轧制力测量系统介绍

1、 一、系统简简介：应变式轧机机轧制力测测量系统:专门用于于各种轧机机轧制力测测量，特别别是现代高高速冷、热热连轧机轧轧制力测量量。测量系系统由轧制制力传感器器和信号处处理器构成成。下面的框图图示出了应应变式轧机机轧制力测测量系统的的组成张力放大器或控制器传感器A传感器B伺服电机磁粉制动器直流电机二、测量原原理：应变式轧制制力传感器器测量原理理为电阻应应变原理：当传感器器的弹性体体受到机械械力（F）的作用用时，弹性性体发生应应力变形，粘粘贴到弹性性体上的电电阻应变片片也随之变变形，电阻阻应变片的的电阻值发发生变化（R），利用惠斯顿电桥，将应变片的电阻变化转化成电压或电流的变化（V或I），从而测出

2、受力的大小，即F-R-V-I。应变式轧制制力传感器器有多种弹弹性体结构构。目前应应用最普遍遍的有三种种：盘型（C1型），环形（C2型），矩形（TI型，又称为长条型），为了适应轧制力测量的特殊要求（诸如：低高度，大力值，恶劣的工作环境，冲击载何等），应变式轧制制力传感器器的特点：精度高（非非线性度： 士0.5%，滞后： 士0.3%，重复性性： 00.05%），频率率响应快，可可测量0几十KHHz的动态态范围，抗抗过载能力力强，标定定方便。三、安装位位置: 为为了获得尽尽可能好的的测量结果果，安装轧轧制力传感感器应遵守守下列几个个基本原则则：要测量的力力必须全部部通过传感感器。传感器应尽尽可能靠近

3、近力源。传感器的位位置尽可能能远离弯曲曲力，边界力和和扭矩力。轧机的辊缝缝通常由压压下螺丝或或液压定位位器控制。传感器可可以安装在在几个不同同的位置，但但从费用和和技术方面面考虑，传传感器最好好安装在下下支持辊轴轴承箱下面面。目前有有三种最常常见的安装装方式：（1）在压下螺丝下面；（2）压下螺母与机架底座之间；（3）下支承轧辊轴承箱下面。与液压定位位器配合安安装当轧机辊缝缝控制用液液压定位器器时，传感感器可与液液压定位器器的部分组组件集成一一体，即与与运动活塞塞集成一体体。因为液液压定位器器是精密制制造的单元元，因此能能很容易地地满足与传传感器的公公差配合要要求，而且且液体压力力的均匀分分布能

4、保证证传感器有有很好的负负荷分布。3.2 在在压下螺丝丝下对于安装在在压下螺丝丝下，传感感器可与止止推轴承和和均压板组组成一体固固定到螺丝丝下，随压压下螺丝运运动，换辊很方方便。这种种安装方式式的优点是是：力的分布布好，安装装简单，费费用低，容容易维护。另外，不不必研磨轧轧机机架的的任何表面面。但这种种安装方式式需占用轧轧机牌坊窗窗口空间。3.3 在在下支承轧轧辊轴承箱箱下若传感器安安装在下支支承辊轴承承箱下面，轧机的下下部需要一一个足够大大的平面。但这种安安装方式具具有一个最最好的特点点就是在换换辊时，不不必移动传传感器，传传感器的保保护条件好好。一般新新轧钢机多多采用此方方式。3.4 环环

5、型传感器器安装在机机架基座与与压下螺母母之间当轧机的压压下螺丝下下和下支承承辊轴承箱箱下没有足足够的空间间安装传感感器时，这这种安装方方式也使测测量轧制力力成为可能能。这种安安装方式的的优点是，换换辊时不必必移动传感感器，而且且对传感器器有很好的的保护，一一般地，旧旧轧机改造造采取这种种方式。四、传感器器说明:应变式轧制制力传感器器经过长期期的发展，目目前已在各各种轧机上上普遍应用用，逐步取取代性能较较差的压磁磁式轧制力力传感器，其性能和可靠性已逐步显示出较大优势，是轧制力传感器的发展方向。在传感器内内部的电阻阻应变片作作为敏感组组件，使用用直流激励励以获得对对力或负荷荷的快速响响应。传感器具

