带钢纠偏控制系统
摘要
本设计是针对钢带在卷取机上绕卷运行时发生的左右偏移而提出控制方案及具体处理方法。采用智能PID控制算法,对钢带的偏移量进行实时的控制,使之在左右偏移时偏移量控制在安全的范围内。主要是对系统数学模型的建立和数据处理的算法分析。深入阐述了纠偏控制系统设计思想及实现方法，对提高带钢生产效率和产品质量具有积极的意义。
关键字：钢带；纠偏控制；智能PID控制；卷取机
Abstract
This design is for the steel strip in the coiling machine on the occurrence of the left and right deviation and put forward the control scheme and specific processing method. The PID control algorithm is adopted to control the steel strip, and the offset is controlled in the range of safety. Is mainly about the establishment of the system mathematical model and data processing algorithm analysis. The design idea and realization method of deviation correction control system are introduced, which has positive significance to improve the production efficiency and product quality. Keywords:steel strip; deviation control; intelligent PID control; coiling machine
目录
第一章电液伺服控制系统 (1)
1.1 电液控制系统的发展历史概述 (1)
1.2 电液伺服控制系统的特点和构成 (1)
1.3 电液伺服控制系统的发展趋势 (2)
第二章带钢纠偏控制系统设计 (2)
2.1 带钢纠偏控制系统原理 (2)
2.1.1 课题背景 (2)
2.1.2 带钢纠偏控制系统简介 (2)
2.1.3 带钢纠偏控制系统工作原理 (2)
2.2 带钢纠偏控制系统设计 (3)
2.2.1 控制系统参数及基本要求 (3)
2.2.1.1控制对象有关参数 (3)
2.2.1.2控制系统要求 (3)
2.2.2 控制系统设计方案 (3)
2.2.3 纠偏液压站原理图设计 (4)
2.3 带钢纠偏控制系统元件设计选型 (5)
2.3.1 光电传感器设计 (6)
2.3.2 电液伺服阀设计选型 (9)
2.3.3 液压缸设计选型 (10)
第三章纠偏控制系统控制器设计 (11)
第四章结论 (11)
参考文献 (11)
第一章 电液伺服控制系统
1.1 电液控制系统的发展历史概述
液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液
压伺服机构———水钟。而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。在以后的几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。电液比例控制技术及比例阀在20世纪60年代末70年代初出现。70年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。
现代飞机上的操纵系统。如驼机、助力器、人感系统，发动机与电源系统的
恒速与恒频调节，火力系统中的雷达与炮塔的跟踪控制等大都采用了电液伺服控制系统。飞行器的地面模拟设备，包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料实验加载等大多采用了电液控制，因此电液伺服控制的发展关系到航空与宇航事业的发展，在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液控制系统。
1.2 电液伺服控制系统的特点和构成
电液伺服控制系统特点:均为闭环系统;输出为位置、速度、力等各种物理量;
控制元件为伺服阀(零遮盖、死区极小、滞环小、动态响应高、清洁度要求高)；控制精度高;响应速度快；用于高性能场合。此系统的一般构成如图1.1所示。
图1.1 电液伺服系统的一般构成 伺服放大器检测反
馈元件
伺服阀控制对象液压执行元件被控制量
被控制对象
液压源u g
u f Q u e I
1.3 电液伺服控制系统的发展趋势
电液伺服控制已经开始向数字化发展,液压技术同电子技术、控制技术的结合日益紧密,电液元件和系统的性能有了进一步的提高。电液伺服控制将在电子设备、控制策略、软件和材料方面取得更大的突破,主要包括以下几个方面。
(1)与电子技术、计算机技术融为一体。随着电子组件系统的集成,相应的电子组件接口和现场总线技术开始应用于电液系统的控制中,从而实现高水平的信息系统,该系统简化了控制环节、易于维护,提高液压系统的可控性能和诊断性能。
(2)更加注重节能增效。负荷传感系统和变频技术等新技术的应用将使效率大大提高。
(3)新型电液元件和一体化敏感元件将得到广泛研究和应用,如具有耐污染、高精度、高频响的直动型电液控制阀,液压变换器及电子油泵等的研究。
(4)计算机技术将广泛应用于电液控制系统的设计、建模、仿真试验和控制中。
第二章带钢纠偏控制系统设计
2.1 带钢纠偏控制系统原理
2.1.1 课题背景
近年来，随着科学技术的发展、制造技术的进步，产品质量和品种多样化的要求日益提高。其中，汽车工业及装备制造业的迅猛发展大大增加了对钢材的需求。
然而，我国的很多钢铁企业由于设备使用年限过长，电气控制系统和液压传动系统损坏严重，控制精度达不到要求，不能满足当前生产的需求。为保证带钢的质量，需要根据机组运行情况设计安装相应的自动纠偏控制系统，整齐带钢边部，从而提高钢材的产量、成品率和生产效率。
2.1.2 带钢纠偏控制系统简介
带钢纠偏系统EPC (Edge Position Control)即边缘位置控制，广泛应用于钢带、铝带、铜带等金属带材轧机、纵剪机列、清洗机列等生产中，用来对带材连续生产进行跑偏控制。
常见的跑偏控制系统有气液和光电液伺服控制系统。两者工作原理相同，其区别仅在于检测器和伺服阀不同，前者为气动检测器和气液伺服阀;后者为光电检测器和电液伺服阀，并各有所长。电液伺服控制系统的优点是信号传输快;电反馈和校正方便:光电检测器的开口(即发射与接受器间距)可达一米左右，因此可直接方便的装于卷取机旁，但系统较复杂。气液伺服系统的最大优点是简单可靠且不怕干扰;气液伺服阀中的膜片不仅起气压-位移转换作用，还起力放大作用，因此系统中省去了放大器，简化了系统。但气动信号传输速度较慢，传输距离有限，且气动检测器开口较小，检测器务必由支架伸出，装于距卷筒较远处，综合各种因素本系统运用电液伺服控制。
2.1.3 带钢纠偏控制系统工作原理
如图2.1所示，典型的带钢卷取纠编控制系统，主要由光电传感器，控制器，液压伺服系统(液压站、伺服阀)，卷取机所组成。
图2.1 带钢纠偏控制系统
