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1、纠偏（CPC/EPC）系统,一、CPC/EPC系统的作用 二、系统组成 三、检测原理 四、纠偏辊原理,CPC/EPC的作用,1、CPC的作用 纠正由于各种原因引起的带钢中心线偏离机组中心线的情况即带钢横向偏移。 2、EPC的作用 使卷曲机跟随带钢的位置，保证钢卷边部卷曲整齐，不产生错边。,Closed Loop Proportional Control 闭环控制系统,Guide 纠偏装置,Detector 探测器,Web带材,Error Signal 偏差信号,Disturbance 运行偏差,Correction (Velocity),Actuator Speed,Set Point 设定点
2、,Controller 控制器,系统组成,控制器 检测器/传感器 执行机构 动力源/液压站 纠偏辊,纠偏系统组成,纠偏系统实物图,控制器,带钢位置控制器SPC16的技术数据,TEA16 operating, parameterising and display unit, including : TEA16 操作、参数设定和显示单元包括: 4-line LCD display 4-行显示 numerical keyboard 数字键盘 8 digital inputs (24 V DC / with potential bound to SPC 16) 8路数字量输入 6 digital ou
3、tputs (no-volt relay contacts with common root) 6点输出 MCU 16 central processing unit, including: MCU 16 中央过程处理器 16 bit processor 16位处理器 RS 232 PC interface RS 232 接口 CANbus for communication with peripherals 内部CANbus通讯 5 analog inputs 5路模拟量输入,技术数据,SEV16 power amplifier output of analog signals progra
4、mmable: SEV16 放大器信号输出： 0 . 300 mA 给伺服阀 0 . 10 V 0 . 22 V The basic version may be extended by the addition of two further subassemblies: 未来两个可扩展的方案 insert card for Profibus-DP signal exchange PDP01.1 (EMG is the slave) Profibus-DP通讯进行数据交换 analog input subassemblies for reading in special reference/
5、actual values 以模拟量形式输入基准值或实际值,技术数据,analog output subassemblies for the output of reference values of for the display of control values 以模拟量形式输出为控制值显示的基准值 电源: 115 / 230 V AC (+ 10 % / - 15 %) / 50 - 60 Hz 工作环境温度: 0 . + 50 C,典型布置,Typical Location of Guiding Devices: 纠偏装置在机组中的典型布置： Uncoiler/Payoff Reel
6、s开卷机后 Prior to Slitting or Side Trimming圆盘剪前 Entry and Exit of Accumulator活套入口，出口 Prior to Coating涂层机前 Entry/Exit of Oven or Furnace热处理炉入口，出口 Recoiler/Tension Reels卷取机前 Skin pass mill 平整机入出口,检测器,检测器主要有三种类型： 电感式 电容式 光电式 其它例如红外式、超声波、接触式等,电感式检测器原理,实物图,电感式检测器原理,感应式带钢中心检测设备的基本组成为两个发送和两个接收线圈。根据外界条件，这些线圈被分
7、成两组：“主动发送线圈”或“从动接收线圈”。通过一套单独的附加电路（在高温或危险的环境情况下）补偿测量设备和电路之间线/电缆的损失,检测原理,为了检测金属带钢的中心位置，设备采用了两对传感器。这些传感器被安装在同机组中心相对称的位置。每对传感器分别用于检测带钢的一个边；其中一个传感器用作发射装置，相对应的另一个用作接收装置。 每对线圈本身又是有方向的空心变压器。带钢在通过这些接收器和发送器时，在所连接的线圈之间回产生磁通量差异，该差异就被作为测量结果。 发射线圈提供一个有则的正弦电压波形。根据带钢在框架中的位置，在接收线圈中将感应产生一个相应的电压波形。 两个接收通道值相减并放大，我们就可以得
8、出带钢偏离机组中心线的一个连续位置信号。,原理示意图,光电式EPC检测器原理,光电检测器原理,光电检测器是将高频光源检测点的光能转化成电压值即光电转换。通过对检测器电压值的比较驱使电机带动检测器自动寻边，并由检测器的位置计算带钢偏差。 检测器只能同步相向或相反运动。,光电式CPC检测器示意图,实物图,执行机构组成,伺服阀 液压缸 位移传感器,伺服阀,电机伺服机构,纠偏辊工作原理,理想条件 理想的板带和理想的平行度的辊均有完好的接触 ( 没有几何变形 ) . 在板带运行过程中没有横向移动 实际情况 各辊之间没有很好的平行度，板带有一些变形. ，造成板带横移并且需要纠正误差 使用纠偏系统,纠偏辊的