6、有有各种弹性性体结构形形式：矩型型，环型和和盘型，以以及特有的的梯型。以以适应不同同的安装位位置。测量量范围：00.5MN100 MN（50010，0000吨力力）。除用于轧制制力测量外外，还可用用于其它机机械的力或或负荷的测测量，例如如：有色金金属轧机轧轧制力的测测量，造纸纸机纸带张张力的测量量和控制；大力值（5MN）的测量。41特性性:* 可直接接替换原有有的轧制力力传感器；* 由单块块高强度优优质合金锻锻钢加工而而成；* 焊接密密封结构，内内充干燥惰惰性气体，以保持长期稳定性和可靠性；* 优良的的重复性，线性度和低的滞后性能；* 传感器器可为标准准系列也可可为用户特特别设计。为了保证证正

7、确安装装，我们为为用户准备备了详细的的每个传感感器和相关关组件的装装配图。* 每个传传感器带有有标准长度度的电缆(根据不同同型号而定定)。电缆为四四芯镀银双双屏蔽高温温电缆（耐耐油、耐水水），固定定连接到传传感上。电缆另一一端连接到到安装在机机架顶部的的接线盒中中。电缆长长度也可根根据用户需需要而定。可提供各各种必须的的安装配件件。* 传感器器与信号处处理器间也也可用插头头连接。42 SSIA 传传感器类型型 轧轧制力传感感有种结结构类型，即即盘型（）、环环型（）、圆柱柱型（）、距型型（）、形垫块块型（）。参见见下页图片片。 盘型（）轧制力力传感器C1型盘型型轧制力传传感器通常常适用于安安装在

8、轧机机的压下螺螺丝下面。标准系列列的工作直直经为300mm的倍倍数，可直直接替代现现有轧机上上使用的压压磁式或应应变式轧制制力传感器器，标准系系列有255个规格，量量程范围：0.6MMN1000MN。其它规格可可专门为用用户设计制制造。一般般，配带电缆缆10米。4222 环型（）轧制制力传感器器C2型环型型轧制力传传感器，通通常安装在在压下螺母母与机架之之间。环型型传感器的的标准尺寸寸对应的标标称负荷为为2MN28MNN。其它尺寸寸和规格的的传感器可可按订货要要求制作。一般，配配带电缆110米。4233 圆柱柱型（）轧制力力传感器C3型圆圆柱型轧制制力传感器器，通常安安装在压下下丝杠与上上支持

9、辊轴轴承箱之间间。圆柱型传感感器的标称称负荷为22MNMN。其它尺寸寸和规格的的传感器可可按订货要要求制作。一般，配配带电缆110米。4244 矩型（）轧制力力传感器T1型矩型型轧制力传传感器通常常安装在下下支承辊轴轴承箱下面面，也可用用于压下螺螺丝的下面面。传感器器可以是用用户要求的的外型尺寸寸，长度和和宽度均为为30mmm的倍数。这种传感器器的标准负负荷范围：0.6MMN1000MN。一般带电电缆15米。4255 T型垫块式式（）轧轧制力传感感器T型为应应变式轧制制力传感器器特有的弹弹性体形式式。通常安安装在下支支承辊轴承承箱下面。测力范围围：0.55MN660MN。一般带电电缆15米。6

10、3 传感器的的技术性能能指标：测量范围：0100MMN 非线性度度： 士0.5% FS桥路电阻：50700 过载能力力： 3000% 标标称负荷没没有零点漂漂移供桥电压：625VDDC或AC 5000% 标标称负荷性性能不改变变灵 敏 度度：1.002.5mmV/V 零点漂移移： 士50pppM/ （在20+1500）响应时间：20000M 储运温度度：400+180不重复性：0.05%FS 压缩比：传感器高高度的0.1%（标标称负荷）滞 后：士0.3%FS定义：标称负荷(Fnomm)：即传感器器设计要求求测量力的的数值。滞 后后：当加负负荷从0Fnomm0循环时，输输出信号的的最大偏差差。通

11、常以以此偏差占占标称负荷荷时输出信信号的百分分数表示。非线性度：为传感器器的输出信信号曲线与与理想的传传感器输出出信号曲线线（即零与与标称负荷荷时输出信信号两点联联机）之间间的最大偏偏差。通常常以此偏差差占标称负负荷时输出出信号的百百分数表示示。不重复性：为多次重重复加某一一载荷时，输输出信号的的最大读数数误差，通通常以此偏偏差占标称称负荷输出出信号的百百分数表示示。零点的温度度漂移：为为不加负荷荷时传感器器输出信号号随温度的的变化。压缩比：为为传感器加加标称负荷荷时高度的的变化量，以以占高度的的比例表示示。传感器性能能指标定义义图五、订货指指南：51 矩矩型轧制力力传感器(T1型)标准负荷系