带钢正常运行时，带边处于光电传感器中央，将光源的光照遮去一半。带钢跑偏时，带边偏离光电传感器中央，光电传感器检测出带材的位置偏差，将信号送给电控装置，而后经过放大等一系列动作送至伺服阀，由伺服阀控制液压缸驱动卷筒，使卷筒向跑偏方向跟踪。当跟踪位移与跑偏位移相等时，偏差信号为零，卷筒处于新的平衡位置，使卷筒上的带钢边缘实现自动卷齐。
2.2 带钢纠偏控制系统设计
2.2.1 控制系统参数及基本要求
2.2.1.1控制对象有关参数
1）机组速度：V=2m/s
2）负载情况：以惯性负载为主，卷取机移动部件总重量M1=23t，最大钢卷重量M2=20t
3）带钢宽度变化范围：75cm-125cm
4）工作行程：H=300mm
5）工作条件：因活套内行走,小车运行不稳，易引起带钢横向摆动
2.2.1.2控制系统要求
1)最大调节速度Vs=30mm/s，系统频宽>3Hz
2)卷齐精度e≤2mm
2.2.2 控制系统设计方案
本论文研究的对象位于轧钢生产线。由于生产线工况条件恶劣，振动大、噪声强、温度高、污染严重，所以对控制系统的要求必须有非常高的可靠性和处理速度。为此我们在系统设计中需采用特殊的光电传感器检测带钢偏移信号，控制器采用计算机控制系统和智能PI控制算法，以减小和消除超调，加快系统的动态响应；执行机构采用电液伺服阀控制液压缸，推动卷取机跟随钢带。
具体控制方案如下:
1.控制算法采用智能PI算法，优化控制性能，这是该控制系统的关键部分。
2.光电传感器采用特殊频率电源，提高抗干扰性能，有利于提高控制精度。
3.硬件电路用由MCS-51单片机构建的计算机控制系统，扩展A/D 及D/A 模
块，用LED 及键盘达到参数显示、修改及工作方式的切换，构成友好的操作界面。
4.该系统实现键盘自给定系统，在带钢宽度变化时自动调节光电传感器的光
电头可以实现带钢边缘位置的准确定位。
带材纠偏控制系统硬件原理图如图2.2所示
图2.2 带材纠偏控制系统硬件原理图
2.2.3 纠偏液压站原理图设计
液压系统设计要完成两部分功能:①实现卷取机的自动和手动跟踪带钢;②实
现光电传感器位置的手动调节，并且调节速度可调。根据功能要求，设计纠偏液压站原理图如图2.3所示:图中元件为:1.吸油过滤器2.电动机3.弹性连轴器4.叶片泵5.水冷器6.单向阀7.压力表开关8.压力表9.溢流阀10.高压滤油器11.水阀12.电液伺服阀13.电磁换向阀14.电磁换向阀15.电磁换向阀16.叠加式单向节流阀
17.油缸I(推动卷取辊)18.油缸II(光电传感器)19.液位计油温计20.液压空气滤清器。油路原理分析:油液经4（叶片泵）向上进入6(单向阀)：
①当系统在自动控制状态下时，13(电磁换向阀)处于右位，14(电磁换向阀)
处于中位(关闭)。油液经过12(电液伺服阀)和13(电磁换向阀)进入17(油缸)工作，此时流量由微机控制的12(电液伺服阀)决定。
②当系统在手动控制状态下时，13(电磁换向阀)处于左位(关闭)，14(电磁换
向阀)处于左位或右位。油液经过14(电磁换向阀)进入17(油缸)工作，此时流量由人工通过14(电磁换向阀)控制。
③不管系统处于自动状态还是手动状态，油液都可经过15(电磁换向阀)和
16（叠加式单向节流阀)进入18〔油缸II 〕，控制光电传感器的位置。一般光电传感器只在带钢宽度发生变化的情况下才由人工重新定位，所以15(电磁换向阀)一般处于中位(关闭)。16(叠加式单向节流阀)是为了调整定位速度，保证18(油缸II)稳定准确定位。9(溢流阀)是为了确定系统最高压力。
计算机
给定值传动装置卷筒
带
钢
检测
信号V
光电
检测器伺服放大器伺服阀
液压缸
图2.3 纠偏液压站原理图
2.3 带钢纠偏控制系统元件设计选型
系统由计算机、伺服放大器、伺服阀、卷取机及光电传感器等环节组成。控制器给出控制信号，经伺服放大器放大后驱动伺服阀，控制油缸活塞杆运动来推动卷取机跟随带钢，带钢位移信号经传感器反馈回控制器构成闭环控制系统。
系统原理框图如图2.4所示(其中给定值为数字给定)
在系统中光电传感器、伺服阀、卷取机及与其配套的油缸等液压器件是系统
的主体部分。系统的主要控制性能是由光电传感器和液压系统(包括伺服阀、卷取机及与其配套的油缸等液压器件)决定的，所以首先来设计光电传感器和液压系统。光电传感器包括光源的设计、转换、滤波等。液压系统的设计主要是确定决定系统控制性能的关键元件—伺服阀。
2.3.1 光电传感器设计
在检测的反馈回路上光电传感器的精度在很大程度上决定了系统的精度，因此设计较为可靠和精度高的检测器非常重要. 光电传感器的设计包括电源、检测器、转换电路和滤波整流电路四部分。
1．光源设计
为了减少外部光对系统的干扰，使接收到的光源信号尽可能是工作光源，我们将设计200Hz的高频特殊光源，采用直流斩波电路将220V，50Hz的工业用电变成220V、200Hz的工作电源。
其电源的整流电路如图2.5
图2.5 电源的整流电路
D1~D4与C组成桥式整流电容滤波电路，其作用是把来自变压器副侧电流的交流电压变成直流电压；虚线右半部分为稳压电路，其作用是为负载提供一个稳定的直流电压。
整流后，通过斩波把直流变成200Hz的方波，使其产生相应频率的光源。其斩波电路如下图2.6
图2.6 斩波电路
工作原理:
斩波的原理是通过开关把直流电按周期地使电路导通与关断，该电路是由IGBT组成的降压斩波电路。全控型器件IGBT的的栅极驱动电压为周期方波，采
用脉宽调制方式，其开关的周期即为斩波后的周期，但输出的电压将相应地降低。
最终输出的Uo的波形如下图2.7
图2.7 斩波输出波形
2．光电传感器的检测器原理设计
光电式带材跑偏检测器原理如图2.8所示
图2.8 光电式带材跑偏检测器原理
光源发出的光线经过透镜1会聚为行光束，投向透镜2，随后被会聚到光敏电阻上。在平行光束到达透镜2的途中，有部分光线受到被测带材的遮挡，使传到光敏电阻的光通量也发生变化，再通过转换电路使输出的标准电压也发生变化。
3．光电传感器的转换电路图如图2.9
图2.9 光电转换电路
R1、R2是同型号的光敏电阻。R1作为测量元件装在带材下方，R2用遮光罩罩住，起温度补偿作用。当带材处于正确位置（中间位）时，由R1、R2、R3、R4组成的电桥平衡，使放大器输出电压U0为0。当带材左偏时，遮光面积减少，光敏电阻R1阻值减少，电桥失去平衡。差动放大器将这一不平衡电压加以放大，输出电压为负值，它反映了带材跑偏的方向及大小。反之，当带材右偏时，U0为正值。输出信号U0一方面由显示器显示出来，另一方面被送到执行机构，为纠偏控制系统提供纠偏信号。
4．滤波整流电路
由于光电传感器输出的电压是交流电，因此首先必须把其转换成直流才能进行比较。
其整流电路如下图2.10
图2.10 滤波整流电路
2.3.2 电液伺服阀设计选型
1．电液伺服阀简介
伺服阀是伺服控制系统中的核心元件。它可以按照给定的输入信号连续成比
例地控制流体的压力、流量和方向。电液伺服阀与普通的电磁阀或电液比例阀不同，它的输入信号功率很小，一般只有几十毫瓦；能够对输出流量和压力进行连续的双向控制;具有极快的响应速度和很高的控制精度。所以可以用它来构成快速高精度的闭环控制系统。
伺服控制的主要优点:液压执行元件响应速度快，在伺服控制中采用液压执
行元件可以使回路增益提高，频带加宽;液压元件的功率-重量比和力-质量比大，可以组成体积小、重量轻、加速能力强和快速动作的伺服控制系统，来控制大功率和大负载;调速范围宽，低速稳定性好。
伺服控制的主要缺点:液压系统采用油液作工作介质，存在泄漏是不可避免
的；伺服阀的加工精度高，因而价格较贵;污染的油液会使阀和执行元件堵塞，影响控制系统。
