轧制力测试系统的设计
《轧钢测试技术》要点
《轧钢测试技术》要点本文由整理编写！1．测试技术包括两个方面的含义：一是对物理现象的定性了解，二是对物理现象的定量掌握。
2.测量就是在某一特定条件下，通过实验的方法，将被测的物理量与所规定的标准量进行比较的过程。
3.直接测量被测的物理量可直接与标准量进行比较的测量方式称为直接测量。
4.间接测量被测的物理量不能够或不易于直接与标准量进行比较，但它与几个有关变量呈函数关系，可对这几个变量直接测量，然后再代入函数式中，求出被测的物理量。
5.广义上的测量仪表包括敏感器、传感器、变换器、运算器、显示器、数据处理器装置等。
测量仪表的好坏直接影响测量结果的可信性。
了解测量仪表的功能和构成原理，有助于正确选用仪表。
6.测量过程中测量仪表完成的主要任务有：物理变换功能、信号的传输和测量结果的显示。
依据一定的物理定律，将难于直接同标准量“并列”比较的被测物理量经过一次或多次的信号能量转换，变换成便于处理、传输和测量的信号能量形式。
7.测量仪表的特性，一般分为静特性和动特性两种，当测量仪表进行测量的参数不随时间而变化或随时间变化很慢，可不必考虑仪表输入量与输出量之间的动态关系而只需考虑输入量与输出量之间的静态关系时，联系输入量与输出量之间的关系式是代数方程，不含时间变量，这就是所谓的静特性。
8.当测量随时间变化很快，必须考虑测量仪表输入量与输出量之间的动态时间关系时，联系输入量与输出量的关系是微分方程，含有时间变量，这就是所谓的动特性。
9.测量系统的主要技术指标有：仪表量程、准确度、灵敏度、稳定性等。
10.一个完善的测量系统应包括信息的获得，转换、显示和处理等几部分。
11.传感器的作用：将感受到的非电量转换成电量，以便进一步放大、记录或显示。
12.传感器由两部分组成：一部分是直接承受非电量作用的机械零件或专门设计的弹性元件；另一部分是敏感元件(如应变片等)。
13.测量系统的作用：把传感器的输出变量变成电压或电流信号，以便能在指示仪上指示或记录仪中记录。
钢板表面平整度测试仪设计分析
变化 ， 阻 抗 ｚ也变 化 即可 发现 钢 板表 面 的缺 陷。本 系 统 采用 的 是 国产 Ｈ Ｚ 一 ８ ５ ０ ０系 列位 移 变 送 器 ， 该变 送 器 为磁 电型 非 接触 式
变送 器 ，由探 头和 前置 器组 成 。见 图 ３ 。
为 保 证 系 统 具 有 较 高 的监 测 精 度 和 转 换 速 度 ， 本 系 统 采 用 ｌ ２位 逐 步 逼 近 式 模 ／数 转 换 器 Ａ Ｄ ５ ７ ４ 。Ａ Ｄ ５ ７ ４ 采 用 单 极 性 Ｏ 一 ２ Ｏ Ｖ的输 入 ，即测 量放 大器 的 Ｏ ２ Ｏ Ｖ输 出信 号 接 到 Ａ Ｄ ５ ７ ４ 的单极 性输 入 端 ， 使 两者信 号 相适 宜 。Ｃ Ｐ Ｕ 采 用 定时 查 询方 式 ， 通过 ８ ２ ５ ５并行接 口将 数据 一次 读入 。
探 头 内有 一 个绕 在 陶 瓷骨 架 上 的平 面线 圈 ，当来 自于前 置 器 的
射 频 信号 电流通 过 线 圈时 ， 在 探 头周 围的一 定 范 围 内产 生 交变
磁场 ． ， 该交 变磁 场在 进行钢 板 表面 平整度 测量 时 ， 如 前所说 ， 便会 在钢 板表 面产 生 电涡流 。 当钢 板 表 面 的平 整 度 发生 变 化时 ， 此 电流 产生 的磁 场通 过 线 圈反 作 用于 射 频 信号 ， 在前 置 器 内产 生调 幅 信 号 。该 信 号经 调整后 ， 在 前 置 器 输 出端输 出 与钢 板 缺 陷 成 正 比的 电 压 信 号 。 其 输 出 电压 范 围为 ０ — １ ５ Ｖ ， 最 大测 量 的不 平整 度 为 ３ ｍ ｍ ， 分 辨
②Ａ Ｄ ５ ７ ４ １ ２ 位逐步逼近式模 ／数转换器 ； ③信 号电压放大器 ；
中厚板精轧液压AGC系统的分析与应用
收稿日期：２００７－ ０４－ １２ 作者简介：张树海（１９６７－），男，河北南宫人，１９９１ 年毕业于北京科技 大学冶金机械专业。现为河北工业职业技术学院处长，副教授，从事教 学工作。
步控制。 ５）轧制状态的判断。 ６）自动保护功能。包括自动抬辊；恒压、过压、过
１）设定系统控制模式：每侧由双阀控制，组成 ４ 位置控制 ＡＰＣ 及板厚自动控制压下 ＡＧＣ，可实现轧
种工作模式：分别为“１＋２”、“２＋１”、“１”；“２”。其中 制状态下调整辊缝和轧辊回松，液压 ＡＧＣ 压下速度
“１＋２”模式与“１”模式相比较速度降低值不影响液压 为 ２９．３ ｍｍ／ｓ。系统稳定、可靠，实现了 ＡＧＣ 系统全
Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｏｌｌ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｊｉｇａｎｇ ｈａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ＡＧＣ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ
ｒｅａｌｉｚｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ＡＰＣ， ａｂｓｏｌｕｔｅ ｖａｌｕｅ ＡＧＣ， ｒｅｌａｔｉｖｅ ＡＧＣ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｅａｃｈ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ
ＡＧＣ 的调整速度（"１３ ｍｍ／ｓ）。
过程自动控制。产品质量明显提高，成材率由 ９１．２％
２）设定 ＡＧＣ 缸固有频率：整个 ＡＧＣ 系统响应 提高到 ９２％，由此可增加成品板产量 １ ７８３ ｔ，每吨成
频率主要受 ＡＧＣ 缸固有频率的限制，一般要求 ＡＧＣ 品板与废钢差价为 １ １２５ 元，可增加纯利润 ２ ２２９ 万
实验 1 轧钢机工作机座刚度的测定 (轧制法)
实验1 轧钢机工作机座刚度的测定（轧制法）一、实验目的掌握轧钢机工作机座自然刚度的测定方法，加强对工作机座自然刚度的理解。
二、实验原理轧制过程中，在轧制力的作用下，轧件产生塑性变形，其厚度尺寸和断面形状发生变化。
与此同时，轧件的反作用力使工作机座中的轧辊、轧辊轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母、牌坊等一系列零件相应产生弹性变形。
通常将这一系列受力零件产生的弹性变形总和称为工作机座或轧机的弹跳值。
轧件厚度、初始辊缝和轧制力的关系可以用弹跳方程来表示，最简单的表达形式为：h＝S0+f＝S0+P/K式中h—轧件出口厚度；S0—轧辊初始辊缝；f—机座的弹性变形；K—轧机刚度系数，它表示轧机抵抗弹性变形的能力；P——轧制力。
轧机刚度系数K的大小取决于轧制力和轧机的弹性变形。
如果能测得不同轧制力下对应的轧机弹跳值，就可以绘出轧机的弹性变形曲线，曲线的斜率即为轧机的刚度系数。
三、实验器材装有测压仪（或测压头）的实验轧机1台不同厚度铝板试件若干游标卡尺（或千分尺）1把四、实验内容及步骤1、检查实验轧机，保证轧机正常运转；2、将原始辊缝调到0.4mm，并保持恒定；3、分别将厚度为5.6mm、6.5mm、7.1mm、8.8mm的四种规格铝板试件按顺序编号，在调好的辊缝中依次进行轧制，记录轧制压力，测出每道次铝板试样轧后厚度。
4、将测得的数据列入下表中。
5、整理数据，绘制轧机自然刚度变形曲线。
表一0.88表二初始辊缝S0=0.4mm表三五、实验要求1、将实验原理和过程写入实验报告。
2、将每次轧制的轧制力数据和轧件出口厚度数据写入实验报告。
3、利用坐标纸在P-h坐标系中，绘制轧制法测定的轧钢机弹性变形曲线，并求出自然刚度系数。
K=tgα=△P/△h实验二轧钢机工作机座刚度的测定（压靠法）一、实验目的掌握轧钢机工作机座自然刚度的测定方法，加强对工作机座自然刚度的理解。
二、实验原理用轧辊压靠法测定时，轧辊中没有轧件。
轧辊一面空转，一面调整压下螺丝，使上下工作辊直接接触压靠。
毕业设计 轧辊的工艺计算
设计目录前言 (1)第一章轧辊的工艺计算1.1 轧辊的基本参数 (5)1.2 轧辊的材料、轧辊的硬度面 (5)1.3 轧辊的强度校核 (6)1.4 工作辊与支承辊的接触应力 (9)1.5 轧辊的变形计算 (10)1.6 工作辊与支承辊间的弹性变形 (11)1.7 轧辊轴承的选择 (12)1.8 轴承寿命的计算 (12)1.9 轧辊轴承润滑 (13)第二章压下螺丝与螺母的工艺参数2.1 压下螺丝的选择 (14)2.2 压下螺母的选择 (15)2.3 电机的选择 (17)第三章轧辊平衡系统的工艺参数3.1 支承辊平衡缸的选择 (18)3.2 工作辊平衡缸的选择 (19)第四章机架的工艺参数4.1 机架的主要结构参数 (20)4.2 机架的结构 (21)4.3 机架的强度计算 (24)第五章工作机座刚度计算5.1 轧辊系统的弹性变形 (25)5.2 轧辊轴承的弹性变形 (26)5.3 轴承座的弹性变形 (27)5.4 压下系统的弹性变形 (28)5.5 支承辊轴承座和压下螺丝间各零件的弹性变形 (30)5.6 压力调心板的接触变形 (31)5.7 机架的弹性变形 (32)第六章轧辊轧制力矩的计算 (33)第七章减速器 (34)第八章万向接轴的选择 (35)第九章电动机容量计算与校核9.1 主电机容量的计算 (36)9.2 主电机容量的校核…………………………….结束语 (39)参考文献 (40)前言随着汽车、制罐、无线电技术等部门的迅速发展，冷轧薄板的产量日益增加。
