軋制自動控制4-板形檢測第一頁，共46頁。板形檢測儀表的特點(diǎn)：精：信號量值小，要求制造精密，安裝精準(zhǔn)，維護(hù)精心獨(dú)：需求少，市場為少數(shù)公司壟斷，ABB一家獨(dú)大貴：精該貴，稀為貴，獨(dú)必貴，一套幾百到上千萬元，致使有些直銷企業(yè)望而卻步參觀ABB板形生產(chǎn)廠后的感想：ABB式板形儀是高技術(shù)的勞動密集型產(chǎn)品最適合中國制造一旦中國板形儀進(jìn)入市場，必然導(dǎo)致大幅度降價(jià)，會促使中小企業(yè)的板形控制水平大幅度提高板形檢測儀表的特點(diǎn)2023/4/19第二頁，共46頁。板形儀是眼睛，在板形控制系統(tǒng)中起著不可替代的作用板形儀的精度在一定程度上決定了板形控制的水平板形檢測儀表的重要作用2023/4/19第三頁，共46頁。冷軋接觸式板形檢測儀冷軋板形儀的基本特點(diǎn)瑞典ABB分段輥式板形儀德國BFI測針式板形儀英國Davy空氣軸承式板形儀燕大鑲嵌塊式板形儀其它接觸式板形儀2023/4/19第四頁，共46頁。接觸式冷軋板形檢測的基本特點(diǎn)：潛在板形，不可見測取板形儀輥面壓力換算成張應(yīng)力分布按胡克定律得到延伸差間接測得板形徑向壓力分布板形輥帶鋼張力分布冷軋接觸式板形檢測儀2023/4/19第五頁，共46頁。ABB檢測輥的結(jié)構(gòu)環(huán)寬：52mm目前在世界上使用最多，被廣泛認(rèn)可的冷軋板形儀測量原理：通過測量作用在各個(gè)分段輥片上的壓力反算出張力分布，有張力差根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計(jì)算出相對長度差，從而得到板形（平直度）測量值2023/4/19第六頁，共46頁。傳感器安裝方式壓磁式力傳感器ABB板形儀（瑞典）昂貴的原因：大量簡單的手工勞動：繞制壓磁式傳感器的線圈2023/4/19第七頁，共46頁。BFI板形檢測裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/19第八頁，共46頁。檢測輥的結(jié)構(gòu)2023/4/19第九頁，共46頁。英國DAVY公司空氣軸承式板形檢測輥結(jié)構(gòu)英國DAVY公司板形儀2023/4/19第十頁，共46頁。11英國DAVY公司板形儀特點(diǎn)：靈敏度高，較不易劃傷板帶表面，但對空氣凈化質(zhì)量要求很高，否則容易出毛病，金屬屑容易進(jìn)入環(huán)縫里，不好清理。2023/4/19第十一頁，共46頁。嵌塊式板形儀的測量原理由燕山大學(xué)開發(fā)，已經(jīng)用于鞍鋼冷軋機(jī)2023/4/19第十二頁，共46頁。嵌塊式檢測輥的結(jié)構(gòu)2023/4/19第十三頁，共46頁。檢測通道線纜電源耦合器無線傳輸DSP信號處理電路板集流裝置芯軸固定輥體旋轉(zhuǎn)信號無線傳輸裝置，已完成實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，待工業(yè)應(yīng)用嵌塊式板形儀的技術(shù)創(chuàng)新2023/4/19第十四頁，共46頁。提出與國際上流行的采集卡形式不同的信號處理方式研制嵌入式DSP板形信號處理硬件，提高抗干擾能力DSP數(shù)字ControllerUSB標(biāo)準(zhǔn)接口通道1通道2通道n-1通道nRAM光電碼盤信號…鎖相放大鎖相放大…鎖相放大鎖相放大AD轉(zhuǎn)換磁耦隔離ROM*預(yù)留光電隔離DSP信號處理電路板磁耦隔離板形控制工控機(jī)**CAN接口以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接口嵌塊式板形儀的技術(shù)創(chuàng)新2023/4/19第十五頁，共46頁。研發(fā)板形控制智能化軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度控制基本功能：●數(shù)字信號濾波