2．系统技术参数计算
1）负载力F ：
负载力由惯性力 和摩擦力 组成。因为卷取机是在导轨上移动的(摩擦系数
较小)并且系统动态性能很高，所以摩擦力 相对惯性力 可以忽略。
330.74310301056450i p F F M a M V f N
-==?=??=????= （2.1） 2）供油压力 ：
由于属于低压系统，所以选取 =7 MPa
3）液压缸有效面积 p A : 取负载压力23s P P = ，由于p
F P A = ，所以 2633645013822710
p s F A cm P ?===?? （2.2） 4）系统流量Q ：
3463301013810412.210/24.7/min s p Q V A m s l ---=?=???=?= （2.3）
考虑到系统泄漏及对快速性的要求较高，将 增大50%，得 =37升/分，取为
40升/分。
⑤伺服阀的压降v P ：
MPa P P P P s s v 33.23/==-= （2.4）
3．电液伺服阀的主要性能参数
电液伺服阀是电液伺服系统中的关键性元件，在伺服系统的设计和研制中它
也往往是注意的焦点。系统中电液伺服阀的选取通常参考以下几个标准:额定流量、压力特性、频宽等。系统要求如下:
伺服阀在阀压降 =2.33 MPa 下的最大流量为：40L / Min
系统频宽 0.7f ＞3Hz
静态参数：
油路压力：端口X, A, P, B 31.5
端口T 1. 4
额定流量：40 1/m
非对称性：<10%
零位偏移：<1. 0%
零位漂移：DT=550K <4.0%
供油压力每变化7 <4.0%
零位泄露流量：<3. 0 1/m
滞环：<3. 0%
额定电流(单个线圈)：△i=100mA
2.3.3 液压缸设计选型
本系统选用双杆活塞缸。它的进出油口布置在缸筒两端，两塞杆的直径是相
等的，因此，当工作压力和输入流量不变时，两个方向上输出的推力和速度是相等的。
由分析可知：
2633645013822710
p s F A cm P ?===?? （2.5） 因为系统压力为7MPa ，所以选取液压缸活塞杆的直径d=0.55D, D 为液压缸
的缸筒内径。由已求得的 及液压缸的缸筒内径和活塞杆的关系d=0. 55D,并从GB2348-80标准选取最近的标准值可以求得：
液压缸活塞直径D=160mm
活塞杆直径d=90mm
活塞行程H=300mm
此时
222()137.44
p A D d cm π=?-= （2.6） 近似于前面的设计面积 ，由于设计时已留有很大余量，所以满足要求。
第三章 纠偏控制系统控制器设计
在纠偏控制系统中，控制器的硬件构成可以为PLC 、各类控制芯片或微机控
制，无论控制器硬件基础如何选择，其内部控制算法几乎无一例外地选择PID 控制方法。PID 控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制，至今仍有90%左右的控制回路具有PID 结构。尽管自1940年以来，许多先进控制方法不断推出，但PID 控制器以其结构简单、鲁棒性好、可靠性高及易于操作等特点，仍被广泛应用于冶金、化工、电力、轻工和机械等工业过程控制中。实际使用中，我们经常利用增量式PID 控制实现纠偏控制，根据递推原理可得增量式PID 控制算法公式如下:
()()()()()()()[1][212]p i D u k k e k e k k e k k e k e k e k =--+
+--+-
式中:p k 一比例系数;i k 一积分系数;D k 一微分系数。
在某些特定应用下，要求纠偏控制系统具有纠偏精度较高、超调小、响应速
度快等优点，此时，可能常规的PID 控制算法己经无法满足生产实际要求，此时，我们可以引入智能控制用以解决常规PID 控制方法无法满足的要求。目前某些纠偏控制系统己经引入智能PI 控制方法以优化常规的PID 控制方法。智能PI 控制系统鲁棒性更强，可减少甚至消除超调量，增加系统的快速性。智能PI 控制方法的基本规律为:当给定值与输出值偏差较大时，停止积分调节作用，并调整比例系数，目标是让系统以最大的能力消除偏差;当偏差小时，投入积分调节，并逐步调整比例系数和积分系数，使系统具有较好的稳态特性。
第四章 结论
本文论述了处理线带钢跑偏原因分析和钢纠偏控制系统的应用，并重点研究
了纠偏控制法。目前国内所有的带材纠偏装置几乎均采用此方法实现带材的纠偏过程，该纠偏控制方法通用强，可移植性强，可以为纠偏控制装置的设计研究设备维护人员提供一定的理论依据。
参 考 文 献
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带钢跑偏控制
带钢跑偏控制 摘要：本文对带钢连续处理机组的带钢跑偏机理进行了详细的分析，并指出一些常用的防跑偏对策；对“卷效应”的原理及 其可能对带钢表面产生的影响进行了说明；对带钢自动纠偏控制装置的各种形式进行分析，并指出在应用中应注意的问题；并对硅钢机组的纠偏辊布置的合理性进行了分析。 关键词：带钢 跑偏 摩擦 扰动 机理 1 前言 众所周知，在带钢连续作业线上，带钢的跑偏几乎是不可避免的，带钢跑偏不仅会影响带钢质量，甚至会严重损坏机组设备，对机组的稳定运行带来严重影响。特别是随着涂镀、连续退火及酸轧联合机组的发展，机组处理的带钢长度长、厚度薄及机组速度高和活套量的增加，为了保证机组的稳定运行及获得边部整齐的带卷，对带钢的跑偏进行研究和控制显得越来越重要。 2 带钢跑偏的机理 在带钢连续作业线上，除开卷机及卷取机外，带钢在传输过程中主要与各种辊子接触，从力的角度来说，带钢稳定传送过程中所受的横向扰动主要来自开卷机、卷取机及带钢与辊子之间的摩擦力，以及带卷错边的影响。为了便于分析，可取带钢连续作业机组中常用的一些辊子与开卷机及卷取机组成一个简易机组模型来进行带钢跑偏机理的分析。 图1 机组模型图 1 开卷机 2 夹送辊 3.4.5.6 转向辊 7 支撑辊 8 转向夹送辊 10.11 压辊 9 卷取机 2.1 各种辊子与带钢的摩擦接触状态带来的扰动 如图1所示的辊子为绝对圆柱形、辊子轴线与机组中心线垂直、夹送辊及压辊两端的压力相等、板形平直（断面为矩形），则辊子不会对带钢产生横向扰动，带钢不跑偏。但是，由于辊子的制造及安装误差、辊面及轴承的磨损、轴承座的松动等，特别是带钢板形的影响，将不可避免对运行中的带钢产生横向扰动。 2.1.1 辊子轴线与机组中心不垂直 如图2所示，辊子中心线与机组中心不垂直，偏转了α角，其中阴影部分为带钢与辊子接触区域。 图2 辊子轴线与机组中心不垂直时的跑偏 图3 速度矢量分析 当带钢刚绕进辊子5时，在AB 上取一点m ，则m 点处的带钢速度V s 与辊面线速度V r 有一夹角α，两者必然有一速度差ΔV sr ，于是辊子对带钢产生一个与ΔV sr 方向相反的摩擦力F ，使带钢跑偏，跑偏方向与F A V sr V sr
纠偏说明书
K50纠偏控制系统
