轧制自动控制4-板形检测

4板形检测仪表板形仪的特点和重要作用接触式冷轧板形检测仪非接触式冷轧板形检测仪热轧带钢板形检测仪板形信号处理2023/1/14板形检测仪表的特点：精：信号量值小，要求制造精密，安装精准，维护精心独：需求少，市场为少数公司垄断，ABB一家独大贵：精该贵，稀为贵，独必贵，一套几百到上千万元，致使有些直销企业望而却步参观ABB板形生产厂后的感想：ABB式板形仪是高技术的劳动密集型产品最适合中国制造一旦中国板形仪进入市场，必然导致大幅度降价，会促使中小企业的板形控制水平大幅度提高板形检测仪表的特点2023/1/14板形仪是眼睛，在板形控制系统中起着不可替代的作用板形仪的精度在一定程度上决定了板形控制的水平板形检测仪表的重要作用2023/1/14冷轧接触式板形检测仪冷轧板形仪的基本特点瑞典ABB分段辊式板形仪德国BFI测针式板形仪英国Davy空气轴承式板形仪燕大镶嵌块式板形仪其它接触式板形仪2023/1/14接触式冷轧板形检测的基本特点：潜在板形，不可见测取板形仪辊面压力换算成张应力分布按胡克定律得到延伸差间接测得板形径向压力分布板形辊带钢张力分布冷轧接触式板形检测仪2023/1/14ABB检测辊的结构环宽：52mm目前在世界上使用最多，被广泛认可的冷轧板形仪测量原理：通过测量作用在各个分段辊片上的压力反算出张力分布，有张力差根据应力应变关系计算出相对长度差，从而得到板形（平直度）测量值2023/1/14传感器安装方式压磁式力传感器ABB板形仪（瑞典）昂贵的原因：大量简单的手工劳动：绕制压磁式传感器的线圈2023/1/14BFI板形检测装置的结构2023/1/14检测辊的结构2023/1/14英国DAVY公司空气轴承式板形检测辊结构英国DAVY公司板形仪2023/1/1411英国DAVY公司板形仪特点：灵敏度高，较不易划伤板带表面，但对空气净化质量要求很高，否则容易出毛病，金属屑容易进入环缝里，不好清理。2023/1/14嵌块式板形仪的测量原理由燕山大学开发，已经用于鞍钢冷轧机2023/1/14嵌块式检测辊的结构2023/1/14检测通道线缆电源耦合器无线传输DSP信号处理电路板集流装置芯轴固定辊体旋转信号无线传输装置，已完成实验室试验，待工业应用嵌块式板形仪的技术创新2023/1/14提出与国际上流行的采集卡形式不同的信号处理方式研制嵌入式DSP板形信号处理硬件，提高抗干扰能力DSP数字ControllerUSB标准接口通道1通道2通道n-1通道nRAM光电码盘信号…锁相放大锁相放大…锁相放大锁相放大AD转换磁耦隔离ROM*预留光电隔离DSP信号处理电路板磁耦隔离板形控制工控机**CAN接口以太网等标准接口嵌块式板形仪的技术创新2023/1/14研发板形控制智能化软件系统，实现高精度控制基本功能：●数字信号滤波

●通道异常处理

●自动报警

●板形显示高级功能：●误差补偿●模式识别●目标板形●闭环控制优点：●功能强大，智能化水平高嵌块式板形仪的技术创新2023/1/14板形误差综合补偿模型综合补偿温度边部覆盖检测辊变形安装误差钢卷卷形包角嵌块式板形仪的技术创新2023/1/14整辊压电晶体内嵌接触式板形仪18其它接触式式板形仪在检测辊身上打孔，安装压力传感器传感器测量由带材来的张力分布检测辊的表面完全密闭（无缝隙）避免了分段辊板形仪易划伤板面的弊病缺点：检测信号部分丢失甚至失真2023/1/14悬臂梁式板形仪其它接触式式板形仪2023/1/14