●通道異常處理

●自動報(bào)警

●板形顯示高級功能：●誤差補(bǔ)償●模式識別●目標(biāo)板形●閉環(huán)控制優(yōu)點(diǎn)：●功能強(qiáng)大，智能化水平高嵌塊式板形儀的技術(shù)創(chuàng)新2023/4/19第十六頁，共46頁。板形誤差綜合補(bǔ)償模型綜合補(bǔ)償溫度邊部覆蓋檢測輥?zhàn)冃伟惭b誤差鋼卷卷形包角嵌塊式板形儀的技術(shù)創(chuàng)新2023/4/19第十七頁，共46頁。整輥壓電晶體內(nèi)嵌接觸式板形儀18其它接觸式式板形儀在檢測輥身上打孔，安裝壓力傳感器傳感器測量由帶材來的張力分布檢測輥的表面完全密閉（無縫隙）避免了分段輥板形儀易劃傷板面的弊病缺點(diǎn)：檢測信號部分丟失甚至失真2023/4/19第十八頁，共46頁。懸臂梁式板形儀其它接觸式式板形儀2023/4/19第十九頁，共46頁。

非接觸式冷軋板形檢測儀非接觸式板形儀的原始雛形西門子的si-flat板形儀西安建大的bxy-5(z-flat)電渦流式板形儀202023/4/19第二十頁，共46頁。振動式板形檢測儀的基本原理原始做法：棒敲聽振動聲音（操作工耳朵辯頻率新方法：電敲，風(fēng)敲，偏心敲，用電渦流檢測振動頻率2023/4/19第二十一頁，共46頁。西門子si-flat非接觸式板形儀22為了放大板形缺陷以便測量，在板帶下部用一個(gè)吹風(fēng)機(jī)用凸輪控制出風(fēng)頻率，然后用電渦流傳感器測量浪形分布風(fēng)對板形信號有干擾2023/4/19第二十二頁，共46頁。實(shí)際安裝的板形儀2023/4/19第二十三頁，共46頁。使用廠家的情況2023/4/19第二十四頁，共46頁。使用傳統(tǒng)測量輥的顯示使用新型板形儀的顯示使用廠家的情況2023/4/19第二十五頁，共46頁。寶鋼董事長徐樂江在“板帶冷軋機(jī)板形控制與機(jī)型選擇”中對西門子非接觸式板形檢測儀評價(jià)：西門子si-flat非接觸式板形儀2023/4/19第二十六頁，共46頁。

西安建筑科技大學(xué)非接觸式動態(tài)板形儀發(fā)明人：西安建大冶金系鐘春生教授1金屬板帶2測厚儀3傳感器支架4振動弦支撐輥5導(dǎo)向輥6信號處理系統(tǒng)2023/4/19第二十七頁，共46頁。七點(diǎn)檢測梁的安裝實(shí)物照片2023/4/19第二十八頁，共46頁。運(yùn)行中的鋁箔軋機(jī)2023/4/19第二十九頁，共46頁。十五點(diǎn)板形檢測梁安裝2023/4/19第三十頁，共46頁。2023/4/19第三十一頁，共46頁。原Bxy-5的特點(diǎn)鍾式非接觸板形儀用電渦流傳感器間接測量板形，但不進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)吹氣操作，而是靠偏導(dǎo)輥的自然偏心引起的帶材振動進(jìn)行測量在抗干擾和信號保真處理上有諸多改進(jìn)，其測量精度目前僅次于分段輥接觸式板形儀，由于在傳感器的標(biāo)定上做了很多改進(jìn)，其測量環(huán)節(jié)在逐步完善322023/4/19第三十二頁，共46頁。接觸式板形儀的特點(diǎn)：1信號檢測直接，信號處理比較容易保真2測量精度高，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到±0.5I單位3造價(jià)高、配件昂貴，售價(jià)為非接觸式的3～5倍以上4輥面磨損后須重新打磨，否則劃傷板面，重磨后須重新標(biāo)定非接觸式板形儀的特點(diǎn)：1硬件結(jié)構(gòu)簡單,易維護(hù),造價(jià)低，安裝方便2傳感器為非傳動件,不與板面接觸，避免了劃傷板面的可能3板形信號為間接信號，精度較差，為±2.5I單位左右4信號處理技術(shù)要求高，難度大：