(请务必在使用之前阅读) 为了安全使用本产品 ▲在安装和使用之前，请务必详细阅读本说 明书，一定要注意安全，正确使用本产品， 并遵守本说明书中的各种规定。 ▲本纠偏控制器是采用CPU 控制的机电设备， 用来纠正卷材的偏移，所以要严格遵守机电 设备有关规定和法则，适用标准，进行搬 运、安装操作和维护。 在打开控制器准备安装和接线之前要断开控制器电源至少要5分钟。正确的配置和安装是控制器正常运行的前提。 对以下几点要特别注意： ● 安装工作必须在无电状态下进行。 ●容许保护等级：保护接地，只有正确连接保护接地，才能减少外界电磁干扰。●与电网断开后，要等电容放电完毕，才可进行操作。●不要让任何异物进入控制器内。 ●在使用前，要除去所有覆盖物，以防止控制器过热。●切勿在易燃易爆等危险环境中使用。 ●请勿将本产品安装在高温、潮湿等恶劣环境下。● 请勿将产品直接安装在易受震动冲击的环境中。 ● 任何单位部门(Kortis 和Kortis 指定公司除外)未经允许不得擅自拆卸、修理及更改产品。※注意：Kortis对由于不遵守本说明或适用规则而造成的损坏概不负责。 ※注意：因产品更新换代迅速，说明书有变动之处，恕不另行通知，本公司对此保留最终解释权。 危险 如果错误操作，将会产生危险情况，导致伤亡。 注意 如果错误操作，将会产生危险情况，造成设备损坏及财产损失。 设计注意事项
目 录 1.1 概述 1.2 功能及特点1.3 操作界面 第一章 系统概述 112 第二章 安装与配线 2.1 控制器安装 2.2 超声波传感器安装2.3 控制器基本配线 34第三章 编程方法 3.1 控制器菜单画面3.2 编程方法 3.3 画面说明及参数设置 678 第四章 调试运行 4.1 调试步骤 4.2 控制器内部菜单4.3 调试方法 9915 5.1 技术参数5.2 环境规格5.3 外形尺寸161617第五章 规格及维护 5.4 系统维护 19 5
带钢纠偏控制系统设计
目录 摘要 (4) Abstract .................................................................................................. 错误！未定义书签。引言 . (5) 1 电液伺服控制系统 (7) 1.1电液控制系统的发展历史概述 (7) 1.2电液伺服控制系统的特点和构成 (8) 1.3电液伺服控制系统的发展趋势 (8) 2 带钢纠偏控制系统设计 (9) 2.1带钢纠偏控制系统原理 (9) 2.1.1课题背景 (9) 2.1.2带钢纠偏控制系统简介 (9) 2.1.3带钢纠偏控制系统工作原理 (9) 2.2带钢纠偏控制系统设计 (10) 2.2.1控制系统参数及基本要求 (10) 2.2.2控制系统设计方案 (11) 2.2.3纠偏液压站原理图设计 (12) 2.3带钢纠偏控制系统元件设计选型 (14) 2.3.1光电传感器设计 (14) 2.3.2电液伺服阀设计选型 (19) 2.3.3液压缸设计选型 (21) 2.3.4系统其他元件设计选型 (22) 3 带钢纠偏控制系统建模及仿真 (23) 3.1带钢纠偏控制系统模型建立 (23) 3.1.1伺服阀传递函数 (23)
3.1.2卷取机传递函数 (24) 3.1.3其他元件传递函数 (24) 3.2带钢纠偏控制系统仿真 (25) 3.2.1系统调节品质分析 (25) 3.2.2系统的闭换阶跃响应 (28) 3.3常规PID控制器 (29) 3.3.1 PID控制算法简介 (30) 3.3.2常规PID仿真及结果分析 (34) 4 智能PI控制器的设计及仿真 (36) 4.1智能PI控制器设计原理 (36) 4.2智能PI控制器仿真及结果分析 (39) 4.2.1智能PI控制器仿真 (39) 4.2.2结果分析 (40) 5智能PI控制器的全数字实现 (43) 5.1计算机控制系统简介 (43) 5.1.1计算机控制系统概述 (43) 5.1.2计算机控制系统的组成 (43) 5.1.3 计算机控制系统的结构 (44) 5.2 最小应用系统的设计 (45) 5.3 系统的软件设计 (46) 5.3.1主程序设计 (46) 5.3.2 8279键盘中断程序 (49) 5.3.3 8279显示子程序 (52) 5.3.4 中断服务程序 (54) 结论 (64)
浅析带钢的对中纠偏控制(新版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 浅析带钢的对中纠偏控制(新 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
浅析带钢的对中纠偏控制(新版) 本文详细分析了带钢在运行过程中跑偏产生的原因、特点及其类别。针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案提供依据。 带钢跑偏原因分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。 1.1.带钢的板形缺陷。各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 1.2.设备精度。包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向
跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90°的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90°。偏离的大小，记为跑偏角。 为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 1.3.张力控制 带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力
带钢跑偏现象分析和控制
带钢跑偏现象分析和控制 彭军 （冷轧厂） 摘要：对带钢受到各种因素的影响而出现跑偏的情况进行讨论，并针对酸轧机组在生产过程中出现的带钢跑偏问题进行分析、解决。 冷轧板厂酸洗连轧机组通过人口段的焊机将前后两卷带钢连接起来，使得生产线的带钢可以连续运行，但是从人口的开卷机到出口的卷取机，全长约有1000多米，途中要经过各种设备，很容易发生带钢跑偏现象。尽管在生产线上共设有8套CPC纠偏装置，可以自动对带钢进行纠偏，但在实际运行中发现，活套内的带钢常常跑偏严重，无法通过纠偏装置进行纠正，迫使生产线不得不降低速度，甚至停机，严重影响了生产产量、产品质量和设备安全，为此需要对带钢的跑偏现象进行分析，并采取有效的方法予以控制。 1 带钢跑偏的原因 带钢在运行中自行偏离生产线的中心，向辊子的一边移动，称为“带钢跑偏”。带钢在输送辊上运行，只要带钢和辊子表面有接触，并在一定的磨擦阻力界限内，那么带钢上各点就会和辊子的中心线成直角行走。假设带钢板形良好，断面厚薄均匀，则作用在带钢上的张力分布均匀，同时各辊子保持平行，并与带钢运行方向保持垂直，那么，带钢在辊子上运行就不会跑偏，即带钢时刻运行在生产线的中心上。 但在实际的生产过程中，会有各种各样的因素影响带钢的正常运行轨迹，因此使带钢产生跑偏现象。 1．1带钢本身缺陷的影响 如果带钢两边厚薄不一时，带钢本身就构成了镰刀弯形状，当带钢如图1(a)所示运行时，理想的带钢运行情况如图1(b)，假设带钢具有左凸镰刀弯，则会出现图1(e)的情形，CD线为A’C段带钢初人转向辊时，带钢与辊子的相切接触线，当A’B’运行到辊子处时，左侧的A’点会落在C点的左边，此时A’C段带钢进入转向辊后的左移跑偏距离为f= A’C×sinβ，同理，当带钢具有右凸镰刀弯时，会使带钢在转向辊上产生右移跑偏。跑偏量的大小与镰刀弯的程度、转向辊的间距以及带钢张力的大小有关。 还有其他各种板形缺陷，如中浪、边浪、纵弯、横弯等，再加上各处宽度、厚度、硬度、表面粗糙度均有差异，使得带钢不能均匀贴绕在转向辊上，这些不对称因素会在与转向辊接触的带钢表面上产生垂直于运行方向的侧向力。在此侧向力的作用下，带钢发生侧向滑移，从而使带钢跑偏。
