基于電容傳感器的板厚板速動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、熱連軋是金屬板、帶材的主要加工工藝。在熱連軋過程中，堆鋼是最常見也是對(duì)熱連軋工藝影響最大的現(xiàn)象。如寶鋼的2050熱連軋生產(chǎn)線，在2012年就發(fā)生了7起堆鋼事故，這就嚴(yán)重影響了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
　　堆鋼主要是由于連軋時(shí)板帶速度的變化造成的。堆鋼對(duì)企業(yè)生產(chǎn)帶來的損失有很多，比如堆鋼存在很大的安全問題；堆鋼有時(shí)候還會(huì)引起軋輥的斷裂；堆鋼還會(huì)使得整根鋼錠完全報(bào)廢。目前，一些連軋線采用活套裝置來緩解堆鋼問題。但是活套有時(shí)候出現(xiàn)誤動(dòng)作，極容

2、易出現(xiàn)堆鋼。面對(duì)這種狀況，亟需找到一種合適的高效的解決辦法。
　　本文通過設(shè)計(jì)能夠在線檢測(cè)板帶軋制速度的電容傳感器，解決了軋制過程中的堆鋼問題。此電容傳感器具有精度高、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)。通過傳感器對(duì)鋼板厚度和速度的精確的實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)軋輥轉(zhuǎn)速，避免了在生產(chǎn)過程中堆鋼事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。
　　首先，對(duì)傳統(tǒng)電容傳感器測(cè)量頭進(jìn)行了ANSYS建模，并做了有限元磁場(chǎng)分析。結(jié)果表明，測(cè)量頭周圍有很多雜亂的磁場(chǎng)線，即在測(cè)量時(shí)有

3、邊緣效應(yīng)的影響。為此，對(duì)電容傳感器的測(cè)量頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過在測(cè)量頭的外面增加兩層絕緣層和兩層屏蔽層，消除了邊緣效應(yīng)和寄生電容對(duì)電容傳感器測(cè)量結(jié)果帶來的影響。
　　其次，電容傳感器在線測(cè)量板材厚度時(shí)，板材在軋制過程中會(huì)上下振動(dòng)，這就使得測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，測(cè)厚方式采用獨(dú)立雙電容結(jié)構(gòu)，這樣就克服了由于板帶的上下跳動(dòng)而測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。通過CDC技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這使得測(cè)量結(jié)果可以以數(shù)值形式直接在

4、液晶顯示器上顯示。
　　再次，在兩機(jī)架之間布置兩組電容測(cè)厚裝置，分別提取兩組測(cè)厚儀測(cè)得的厚度信號(hào)。應(yīng)用信號(hào)互相關(guān)原理，通過MATLAB軟件將兩組厚度信號(hào)做互相關(guān)分析，得出信號(hào)在某一時(shí)刻互相關(guān)函數(shù)的最大取值，計(jì)算出板材的實(shí)時(shí)速度。這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)板材速度的實(shí)時(shí)測(cè)量。
　　最后，應(yīng)用Wind river公司的MATRIX仿真平臺(tái)，對(duì)第7機(jī)架的軋輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制仿真。通過測(cè)速裝置實(shí)時(shí)測(cè)得的板材的軋制速度，對(duì)軋輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，避免了由