12、系列(标称负荷荷，MN)0.60.81.01.21.62.02.53.04.05.06.58.01012141618202225283035404550566080100长度L：mmm1201501802102402703003303603904204504805105405706006306606907207507808108408709009309609901020105010801110114011701200123012601290宽度B：mmm70100130160190220250280310370400430460490520550580610订货如下：确定传感器器要测量的的负荷

13、值，尔尔后从标准准负荷系列列表中选取取比计算值值大的最近近的一个标标准负荷 即可。先确定一个个尺寸(长或宽)，尔后利利用下式计计算另一个个尺寸(宽或长)： BB x LL x 00.00001=F式中，B=传感器的的宽度mmm， L=传感感器的长度度mm， F=标称称负荷MNN（从标准准系列表中中选取），据据计算的BB或L，从B或L表中，选选取比计算算值大的第第一个值即即可。标明传感器器所需电缆缆长度例如：标称负荷114MN，宽宽度定为4400mmm，那么长长度将为3360mmm（从计算算值3500mm往上上靠），当当订货时，请请注明：-选选用的传感感器型号，-标称负荷，-长x宽，-电缆长度L

14、例如: T1，144MN，360400mmm ， L=100米52盘型型轧制力传传感器 C1型C1标准系系列:标称负荷 D1内径径 D2外外径 MN mm mm 1.66 1150 2210 2.55 1180 2240 3.00 2210 2270 4.00 2240 2290 5.00 2270 3320 6.33 3300 3350 8.00 3330 3380 10 3660 4410 12.55 3390 4400 14 4220 4470 16 4550 5500 18 4880 5530 20 5110 5560 22 5440 5590 25 5770 6620 28 6000

15、 6650 30 6330 7710 35 6660 7740 40 7220 8800 45 7550 8830 50 7880 8860 55 8110 8890 60 8110 8890 80 8440 9920 100 8770 9950订货如下：确定传感器器的使用负负荷，从标准系系列表中选选取大于计计算值的第第一个负荷荷。订货时请注注明:-传传感器的型型号，-标标称负荷，-电电缆长度LL，例如: C1，20MNN，L=15米。53环型型轧制力传传感器 CC2型:C2-标准准尺寸规格格表： 负荷MND1mmD2mmD3mmD4mm21001302002402.5100130210250

16、3200230300340422525534038052552853804106.52853154204508320350470500103553855255501240043059062014420450620650164504806606901848051070073020505535735765225355657758052556559582085028595625865895 301100MNN按用户要要求制造。订货须知:确定传感器器的测量负负荷，从标标准系列表表中选取大大于需要负负荷值的一一个标准负负荷值即可可。对于非标准准负荷传感感器的尺寸寸不适用的的情况下，可可根据用户户要求制作

17、作。对于非标准准传感器计计算公式： F=兀/4(D33-D2)0.00001MMN订货(标准准系列)请注明:-传传感器型号号，-标准负负荷，-D11和D4，-电缆长度度。例如: C2-10MNN，D1=355，DD4=5000，L=15米。六、SIAA数字式信信号处理器器DSP8AA61 SSIA数字式信信号处理器器DSP88简介： SIA数数字式信号号处理器DDSP8AA，是处理SIIA应变式式力传感器器（或者其其他厂家应应变式力传传感器），例例如：用于于处理轧制制力测量、张力测量量、工业称重以以及压力传传感器和位位移传感器器信号的微微处理机控控制的数字字模拟混混合式信号号处理器。SIA数数

18、字式信号号处理器DDSP8AA为冶金工工业的热轧轧带钢机、冷连轧带带钢轧机控控制系统提提供适宜的的控制和显显示数据。为了适应应不同的应应用要求，SIA数字式信号处理器DSP8A采用全数字形式处理传感器的信号，并且可提供数字量和模拟量输出。先进的软件件技术，保保证所处理理的传感器器信号的真真实性。因因此，能够够实现对模模拟输入信信号的快速速实时处理理。完善的的在线诊断断功能，连连续不断地地监视系统统运行。微处理机（CPU）、触摸屏显示器、输入/输出模块均安装在标准19抽屉式仪表内。本信号处理器采用模块化设计，允许为用户提供多种形式配置的最终产品。62 SIA数数字式信号号处理器DDSP8AA的特

19、点：轧制力、张张力传感器器的单独值值、和、差差输出。对于压力传传感器则输输出单独值值、和值、差值。测量单量程程、双量程程张力，固固定夹角或或者变夹角角情况下，输输出张力辊辊两侧张力力的平均值值、和值、差值。位移测量，可可适用于轧轧机单侧或或双侧绝对对位移传感感器。调零：可通通过主计算算机串口、逻辑输入入、或触摸摸屏调整零零点。向轧机AGGC系统提提供模拟输输出和数字字输出。力、张力、位移值的的显示。力值门限值值的设定和和显示：用用户选择作作为逻辑输输出，可用用于轧机的的咬钢、抛抛钢信号。具体值可可由轧机上上位机通过过串口进行行遥控。校准：SIIA数字式式信号处理理器DSPP8A的校校准应变式式