纠偏原理及其应用
纠偏院里的分析与应用 1带钢连续处理过程的跑偏分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移[2]。 各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 设备精度包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90 o 的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进人辊子的角度偏离90 o 。偏离的大小，记为跑偏角。那么，跑偏理论计算公式为： F ＝ K·L·tanα ( l ) 式中 F——跑偏量，mm ; K——跑偏系数； L——自由带钢长度，mm ; α——跑偏角，度。 带钢的跑偏速度与带钢跑偏角、辊子的输送速度有关。 Vα＝v k·V c·tanα（2） 式中 Vα——带钢跑偏速度，mm/s ; v k——跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有 关，理想状况下可取1.0 ； V c——辊子圆周线速度，mm/s； α——跑偏角，度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 张力控制带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力增加是受限制的。 2带钢对中纠偏原理研究
钢带轧制常见缺陷原因分析
带钢轧制常见缺陷原因分析 结疤(M01) 图 7-1-1 图 7-1-2 1. 缺陷特征 附着在钢带表面，形状不规则翘起的金属薄片称结疤。呈现叶状、羽状、条状、鱼鳞状、舌端状等。结疤分为两种，一种是与钢的本体相连结，并折合到板面上不易脱落；另一种是与钢的本体没有连结，但粘合到板面上，易于脱落，脱落后形成较光滑的凹坑。 2. 产生原因及危害 产生原因： ①板坯表面原有的结疤、重皮等缺陷未清理干净，轧后残留在钢带表面上； ②板坯表面留有火焰清理后的残渣，经轧制压入钢带表面。 危害：导致后序加工使用过程中出现金属剥离或产生孔洞。 3. 预防及消除方法 加强板坯质量验收，发现板坯表面存在结疤和火焰清理后残渣应清理干净。 4. 检查判断 用肉眼检查； 不允许存在结疤缺陷，对局部结疤缺陷，允许修磨或切除带有结疤部分带钢的方法消除，如结疤已脱落，则比照压痕缺陷处理。 7.2 气泡(M02) 图 7-2-1 闭合气泡 图 7-2-2 开口气泡 图7-2-3 开口气泡 1. 缺陷特征 钢带表面无规律分布的圆形或椭圆形凸包缺陷称气泡。其外缘较光滑，气泡轧破后，钢带表面出现破裂或起皮。某些气泡不凸起，经平整后，表面光亮，剪切断面呈分层状。 2. 产生原因及危害 产生原因： ①因脱氧不良、吹氩不当等导致板坯内部聚集过多气体； ②板坯在炉时间长，皮下气泡暴露或聚集长大。 危害：可能导致后序加工使用过程中产生分层或焊接不良。 3. 预防及消除方法 ①加强板坯质量验收，不使用气泡缺陷暴露的板坯； ②严格按规程加热板坯，避免板坯在炉时间过长。 4. 检查判断 用肉眼检查； 不允许存在气泡缺陷。 7.3 表面夹杂(M03) 图 7-3-1
光电纠偏控制器
GD－4B 型光电纠偏控制器 GD－4B 型光电纠偏控制器为边缘位置检测装置（EPC），是对薄型软物料在传送过程中水平方向位置偏移进行控制的系统，具有自动检测、自动跟踪、自动调整等功能。能对纸张、薄膜、不干胶带、铝箔等物料的标志线或边缘进行跟踪纠偏，以保证卷绕、分切的整齐。该系统可用于轻工、纺织、印染、印刷等行业。 该系统用光电开关检测物料边缘的位置，由同步电机驱动器、同步电机、丝杠、拖板等组成执行机构，完成对物料的牵引，修正物料运行时的偏差。 GD-4B光电纠偏控制器的控制单元由单片机及大规模集成电路组成，内置EEPROM数据存储器，可永久保存用户的状态设置，掉电不丢失数据；内置死机自恢复电路、EMI干扰抑制电路，系统可在较恶劣的环境工作；整个系统采用“模块化”理念设计，便于用户组成综合控制系统。 技术指标 1．跟踪标志宽度＞2mm 2．光电检测开关与物料的距离12mm±2mm 3．响应时间25ms 4．灵敏度±0.5mm 5．驱动器速度：8mm/s 6．推动力：50-500Kgf(由电机的输出功率决定) 7．位置失控保护 8. 光电开关输出方式：NPN常开型 9. 安装方式：嵌入式；面板尺寸：197*105；开孔尺寸：180*92 二、工作条件 1．工作电压AC 220V±10% 50Hz 2．环境温度50 o C以下 3．空气湿度≤85％（25 o C） 三、工作原理 本系统中，由光电检测开关检测单边或双边的位置，以拾取位置偏差信号。再将位置偏差信号进行逻辑运算，产生控制信号，用同步电机驱动机械执行机构（丝杠、拖板等），修正物料运行时的蛇型偏差，控制物料直线运动。 在偏差方向上设置左、右限位开关，防止系统失控。 单边双开关控制时，光电头置于材料一边。使材料边缘处于光电传感器二不灵敏区内。优点：控制误差较小，材料宽度变化时，光电头位置可以不变。缺点：如果边缘破损，会强制跟踪导
EH-1003HS带材纠偏控制系统
EH-1003HS带材纠偏控制系统 一带材纠偏系统工作原理 钢铁、橡胶、造纸等工业企业在对带材进行生产或加工过程中，需要将带材准确无偏地送入下道工序机组。但是，由于外界的各种因素的影响，总会造成偏差。为了保证产品质量及满足正常生产或加工的需要，就得使用纠偏系统，通过自动调节来消除偏差，使带材中心始终被控制在生产线的中心。 系统主要由CSEC-20电液伺服控制器（其中包括红外宽光束对中传感器、电液伺服放大器和泵电机启动装置等）、油缸（用户自备），位移传感器（CRDB-A）、电液伺服阀（CSV8系列），液压站（CHPS）等元器件组成。光电传感器的检测器是成对使用，其对称中心与生产线中心是一致的。在生产过程中，当带材中心偏离生产线机械中心时，两光电传感器被遮挡部分面积就不一样，因此其输出两个大小不同的电信号至前置放大器，通过前置放大器相加运算后，输出一个与帘子布位置偏差大小、方向有关的电信号至主放大器，主放大器输出一电流信号给伺服阀动圈以控制伺服阀的方向与流量；伺服阀控制油缸，使位移-摆动辊偏移，同时带动位移传感器，使位移传感器也输出一反相信号给主放大器，此信号使伺服阀输出减小；当此信号与前置放大器输出信号等值反相时，伺服阀输出为零，位移-摆动辊停止运动，此时辊与起始位置有一位移并成一角度，带材在这一位移与角度作用下产生位移-螺旋效应；直至偏差消除，两光电检测器输出电压一致，前置放大器输出为零，位移-摆动辊偏角也回到零，即起始位置，此时带材中心与生产线机械中心无偏差。如再有偏差，则重复上述过程，从而达到连续纠正偏差的目的。整个系统是逐级推动、闭环工作的。元件故障与调整不当都可能使系统失常。在系统中如出现故障，应根据情况具体分析、区别对待，切忌非专业人员乱拆乱调，以免损失纠偏精度。 二系统框图 见下页《带材纠偏系统示意图》 三电气原理及连接图
美塞斯FIFE纠偏系统介绍(纠偏控制器)
美塞斯FIFE纠偏系统介绍(纠偏控制器)