非接触式冷轧板形检测仪非接触式板形仪的原始雏形西门子的si-flat板形仪西安建大的bxy-5(z-flat)电涡流式板形仪202023/1/14振动式板形检测仪的基本原理原始做法：棒敲听振动声音（操作工耳朵辩频率新方法：电敲，风敲，偏心敲，用电涡流检测振动频率2023/1/14西门子si-flat非接触式板形仪22为了放大板形缺陷以便测量，在板带下部用一个吹风机用凸轮控制出风频率，然后用电涡流传感器测量浪形分布风对板形信号有干扰2023/1/14实际安装的板形仪2023/1/14使用厂家的情况2023/1/14使用传统测量辊的显示使用新型板形仪的显示使用厂家的情况2023/1/14宝钢董事长徐乐江在“板带冷轧机板形控制与机型选择”中对西门子非接触式板形检测仪评价：西门子si-flat非接触式板形仪2023/1/14

西安建筑科技大学非接触式动态板形仪发明人：西安建大冶金系钟春生教授1金属板带2测厚仪3传感器支架4振动弦支撑辊5导向辊6信号处理系统2023/1/14七点检测梁的安装实物照片2023/1/14运行中的铝箔轧机2023/1/14十五点板形检测梁安装2023/1/142023/1/14原Bxy-5的特点锺式非接触板形仪用电涡流传感器间接测量板形，但不进行鼓风机吹气操作，而是靠偏导辊的自然偏心引起的带材振动进行测量在抗干扰和信号保真处理上有诸多改进，其测量精度目前仅次于分段辊接触式板形仪，由于在传感器的标定上做了很多改进，其测量环节在逐步完善322023/1/14接触式板形仪的特点：1信号检测直接，信号处理比较容易保真2测量精度高，现在已经达到±0.5I单位3造价高、配件昂贵，售价为非接触式的3～5倍以上4辊面磨损后须重新打磨，否则划伤板面，重磨后须重新标定非接触式板形仪的特点：1硬件结构简单,易维护,造价低，安装方便2传感器为非传动件,不与板面接触，避免了划伤板面的可能3板形信号为间接信号，精度较差，为±2.5I单位左右4信号处理技术要求高，难度大：

接触式与非接触式板形仪的对比2023/1/14非接触式板形仪的特点：1硬件结构简单，易维护，造价低2传感器为非传动件，安装方便3传感器不与板面接触，避免了划伤板面的可能4板形信号为间接信号，精度为±2.5I单位左右5信号处理技术要求高，难度大

2023/1/14热轧板形仪和凸度仪2023/1/14激光板形仪的测量原理激光三角法斜射式结构YO΄L2OCCDabLDL1yθθLvRv激光三角法的缺陷：难以处理飘波现象2023/1/14在带钢头部进入卷取机之前，当有较严重的边浪时，时而会发现带钢的前进速度与浪形向前运行的速度不一致，给人的感觉是浪形运行得忽快忽慢，有时甚至会出现波峰停止在固定的位置，波形相对于观测者静止不动。这种现象不仅为很多人反复观察到，而且还有详细的摄像记录可供认真分析。这说明浪形在带材上有相对运动，它将影响板形测量结果。LvRv飘波现象浅析2023/1/14激光光源CCD摄像机热轧带钢多束激光板形仪结构图θ1AX12A0θ2θ3BCh1h3h2B0C0L12ΔX1ΔX2ΔX3X23X13L23OP钢板激光三束激光光切法测量原理2023/1/144组7组1组1列2列3列多束激光板形仪激光束分布图带钢运动方向2023/1/14

C型架扫描式凸度仪一个架固定，测轧件中间厚度；另一个架往复移动测量横向不同位置处的厚度2023/1/14C型架多点式凸度仪设置多个射源和一组传感器（512个或更多），能够在同一时刻测量出带钢同一断面的厚度分布情况2023/1/14目标板形检测板形板形目标曲线的概念：板形控制的目标，不一定是一条直线原因：考虑不均匀收缩；避免断带危险；后续加工要求板形检测曲线的数据处理2023/1/14板形模式识别方法之一：按照泰勒多项式展开进行分解

最小二乘法基本原理求解方法解析法最终结果

1～4次板形偏差分量板形检测曲线的数据处理2023/1/14板形基本模式实测板形分解倾辊弯辊横移分段冷却板形检测曲线的数据处理板形