales para la monitorizacion de un rodillo con dos canales objetivo de datos de medicion teoricos (la fuerza de laminado y la velocidad angular del rodillo de trabajo inferior). La diferencia con la Fig. 1. consiste en que en la fase fuera de llnea 6 se verifican los pasos 3 (definicion de un canal objetivo, o sea la fuerza de laminado y la velocidad angular del rodillo de trabajo inferior), 4 (proceso previo de los datos de medicion por canal objetivo), y 5 (configuration de un modelo por canal objetivo) para ambos canales objetivo. Aparte de esto, en la fase en llnea 12 se emprenden los pasos 8 (calculo de un valor teorico), 9 (calculo de un valor residual) y 10 (proceso posterior del respectivo valor residual) para ambos canales objetivo. Ambos valores residuales n y r2 se introducen en una logica de decision 24, que tras una ponderacion de ambos valores residuales emprende una decision sobre una restauracion y/o un reemplazo del rodillo.

En la Fig. 6 se representa la evolucion temporal de un valor residual r en la monitorizacion de un rodillo en un sistema para el laminado de acero. Tras un periodo t1 el valor residual r alcanza el valor umbral S1, en donde ademas se genera una advertencia al personal. Mediante esta advertencia se le pide al personal emprender pronto un reemplazo y/o una restauracion del rodillo. Como solo existe una advertencia, puede por ejemplo el laminado de una bobina aun concluir, antes de que se verifique realmente el reemplazo y/o la restauracion del rodillo. En comparacion con el valor umbral S1, el valor umbral S2 esta vinculado con una alarma, de forma que en la operacion continuada del sistema se tiene que arrancar de una calidad reducida del material laminado o de un dano grave del rodillo. La ventana temporal A da, por consiguiente, efectivamente un intervalo de tiempo para el cambio y/o restauracion del rodillo.

En la Fig. 7 se muestra la determinacion de un valor llmite dinamicamente variable 27, en donde se tienen en cuenta una medida de la sensibilidad del modelo 19, los datos de medicion reales 20 y parametros estadlsticos del valor residual 10 en un generador de valor llmite 26 en el calculo del valor llmite 27.

Lista de slmbolos de referencia

1 inicio

2 adquisicion de datos de medicion teoricos

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27

A

definition de un canal objetivo proceso previo de los datos de medicion teoricos configuration de modelo basada en los datos de medicion fase fuera de llnea

adquisicion de datos de medicion reales calculo de un valor teorico determination de un valor residual proceso posterior del valor residual decision restauracion o reemplazo fase en llnea

reemplazo y/o restauracion del rodillo

caja de laminado

banda

rodillo de soporte rodillo de trabajo cilindro de ajuste modelo

datos de medicion reales datos de medicion teoricos analisis estructural modulo de advertencia logica de decision valor residual generador de valor llmite valor llmite

ventana temporal para reemplazo y/o restauracion

Claims (12)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para la monitorizacion de un rodillo en una instalacion para el laminado de metal, ofreciendo los pasos:

   - Recepcion de por lo menos dos canales de datos de medida teoricos en el estado de referencia de la instalacion;

   - Definicion de un canal objetivo a partir de los canales de los datos de medida teoricos;

   - Proceso previo de los datos de medida teoricos;

   - Formacion basada en los datos de medida de un modelo para el canal objetivo a partir de los datos de medida teoricos procesados previamente;

   - Recepcion de por lo menos dos valores de medida reales en el estado de operacion en curso de la instalacion, entre los que hay un valor de medida real para el canal objetivo y un valor de medida real para al menos otro canal;

   - Calculo de un valor teorico para el canal objetivo con ayuda del modelo y considerando el valor de medida real para al menos otro canal;

   - Determinacion de un valor residual por comparacion entre los valores de medida teorico y real para el canal objetivo;

   - Decision entre restaurar o reemplazar el rodillo comparando el tamano del valor residual con un valor llmite,

   en donde los datos de medida teoricos se someten durante el proceso previo de los datos de medida a los pasos

   - Deteccion y elimination de "canales cero ";

   - Deteccion y eliminacion de valores atlpicos;

   - Filtrado;

   - Downsampling (resampleado con disminucion de resolution).
2. 2. Procedimiento segun la revindication 1, caracterizado porque, tras la recepcion, los datos de medida teoricos se almacenan.
3. 3. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque como canal objetivo se usa la fuerza de laminado del rodillo o una variable asociada.
4. 4. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque, como canal objetivo se utiliza la velocidad angular del rodillo o una variable asociada.
5. 5. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los datos de medida teoricos se someten tras el downsampling a una deteccion y eliminacion de las zonas estacionarias.
6. 6. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los datos de medida teoricos se someten antes de la formacion de un modelo basado en los datos de medida a un analisis estructural.
7. 7. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, para el canal objetivo se lleva a cabo una formacion de varios modelos basados en los datos de medida a partir de los datos de medida teoricos procesados previamente.
8. 8. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el valor residual, antes de la decision entre restaurar o reemplazar el rodillo, se somete a un proceso posterior del valor residual con al menos uno de los pasos

   - Filtrado;

   - Deteccion y eliminacion de valores atlpicos;

   - Calculo de valores caracterlsticos estadlsticos del valor residual,

   en donde la decision entre restaurar o reemplazar el rodillo se basa en el valor residual procesado posteriormente.
9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado porque, como valores caracterlsticos estadlsticos se calcula o bien el valor medio, la mediana o la desviacion estandar o la varianza.

   5 10. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el valor llmite es o bien

   fijo o dinamicamente variable.
10. 11. Procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque,

    - se definen varios canales objetivo a partir de los canales de los datos de medida teoricos;

    - para cada canal objetivo se lleva a cabo una formacion basada en los datos medidos de un modelo para el canal 10 objetivo a partir de los datos medidos teoricos procesados previamente

    - para cada canal objetivo se lleva a cabo un calculo de un valor teorico para el canal objetivo usando el modelo para el canal objetivo y considerando el valor medido real para al menos otro canal;

    - para cada canal objetivo se lleva a cabo una determinacion de un valor residual comparando el valor teorico con el valor real para el canal objetivo;

    15 - al menos en la comparacion de un valor residual con un valor llmite se basa en la decision de restaurar o

    reemplazar el rodillo.
11. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado porque, los valores residuales se evaluan antes de la decision de restaurar o reemplazar el rodillo.
12. 13. Empleo del procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 12 para la monitorizacion de un rodillo 20 de trabajo, intermedio o de apoyo de una caja de laminado para el laminado en frlo o en caliente de materiales de

    hierro, acero o aluminio.