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美塞斯FIFE纠偏系统介绍 控制器 纠偏控制器(MC16) 型号为4008301898的FIFE产品平滑而高效的卷材生产始于正确的纠偏控制系统。FIFE?为您提供一系列的自动控制系统，使您获得精密而可靠的纠偏性能、以及将来升级您生产线的灵活性。 卷材纠偏控制器 FIFE卷材纠偏控制器功能强大、安装简单、操作方便，具有极高的动态响应水平以提高纠偏精度并减少浪费。 D-MAXTM 系列卷材纠偏系统 ●一个由功能强大、模块化的组件构成的完整系统，用以提高效率和卷半质量 ●模块化设计理念，可以作为预接线控制器系统或者多功能组件中的独立功能模块使用●控制器外观朴实，能够提供最高水平的纠偏精度，选用功能强大，例如高速联网和远程 系统监控功能 ●图形化的操作界面，简明易发的操作语言，可以使 您的安装我操作变得简单 POLARIS TM卷材纠偏控制器 ●精密的卷材纠偏控制器，安装和操作都很简单 ● 5.67”x5.67”x4.06”(144mm x 144mm x 103mm)
的小巧箱体，容易嵌入机器的控制面板中 ●直观而友好的操作界面能够减小两批产品转换中的停工时间 ●高动态响应性能，确保恒定，优质的卷装 CDP-01 卷材纠偏控制器 ●具有高品质的动态响应性能，能够驱动 单个、两个或者三个纠偏器同时使用 ●内置信号放大器，专门用于红外感应器 在检测透明卷材时将信号放大，提高检 测精度 ●不需要PLC也可以同时控制多达3套纠 偏系统 网络通讯 可选的串行总线通讯协议转换器，使您可以通过现有的ControlNet,DeviceNet,InterBus,Profibus,Modbus/TCP Ethernet,或Ethernet IP获得纠偏数据。 动力装置 不管您选用什么样的控制系统，FIFE动力装置都具有足够的灵活性来满足任何卷材和载荷方面的要求。 ●适合于随较大载荷的放卷/收卷电气液压式或气动液压式纠偏系统 ●紧凑、模块化的结构是完全独立可用的 ●几乎不需要维护
浅析带钢的对中纠偏控制
浅析带钢的对中纠偏控 制 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
浅析带钢的对中纠偏控制本文详细分析了带钢在运行过程中跑偏产生的原因、特点及其类别。针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案提供依据。 带钢跑偏原因分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。 1.1.带钢的板形缺陷。各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 1.2.设备精度。包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90°的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90°。偏离的大小，记为跑偏角。
为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 1.3.张力控制 带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力增加是受限制的。 带钢对中纠偏控制措施
美塞斯纠偏系统
美塞斯（MC05）国际集团Fife 纠偏系统产品系列 卷材纠偏控制器 FIFE卷材（MC05）纠偏控制器功能强大，安装简单，操作方便，具有极高的动态响应水平以提高纠偏精确度并减少浪费。 D-MAX系列卷材纠偏系统 1.一个由功能弱碱、模块化的组件构成的完整系统，用以提高效率和卷装质量。 2.模块化设计理念，可以作为预接线控制器系统或者多功能组件中的独立功能模块使用。 3.控制器外观朴实，能够提供最高水平的纠偏精确，选用功能强大，例如调整联网和远程系统监控功能。 4.图形化的操作界面，简易明懂的操作语言，可以使您的安装和操作变得简单。 Polaris卷材纠偏控制器 1.精密的卷材纠偏控制器，安装和操作都很简单。 2. 5.67"×5.67"×4.06"(144mm×144mm×103mm)的小巧箱体，容易嵌入机器的控制板中。 3.直观而友好的操作界面能减少两批产品转换中的停工时间。
4.高动态响应性能，确保恒定、优质的卷装。 CDP-01纠偏卷材控制器 1.具有高品质的动态响应性能，能够驱动单个、两个或者三个纠偏器同时使用。 2.内置信号放大器，专门用于红外感应器在检测透明卷材时将信号放大，提高检测精确。 3.不需要PLC也可以同时控制多达3套纠偏系统。 网络通讯 可选的串行总线通讯协议转换器，使您可以通过现有的ContrklNet，DeviceNet，InterBus，Profi-Bus，ModBus/TCP ErtherNet，或EtherNet IP获得纠偏数据。 动力装置 不管您选用什么样的控制系统，FIFE动力装置都肯有足够的灵活性来满足任何卷材和载荷方面的要求。 1.适合于承受较大载荷的放卷？收卷电气液压式或气动液压式纠偏系统。
带钢纠偏控制系统
摘要 本设计是针对钢带在卷取机上绕卷运行时发生的左右偏移而提出控制方案及具体处理方法。采用智能PID控制算法,对钢带的偏移量进行实时的控制,使之在左右偏移时偏移量控制在安全的范围内。主要是对系统数学模型的建立和数据处理的算法分析。深入阐述了纠偏控制系统设计思想及实现方法，对提高带钢生产效率和产品质量具有积极的意义。 关键字：钢带；纠偏控制；智能PID控制；卷取机
Abstract This design is for the steel strip in the coiling machine on the occurrence of the left and right deviation and put forward the control scheme and specific processing method. The PID control algorithm is adopted to control the steel strip, and the offset is controlled in the range of safety. Is mainly about the establishment of the system mathematical model and data processing algorithm analysis. The design idea and realization method of deviation correction control system are introduced, which has positive significance to improve the production efficiency and product quality. Keywords:steel strip; deviation control; intelligent PID control; coiling machine
纠偏控制器
