专题2刘宏民-燕山大学-板形仪20120408.ppt

燕山大学 2012年4月8日 燕山大学 冷轧带钢板形检测和闭环控制 燕山大学 * * 一、研发背景 1.市场背景 中国是钢铁大国，板带钢是最主要的钢材产品 冷轧带钢——高端带材产品 机械性能好 尺寸精度高 板形精度高 表面质量高 应用： 汽 车 建 筑 家 电 包 装 优点： 燕山大学 * * 一、研发背景 2. 技术背景 ：高级冷轧带钢的重要质量指标：冷带钢轧机核心技术、前沿技术、高端技术：在线检测带钢板形缺陷的板形仪 ：板形在线检测的“眼睛” 轧制过程的高端测控系统：被瑞典、英国、德国垄断 国内空白，全部进口 高精度板形板 形 控 制板形控制关键板形仪制造现状 世界级重大难题 燕山大学 * * 一、研发背景 满足带钢板形指标要求 满足带钢表面质量要求 满足后续深加工的要求 板形闭环控制是显著提高冷轧带钢产品板形质量、表面质量及后续深加工质量的关键技术 板形在线检测是实现冷轧带钢板形闭环控制的前提和基础 燕山大学 * * 一、研发背景 2. 技术背景 ： 中低产品： 高级产品： 1000万元/套，维护、备件费用高 国外只供货，不提供技术，卡脖子 无板形仪，仅设定控制有板形仪，闭环控制进口板形仪 3. 立项目的 （1）自主创新，工业应用，顶替进口，打破垄断封锁，为国争气 （2）提高板形控制技术水平，提高板形质量，生产高级冷轧带钢 燕山大学 * * 二、总体方案--技术路线 1. 板形检测系统 板形检测辊 集流装置 DSP信号处理装置 工控机 板形检测软件 燕山大学 * * 二、总体方案—技术路线 2. 板形控制系统 （1）预设定控制——倾辊、弯辊、窜辊、冷却和辊型 （2）前馈与反馈控制 钢卷 检测辊 检测辊 前馈 反馈 倾辊、弯辊 分段冷却 燕山大学 * * 三、关键技术 1. 提出与国际上流行的分段式板形辊不同的结构形式 研制整辊镶块式和整辊无缝式板形仪，避免划伤带钢 瑞典ABB公司 英国DAVY公司 德国 SUNDWIG公司 分段压磁式 以ABB公司检测辊为例，辊环热装于辊体芯轴上，分段式辊体结构，辊环间因温差产生不同热膨胀量，易划伤带钢表面，预压力变化较大。 空气轴承式 以英国Davy公司空气轴承式检测辊为例，对工作环境要求苛刻，需要纯净空气，维护和装配困难，影响有效轧制时间，增加维修费用。 整辊压电式 以德国Sundwig测力元件(压电传感器)沿辊体表面均匀交错布置，横向间歇式测量板形信号，不能同步反映带钢瞬时板形，传感器极为昂贵。 燕山大学 * * 三、关键技术 主辊体 传感器 弹性块 本项目方案1：整辊镶块压磁式板形辊 已应用于鞍钢1250轧机 燕山大学 * * 三、关键技术 本项目方案2：整辊无缝无线式板形辊，2011年完成样辊 在河钢衡板1050冷轧机上完成工业试验 主辊体 传感器组合件 燕山大学 * * 三、关键技术 2. 提出与国际上流行的干式集流环不同的信号传输方式 研制喷淋湿式集流环和无线传输装置，提高精度寿命 湿式集流环内部结构示意图图 方案1：喷淋湿式集流环，2008年应用于鞍钢1250冷轧机 燕山大学 * * 三、关键技术 方案2：信号无线传输装置，2011年应用于河钢1050冷轧机 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 燕山大学 * * 3.提出与国际上流行的采集卡形式不同的信号处理方式 研制内嵌DSP板形信号处理系统，提高抗干扰能力 DSP数字 Controller WIFI 信号 发射 端 通道1 通道2 通道n-1 通道n RAM 霍尔组件 … 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 检测 软件 系统 工控 机 CAN接口 USB等 标准接口 三、关键技术 WIFI 信号 接收 端 网卡 创新点：1. 将DSP板形信号处理系统集成于集流装置内，利用无线技术实现原始板形信号的动态输出传输 2. 编写底层驱动程序和动态链接库文件，借用工控机网卡，实现板形数字信号的快速采集 Focus on a textual ord on delivered value to the market --- latency improvments coherency improvements RAS/HA... More redundncy --- PU