20、传感器有有三种方式式：即通过过轧机主计计算机的串串口、逻辑辑输入和用用户小键盘盘设定。单传感器运运行：若轧轧机两侧的的一对传感感器有一个个损坏，另另一个传感感器可单独独运行。单单传感器运运行方式可可由用户选选择，但是是，必须通通过轧机主主计算机串串口，或者者通过触摸摸屏进行设设定。实时在线诊诊断：供桥电源过过流，信号电缆与与屏蔽层的的绝缘，输入通道饱饱和，系统电源故故障，系统CPUU故障。零点调整和和参数校验验：为了保保证系统参参数在允许许范围内，须须经常性地地进行零点点调整和参参数校验。调整后的的增益值和和零点值储储存在防掉掉电存储器器内，不受受电源停电电的影响。完善的自检检功能，系系统自检

21、在在5秒钟内内完成，若若有故障会会自动发现现和显示。63 SSIA数字字式信号处处理器DSSP8A的的组成：SIA数字字式信号处处理器DSSP8A由由下列部分分组成：CPU、一一个逻辑输输入/输出出模块、电电源、用户户面板（包包括操作小小键盘和LLCD显示示器）、输输入模块、输出模块块选件，以以满足不同同用户的需需要。如图图6.3 aa所示。触摸屏位移传感器输入模块(4通道)CPU模拟输入模块(8通道)应变电桥输入模块（4通道）逻辑输入/输出模块数字输出模块（8通道）数字输出模块（8通道）模拟隔离模块管理计算机系统轧钢AGC计算机绝对位移传感器模拟输入张力夹角应变式传感器张力传感器轧制力传感器

22、图6.3 a SSIA数字字式信号处处理器-系统组成成负荷传感器器、张力传传感器、液液体压力传传感器通过过应变桥输输入模块与与CPU连连接。每一一个应变桥桥输入模块块可提供2个传感器器的供桥电电压源，放放大器和模模/数转换器器。绝对位位移传感器器通过绝对对位移传感感器输入模模块与CPU连接接，每个绝绝对位移传传感器输入入模块可连连接2个绝对位位移传感器器。SIAA数字式信信号处理器器DSP88A能够安安装2个或4个传感器器输入模块块：2个应变桥桥输入模块块，或者 2个绝绝对位移传传感器输入入模块，或者 每种11个。6.4 CPU：数字方式处处理所有传传感器的设设置信号；监视信号大大小，并指指示

23、报警状状态；监视系统运运行，并提提供诊断信信息。1个串行接接口用于直直接传输和和接收管理理程序、状状态和诊断断信息给主主计算机。附属模拟数数据，例如如冷连轧应应用时的带带钢包角，轧轧制线高度度和带钢厚厚度数据，通通过串行口口输入给CCPU，或或通过用户户选用的88通道模拟拟输入模块块输入CPPU。力、压力力、张力和和位移数据据能以数字字量或模拟拟量输出，或或两者都有有，这由用用户选用的的具体输出出模块定。每个数字输输出模块可可通过并行行光电隔离离口，同时时传输8个传热器器的测量数数据，具体体时间传输输那人数据据由控制系系统请求。每个模拟输输出模块可可提供路隔隔离输出信信号。对于于一对输入入通道

24、共44个通道，输输出配置如如下：负荷传感器器：2个单值，11个“和”，1个“差”值。张力传感器器：2个单值，11个“平均”值，1个“差”值。液体压力传传感器绝对位移传传感器每个应变桥桥输入模块块，或者绝对对位移传感感器输入模模块要求1个模拟输出出模块。当需要多于于1个以上的的隔离模拟拟电压输出出参数，或或模拟电流流输出时，需需要另接11个模拟量隔隔离模块。每个模拟拟输出模块块可提供8路单独隔隔离输出，每每路可单独独地连接到到。每个模模拟输出模模块可接最最多2个模拟量隔隔离模块。调零、校准准、自检和和键盘锁的的逻辑输入入，和速度度、门限指指示：系统统参数均可可通过逻辑辑输入/输出模块块交换。1个