纠偏控制器 美塞斯Fife（标准型号MC18/4008301898）英文名：Correction Controller 纠偏控制器概念：纠偏控制器,又称边缘位置控制(E.P.C)经发展又有线条位(L.P.C)中心线位置控制(C.P.C） 纠偏控制器的原理： 在物料卷绕过程中，由光电传感器检测边或线的位置，以拾取边或线位置偏差信号。再将位置偏差信号传递给光电纠偏控制器进行逻辑运算，向机械执行机构发出控制信号，驱动机械执行机构，修正物料运行时的蛇形偏差，保证物料直线运动。可选装左、右限位开关防止系统失控。 纠偏控制器的主要性能指标： 1、对线工作：标志线宽度不小于2mm； 2、对边工作：边标志侧保持2mm以上同色度区； 3、检出距离：同轴反射型光电眼（可见光）为12mm 4、响应时间：光电眼响应时间为2ms，系统响应速度为50ms； 5、纠编精度：±1mm; 6、最大推重：1.5T/3T可选; 7、失控保护：系统自带极限位置失控保护装置（该功能为可选配置）。
纠偏控制器的特点 1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 2、高精度的保证，滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。 3、微进给可能，滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。 4、无侧隙、刚性高，滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。 5、高速进给可能滚珠丝杆由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 纠偏控制器的用途： 纠偏控制器可对各种卷材进行纠偏工作，根据纠偏材料的印刷图案不同而可以选择跟边，跟线方式，并自由设定单电眼或双电眼检测，纠偏执行电机为永磁低速同步电机。主要应用于印刷包装、造纸、薄膜、纺织等行业需要控制卷边齐整的场合。 纠偏控制器的类型
纠偏原理及应用
1带钢连续处理过程的跑偏分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移[2]。 各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 设备精度包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90 o 的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进人辊子的角度偏离90 o 。偏离的大小，记为跑偏角。那么，跑偏理论计算公式为： F ＝ K·L·tanα ( l ) 式中 F——跑偏量，mm ; K——跑偏系数； L——自由带钢长度，mm ; α——跑偏角，度。 带钢的跑偏速度与带钢跑偏角、辊子的输送速度有关。 Vα＝v k·V c·tanα（2） 式中 Vα——带钢跑偏速度，mm/s ; v k——跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有 关，理想状况下可取1.0 ； V c——辊子圆周线速度，mm/s； α——跑偏角，度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 张力控制带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力增加是受限制的。 2带钢对中纠偏原理研究
带钢的纠偏原理
钢带的纠偏原理 生产线用钢带纠偏系统是通过改变纠偏辊的位置来使走偏了的钢带恢复到中心位置，从而保证钢带的稳定运行。 常见的纠偏系统如图1所示，由纠偏辊和框架、钢带位置光电检测器、电子信号放大器、液压站、电液伺服阀、伺服油缸、位移传感器等几大部分组成一个闭环控制系统。 图1纠偏系统组成示意图
1-钢带位置光电检测器；2-纠偏辊及框架；3-纠偏辊位移传感器； 4-电子信号放大器；5-液压站；6-电液伺服阀；7-伺服油缸；8-旋转轴(图中不可见); 其工作原理是：如图2所示 图2钢带位置光电检测器原理图; 光电检测器有光源发射器和接收器两个主要部分，光源发射器发生的光线一部分被钢带挡住，另外在钢带两侧边缘各有一部分射向对面的光电二极管接收器，被其接收到转换成电信号。接收器分为钢带两侧边两部分，分别与两只可变电阻R3、R4组成了电桥。如果钢带处于生产线中心位置，则两侧边的接收器接收到的光线量相同，其两部分光电二极管的电流或电阻也相同，即R l=R2。这时调整可变电阻，使R3=R4。这样电桥的Rl×R4=R2×R3，处于平衡状态，输出的信号为零，纠偏辊也处于中心位置状态。 如果钢带偏向一边，则电桥的R l×R4与R2×R3不等，会输出一定的信号给信号处理放大器，这个信号即是钢带的位置偏差信号，能反映出钢带往哪个方向偏离中心线，偏移量是多少。放大器‘便由此计算出为了纠正这样大小的偏移量和纠偏辊应该转过的理论角度。另外，有一个位移传感器安装于纠偏旋转框上，它是一个可变电阻，输出的阻值随纠偏辊的位置变化而变化，它也向信号处理放大器提供一个纠偏辊的实际位置信号，即反映纠偏目前已经往哪个方向旋转，旋转的实际角度是多少。这样信号处理放大器就可以将纠偏辊所需要旋转的理论角度与实际角度相比较，决定驱动
液压纠偏系统简介
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 液压纠偏系统简介 液压纠偏系统简介. txt27 信念的力量在于即使身处逆境，亦能帮助你鼓起前进的船帆；信念的魅力在于即使遇到险运，亦能召唤你鼓起生活的勇气；信念的伟大在于即使遭遇不幸，亦能促使你保持崇高的心灵。 液压纠偏系统简介一、概述： 随着现代化轧机速度的提高，对带钢的传送速度也大大的提高了，这样相应的辅助设备的速度也必须提高。 为保证带钢在轧制过程中在轧制中心线附近运行，且保证卷取时带卷边缘整齐，从而避免因带材偏离轧制中心线发生的刮坏设备或带材边缘损坏，影响产品质量的事故发生，同时大量减少带边剪切量。 所以带钢的边缘控制和机组上的对中控制是带材连续作业上必不可少的环节。 产生带钢偏离轧制中心线的原因有多种，主要是辊系的倾斜，带钢厚度不均、辊距与带钢宽度的比值、辊型结构、带钢的张力等，若参数选择不当都会引起带钢偏离轧制中心线，所以带钢在运行过程中的横向偏离中心线是不可避免的，必须加以控制。 常用的控制方式有四种： 1、机械式： 如能自动定心的双锥辊，导向轨等。 1 / 14
2、电动式： 采用光电检测器，将偏离信号送至控制柜，从而控制直流电机进行纠偏。 3、气液方式： 采用气动检测喷嘴，通过膜片控制射流管喷射的油压推动滑阀控制油缸进行纠偏。 4、光电液方式： 采用光电检测器将偏离信号经放大器放大，控制电液伺服阀推动油缸进行纠偏。 这四种控制方式中前三种纠偏速度较慢，满足不了现代化高速生产的需要。 而第四种控制方式采用的是电液伺服控制，这种控制方式的信号传输快，电反馈和校正方便，它的检测精度高，检测光电头距离大可达一米左右，可直接方便的装在带钢运行线路上。 而且系统动态性能好。 因此本设计中我采用光电液控制方式。 按控制对象不同可分开卷机、卷取机和摆动辊三种。 为了保证在轧制过程中带材边缘位置不变，保持在轧制中心线附近运行，控制误差为1~2mm，因此，我在本设计中采用了开卷机边缘控制方式。 二、冷轧带钢液压纠偏系统的组成和工作原理 1、组成： 如图（一）所示该系统由光电检测器（包括液压缸），放大
液压纠偏系统简介