9、形式,Uncoilers/Payoff Reels 开卷机纠偏 Recoilers/Tension Reels 卷取机纠偏 Displacement Type Guides 侧移式纠偏架 Steering Type Guides 转向式纠偏架 Three Roll Guides 三夹送辊纠偏架 Pinch Roll Guides 夹送辊纠偏架,板带的瞬时偏移量,Vc,Vc,Va,板带速度 Vs = 接触面速度 Vc,板带的瞬时偏移量 Va = Vc * tan ,造成板带偏移的原因是由于板带镰刀弯,板带的运行偏离辊面，直到板带与辊子的轴线成 90。,板带纠偏原理,板带弯曲,90,90,板带跑偏
10、的原因：产品本身（如板带的弯曲，变形，及焊接处理）或在工艺加工的过程（如对边不良，或钢卷一边承载或受压，处理过程中受热，受冷不均及其他原因）。,辊子转动一定的角度，直到板带与辊子的轴线成 90，这时板带的位置偏差被纠正。,纠正偏差量 C : +/- C = L * K * sin 系数K = 0,65,CL,通过辊子转动一定角度 板带的位置被纠正,90,90,板带轴线,自由进带距离 L,纠正偏差量 C,解决方案,钢板纠偏原理,自由进带距离的要求,CL,Entry Span L,Pre-Entry Span Lp ,90,90,Roll A,Roll B,Roll C,由于纠偏辊的倾斜 ( C
11、) , 受到来自入口方向的入口前托辊( B )的瞬时迁移的影响，将严重影响和降低纠偏辊( C )的纠偏能力. 板带在“L”和“Lp”取决与板带宽度和厚度及机组的张力。还有材料特性及垂直轴线上的瞬时转动惯量.,尽量避免 PREENTRY SPAN 问题 : 注意，使入口段自由距离 L 尽可能的长，远比 Pre-Entry Span Lp长，或使用带有积分效果的纠偏框架,纠偏辊自由进带距离的要求： P型辊最小进带距离3-5倍板宽； PI型辊5-8倍板宽； I 型辊8倍以上板宽。,P型纠偏辊： 通过纠偏辊的横向移动 将带钢纠正。,比 例 型 纠 偏 辊（P型， Proportion ）,纠偏能力 +
12、/- C = Ue * sin ,P（比例）型纠偏辊,P型纠偏辊：进带夹角不能小于90度！否则会影响进带方向的带钢。,P型纠偏辊的出带方向,P型纠偏辊的各种实例,I (积分）型纠偏辊,I型纠偏辊实例（例如用于酸洗酸槽中间）,用于活套车上的I型纠偏辊,I 型纠偏辊的布置图,PI（比例积分）型纠偏辊,PI（比例积分）型纠偏辊 带水平连杆的单辊纠偏（虚交点）,PI型纠偏辊,PI（比例积分）纠偏布置图,+/- C,+,=,比 例 积 分 型 纠 偏 辊,P,I,PI,比 例 积 分 型 纠 偏 辊,带 附 加 积 分 效 果 的 比 例 型 纠 偏 辊,90 = 比例型纠偏 90 + = 比例加积分动
13、作 纠偏角 一般为 3 . 15 必须确认检查有足够的入口，出口自由段,出 口 板 带 距 离 较 短 的 带 附 加 积 分 效 果 的 比 例 型 纠 偏 辊P-Roll,出口板带距离较短的带附加积分效果的比例型 纠偏辊的样例。比例辊倾斜完成附加的积分效果（入口自由带距离较长）,鼓型辊的纠偏作用,板带在鼓型辊上的动作,三辊纠偏,两辊纠偏,PI框架,Fife纠偏系统,fife检测器,Fife SE-11 红外线感应器,Fife SE-23 红外线感应器,Fife控制器,Fife LRC 位移式纠偏装置,Fife LRB 位移式纠偏框架,纠偏布置简图,纠偏与张力计布置的位置,张力计,张力计的作
14、用 测量带钢张力，使张力控制系统可以采用直接张力控制模式，提高控制系统张力控制精度，使带钢稳定运行。 张力计的种类： 常用的有两类一类是应变片式，另一类 是压磁式。,应变片的原理,将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长 或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之化。 应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。 R=/S R /R= K R：应变片原电阻值（欧姆） R：伸长或压缩所引起的电阻变化（欧姆） K：比例常数(应变片常数) ：应变,应变片
15、式张力计,线性差分技术,压磁式张力计,压磁式张力计原理,压磁式传感器是利用磁性材料在机械力作用下导磁率发生变化的原理工作的。这种传感器由若干薄钢片粘叠而成，在薄钢片上冲有四个孔。通过这四个孔缠绕有两组线圈，它们互成90度。 当在初级线圈中通以交变电流时，初级线圈中会产生磁场。因为初级和次级两组线圈是互成一定角度的，所以只要传感器上没有负载，次级线圈中就不会产生磁场。 当在传感器的测量方向加以机械力时，初级线圈中的磁场传播方向发生变化，将次级线圈包容进了磁场。由于次级线圈中的磁场发生了变化，因此在该线圈中产生了感应电势。 控制单元会将这个感应电势转换成一个与被测力对应成比例的直流电压信号。,压磁式传感器的特点, 可重复的大过载容量 正常情况下使用寿命可达15 年以上。不会产生塑性形变和疲劳 现象。 无需标定 无物理位移 大功率传感器输出信号（500mV） 大输出信号且采用载频，抗干扰性能优异。 低阻抗输出（10 欧姆） 压头具有更好的抗噪性，输出信号对绝缘状况不敏感，更适合 轧机的恶劣使用环境。压 头保护等级为IP67，在油污里可正常运行。如下图所示压头对 接地故障的敏感度：,精度,标定精度 ：0.1% 重复性误差 ：0.05% 磁滞： 0.2% 线性误差 ：0.3% 补偿温度： +20 - +80 C 零点漂移 ：0.005%/