接觸式與非接觸式板形儀的對比2023/4/19第三十三頁，共46頁。非接觸式板形儀的特點(diǎn)：1硬件結(jié)構(gòu)簡單，易維護(hù)，造價(jià)低2傳感器為非傳動件，安裝方便3傳感器不與板面接觸，避免了劃傷板面的可能4板形信號為間接信號，精度為±2.5I單位左右5信號處理技術(shù)要求高，難度大

2023/4/19第三十四頁，共46頁。熱軋板形儀和凸度儀2023/4/19第三十五頁，共46頁。激光板形儀的測量原理激光三角法斜射式結(jié)構(gòu)YO?L2OCCDabLDL1yθθLvRv激光三角法的缺陷：難以處理飄波現(xiàn)象2023/4/19第三十六頁，共46頁。在帶鋼頭部進(jìn)入卷取機(jī)之前，當(dāng)有較嚴(yán)重的邊浪時(shí)，時(shí)而會發(fā)現(xiàn)帶鋼的前進(jìn)速度與浪形向前運(yùn)行的速度不一致，給人的感覺是浪形運(yùn)行得忽快忽慢，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)波峰停止在固定的位置，波形相對于觀測者靜止不動。這種現(xiàn)象不僅為很多人反復(fù)觀察到，而且還有詳細(xì)的攝像記錄可供認(rèn)真分析。這說明浪形在帶材上有相對運(yùn)動，它將影響板形測量結(jié)果。LvRv飄波現(xiàn)象淺析2023/4/19第三十七頁，共46頁。激光光源CCD攝像機(jī)熱軋帶鋼多束激光板形儀結(jié)構(gòu)圖θ1AX12A0θ2θ3BCh1h3h2B0C0L12ΔX1ΔX2ΔX3X23X13L23OP鋼板激光三束激光光切法測量原理2023/4/19第三十八頁，共46頁。4組7組1組1列2列3列多束激光板形儀激光束分布圖帶鋼運(yùn)動方向2023/4/19第三十九頁，共46頁。

C型架掃描式凸度儀一個(gè)架固定，測軋件中間厚度；另一個(gè)架往復(fù)移動測量橫向不同位置處的厚度2023/4/19第四十頁，共46頁。C型架多點(diǎn)式凸度儀設(shè)置多個(gè)射源和一組傳感器（512個(gè)或更多），能夠在同一時(shí)刻測量出帶鋼同一斷面的厚度分布情況2023/4/19第四十一頁，共46頁。目標(biāo)板形檢測板形板形目標(biāo)曲線的概念：板形控制的目標(biāo)，不一定是一條直線原因：考慮不均勻收縮；避免斷帶危險(xiǎn)；后續(xù)加工要求板形檢測曲線的數(shù)據(jù)處理2023/4/19第四十二頁，共46頁。板形模式識別方法之一：按照泰勒多項(xiàng)式展開進(jìn)行分解

最小二乘法基本原理求解方法解析法最終結(jié)果

1～4次板形偏差分量板形檢測曲線的數(shù)據(jù)處理2023/4/19第四十三頁，共46頁。板形基本模式實(shí)測板形分解傾輥彎輥橫移分段冷卻板形檢測曲線的數(shù)據(jù)處理板形模式識別方法之二：依據(jù)正交多項(xiàng)式