液压纠偏系统简介.txt27信念的力量在于即使身处逆境，亦能帮助你鼓起前进的船帆；信念的魅力在于即使遇到险运，亦能召唤你鼓起生活的勇气；信念的伟大在于即使遭遇不幸，亦能促使你保持崇高的心灵。 液压纠偏系统简介 一、概述： 随着现代化轧机速度的提高，对带钢的传送速度也大大的提高了，这样相应的辅助设备的速度也必须提高。为保证带钢在轧制过程中在轧制中心线附近运行，且保证卷取时带卷边缘整齐，从而避免因带材偏离轧制中心线发生的刮坏设备或带材边缘损坏，影响产品质量的事故发生，同时大量减少带边剪切量。所以带钢的边缘控制和机组上的对中控制是带材连续作业上必不可少的环节。 产生带钢偏离轧制中心线的原因有多种，主要是辊系的倾斜，带钢厚度不均、辊距与带钢宽度的比值、辊型结构、带钢的张力等，若参数选择不当都会引起带钢偏离轧制中心线，所以带钢在运行过程中的横向偏离中心线是不可避免的，必须加以控制。 常用的控制方式有四种： 1、机械式：如能自动定心的双锥辊，导向轨等。 2、电动式：采用光电检测器，将偏离信号送至控制柜，从而控制直流电机进行纠偏。 3、气液方式：采用气动检测喷嘴，通过膜片控制射流管喷射的油压推动滑阀控制油缸进行纠偏。 4、光电液方式：采用光电检测器将偏离信号经放大器放大，控制电液伺服阀推动油缸进行纠偏。 这四种控制方式中前三种纠偏速度较慢，满足不了现代化高速生产的需要。而第四种控制方式采用的是电液伺服控制，这种控制方式的信号传输快，电反馈和校正方便，它的检测精度高，检测光电头距离大可达一米左右，可直接方便的装在带钢运行线路上。而且系统动态性能好。因此本设计中我采用光电液控制方式。 按控制对象不同可分开卷机、卷取机和摆动辊三种。为了保证在轧制过程中带材边缘位置不变，保持在轧制中心线附近运行，控制误差为±1~2mm，因此，我在本设计中采用了开卷机边缘控制方式。 二、冷轧带钢液压纠偏系统的组成和工作原理 1、组成：如图（一）所示 该系统由光电检测器（包括液压缸），放大器，比较器，电液伺服阀，开卷机（两个，左右两缸）组成。 2、工作原理：由光电检测器将检测所得的位移信号经反馈到比较器与所给定的位置信号进行比较得到一位置偏差信号，该信号经放大器进行放大，转变成较大的电信号，由此放大后的电信号控制电液伺服阀。电液伺服阀根据所得的电信号调整阀芯的动作，改变了油液的流向和流量，使液压缸动作，推动开卷机向左或向右运动，从而达到带钢纠偏。 三、冷轧带钢机组双柱头开卷机液压传动系统设计： （一）设备传动简介： 双柱头开卷机用于冷轧机组前带卷的开卷，送料和使带钢形成一定张力。开卷机由涨缩柱头，柱头旋转传动装置，柱头移动装置，底座及带钢边缘控制等组成。其中柱头的涨缩，柱头的移动及带钢边缘控制均为液压传动。本设计就是设计柱头的移动和带钢边缘控制。 工艺参数： 最大开卷速度Vk 10m/s 钢卷最大质量m1 15×103kg
浅析带钢的对中纠偏控制(新编版)
浅析带钢的对中纠偏控制(新 编版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0282
浅析带钢的对中纠偏控制(新编版) 本文详细分析了带钢在运行过程中跑偏产生的原因、特点及其类别。针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案提供依据。 带钢跑偏原因分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。 1.1.带钢的板形缺陷。各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。
1.2.设备精度。包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90°的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90°。偏离的大小，记为跑偏角。 为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 1.3.张力控制 带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每
纠偏控制器使用说明：
纠偏控制器使用说明 1. （ 〃以十进制表示的传感器检测有效距离： 〃 STUP输入 〃错误信息 〃在参数设定模式下，显示屏显示参数号（例F3）按SETUP 键显示此参数的设定值。 （2）条形显示管：显示马达位置。在进入参数设定模式时，显示一连续从底部到顶部不断移动的光标。 （3）如何进入和退出功能设定： 在MAN或AUTO模式下均可按ENTER+RIGHT键进入参数设定模式。 按RIGHT或LEFT键可选择不同的参数。
退出参数设定模式同时按ENTER+LEFT键或选择参数F60. 关于参数的设定模式下如何操作参阅参数设定。 （4）在MAN模式下如何进行纠偏（相应的MAN 指示灯亮） 【1】在手动模式下纠偏 …按MAN键进入手动控制模式（通常它是用来中断纠偏调整）。MAN 键的功能也可通过外部控制（详细信息参阅参数设定F42）【2】驱动中心 …同时按SETUP+S.C键，驱动器定位在行程的中心位置（当限位开关位置改变时数码管显示的数值将超出〒80，此时应按照参数 F21进行设定。 【3】手动驱动器定位： …按LEFT和RIGHT键使驱动器定位在目标点上，同时按SETUP+LEFT 或RIGHT键时可连续移动。 【4】驱动位置显示 …按SETUP键显示驱动器相对参考点的位置，显示值单位是mm,0表示行程的中心位置。 （5）在AUTO模式下如何进行纠偏（相应的AUTO指示灯亮）【1】在AUTO模式下纠偏 …按AUTO键进入自动纠偏控制模式。 … AUTO键的功能也可通过外部控制（详细信息参阅参数设定F42）【2】设置传感器有效范围值---SETUP----
电液伺服控制系统设计
电液伺服控制系统的设计与仿真 引言 电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。 1 液压系统动态特性研究概述 随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。 1.1 液压系统动态特性简述 液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。 液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。 1.2 仿真环境简介 基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境，它在众多领域得到广泛应用。Simulink借助Matlab的计算功能，可方便地建立各种模型、改变仿真参数，有效解决了仿真技术中的问题。Simulink提供了交互的仿真环境，既可通过下拉菜单进行仿真，也可通过命令进行仿真。虽然Simulink提供了丰富的模块库，但是在Matlab／Simulink下对液压系统进行建模及仿真需要做很多简化工作，而模型的简化使得仿真结果往往出现一定的误差。AMESim (Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是法国IMAGINE公司开发的一套高级仿真软件。它是一个图形化的开发环境，用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析。AMESim的特点是面向工程应用从而使其成为汽车、航天和航空等工业研发部门的理想仿真工具。研究人员完全可以用AMESim的各种模型库来设计系