25、逻辑输入入/输出模块块包含8路输入，44个系统参参数输出，和和8个用户设设定的门限限值报警输输出。可安安装第2个逻辑输入入/输出模块块以提供附附加的8路用户设设定的速度度和门限报报警输出。但是，第第2个逻辑输入入/输出模块块的逻辑输输入不能使使用。系统通过用用户面板启启动。启动动包括：输输入传感器器的校参数数，设定报报警门坎数数值（用户户选择），选选择LCDD显示的工工程单位。仪表运行行过程中，所所选择的单单位、和、差输出显显示在LCCD显示器器上。用户户面板包括括：4行40个字符符显示数据据，1个20键的操操作小键盘盘。小键盘盘可上锁，以以防止非法法操作。上述模块（最最多7个），除除模拟量隔

26、隔离模块外外，均安装装在前面板板上。模拟拟量隔离模模块安装在在DSP8800表的的内部后面面板上。5种仪表柜柜，每种都都包含有推推拉轨道，均均可安装本本表。地面安装，自自然对流柜柜，可安装装4个SIA数字字式信号处处理器DSSP8A（ 型号：FMMC20001V）。地面安装，强强制空冷柜柜，可安装装4个SIA数字字式信号处处理器DSSP8A（型型号：FMMC20001-F）。地面安装，密密封、强制制风冷柜，可可安装2个SIA数字字式信号处处理器DSSP8A。（型号：FMC22012-S）。地面安装，空空调，强制制风冷，可可安装4个SIA数字字信号处理理器DSPP8A（型型号：FMMC20112

27、A）。墙面安装柜柜：安装11台SIA数字字式信号处处理器DSSP8A。65 性性能参数：6511简要说明明在下列性能能参数中，满满量程（FFS）指传感感器标称负负荷时的输输出值。65.22 输入65221 应应变桥输入入模块（44通道）输入阻抗：1G共模抑制比比：106ddB(在60Hzz，10V峰峰输入)失效输入：250VV ACC RMMS 共共模 50V ACC RMMS 差差模取样速率：80000次/秒饱和：2200%FFS输入传感器供桥桥电源：10V DC（最最大85mmA）恒压压，短路保保护隔离：2250V AC RRMS/通通道，独立立隔离。以上性能参参数适用于于下列传感感器参数

28、情情况：桥路电阻：12020000灵敏度：0.52.5MMv/v65222 模模拟输入模模块（8通通道）输入范围：10V DC（满满量程）输入阻抗：1M读数精度：优于0.11%最大失效输输入：250VV AC RMS 共模 50V AC RRMS 差模取样速率：100次/秒6533 输出出65331 数数字输出模模块（8通通道）格式：88个24biit数值，1bbyte/次定标：11数码=0.01% FS控制信号：输入SIAA DSPP8A：3-biit字选，2-bit比比特率选出SIA DSP88A：当数据总总线稳定，数数据应答信号值：符合RS4422 和和RS4885数据传输时时间：10s

29、（或用户户设定）/1个满24-bit字字隔离：2250 VV AC RMS数据更新速速率：80000次/秒65332 模拟输出出模块（88路输出）范围：0010V DC 或或10 VV DC定标：单值和和值值：10 VVDC=1100%FFS或200%FS差值：110 VDDC=X%FS（用户定定义）隔离：2250V AC RRMS饱和：11 VV DC负载：20000数据更新速速率：80000次/秒65333 模拟隔离离模块（88路输出）范围：0010V DC 或或10 VV DC 420mAA,跳线设设定负载电阻：20000（电压输输出） 500（电流输输出）零点漂移（25）；电压输出：1

30、0 mmV DCC（最大）电流输出：20ADC (最大大)65334逻辑输输入/输出出模块（88路输入/8路输出出8路用户户选择）输入：形式： 取样速率：100次/秒隔离：2250V AC RRMS输出：形式：继继电器（单单级），每每个继电器器串联1个20电阻。容量：110瓦 电阻负载载（在1550V DDC时）最最大值数据更新速速率：500次/秒控制串行口口：类型：RRS2322或RS4222，跳线线设定波特率：96000，48000，24000，12000，600和300，用用户选择奇奇偶校验：奇、偶、非用户选择择停止位：1位数据位：8位6544 性能65441 力力、压力、和张力传传感器的电电气性能：零点补偿范范围：50%FFS零点漂移：数字输出：0.0006 %FFS/模拟输出：0.0110 %FFS/隔离电压输输出：0.0110 %FFS/隔离电流输输出：0.0112 %FFS/增益设定精精度：0.100%FS增益漂移（V/V）：数字输出：0.0006 %/模拟输出：0.00068%/隔离电压输输出：0.00068 %/隔离电流输输出：0.0110 %/尖峰和噪音音：数字输出：0.044 %FS模拟输出:5