冷轧的生产成本比热轧的高10%，投资费用比热轧多20-25%，但冷轧钢板的性能和质量都比热轧的好，在同样的用途下，可以节约金属达30%，故冷轧薄板得到迅速发展。
美国使用的薄板几乎百分之百都是冷轧的，热轧薄板的焊管冷弯型钢的坯料都是冷轧的。
目前，国外绝大多数薄板是连续式生产，成卷供应。
冷轧薄板轧机有：连续式冷轧机，多辊式轧机（八辊，十二辊，二十辊等），四辊可逆冷式轧机，六辊冷轧机和特殊轧机。
轧制测试技术(定)
实验一电阻应变片的粘贴工艺一、实验目的1.了解电阻应变片的结构2.通过实验熟悉胶基式电阻应变片的粘贴工艺及粘贴质量检查方法3.为后续电阻应变测量的实验做好实验准备二、实验内容1. 应变片的外观检查及阻值分选2. 应变片的粘贴工艺3. 粘贴后的质量检查三、实验仪器、工具及材料1.胶基式电阻应变片（120Ω），每组4片2.数字万用表、镊子、放大镜等3.丙酮或酒精、脱脂棉、砂纸、502粘接剂等4.测力压头，每组一只四、实验操作过程1.外观检查和阻值分选1）外观检查用10倍以上放大镜或实物显微镜检查应变片是否完整，有无断路、短路、霉点、锈斑等缺陷。
要求敏感栅排列整齐平直，引线牢固，粘贴牢固等。
否则不能使用。
2）应变片阻值分选用惠斯登电桥及晶体管数字欧姆表等仪器逐片测量，并按其阻值大小分类、编号、登记、包装。
3）配桥要求：组成电桥的各臂阻值大致相等（R1 = R2 = R3 = R4），或相对两臂之积大致相等（R1 R3 = R22. 选择应变片的粘贴位置贴片位置应尽量离开应力集中处（测定应力集中情况除外），首先对被测零件进行受力分析，找到试件主应力方向，使主应力方向与应变片轴线平行。
对于本实验采用的圆筒形弹性元件，应将应变片贴在弹性元件的中间，均布于四周且横、竖交错（见图1），这样可以消除圆筒体端面上接触摩擦、不均匀载荷和温度的影响。
3.贴片处的表面处理图1 贴片位置示意图图2贴片位置打磨示意图1）机械清洗对贴片表面进行机械清洗，去除表面上的氧化铁皮、铁锈、污垢等。
据其表面状态选用砂布进行打磨，打磨的面积约为贴片面积的2～3倍。
其表面光洁度为4～6左右，太粗糙或太光滑，都不易使应变片贴劳。
最后用砂纸或细砂布将贴片表面打成与应变片轴线呈45°角的交叉纹路，以增加滑动阻力，提高粘附力（见图2）。
这对提高应变片的粘接强度和测量精度很有益处。
若打磨后的表面，不立即贴片，可涂上一层凡士林油或黄油，以防生锈，这对于潮湿的夏天很有必要。
自动轧钢机的plc控制
PLC的编程语言和编程工具
PLC的编程语言通常采用类似于计算机高级语言的指令集，如Ladder Logic、Function Block Diagram（FBD）、Structured Text（ST）、Instruction List（IL）等。
常用的PLC编程工具包括PLC厂商提供的专用软件包和第三方软件，如Rockwell的RSLogix 5000、Siemens的STEP 7等。这 些软件提供了图形化编程界面，使得用户可以方便地编写、调试和监控PLC程序。
PLC控制技术基础
PLC的定义与特点
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专为工业环境设计的数字电子设备，用于执行顺 序控制、逻辑运算、算术运算等操作，并通过数字或模拟输入/输出模块控制各种类 型的机器和设备。
PLC具有高可靠性、高灵活性、易于编程和易于扩展等特点，因此在工业自动化 领域得到了广泛应用。
程序优化与改进
优化算法
根据实际运行情况和性能要求，优化控制算 法，提高控制精度和响应速度。
改进功能
根据生产需求和设备升级，逐步增加或改进 控制功能，提高自动轧钢机的生产效率和产 品质量。
05
系统测试与运行
系统测试方案与实施
测试目的
确保PLC控制系统在自动轧钢机中的稳定性 和可靠性，提高生产效率。
PLC的基本组成和工作原理
PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、 输入/输出模块、电源和编程设备等部分组成。
PLC的工作原理可以概括为输入采样、程序 执行和输出刷新三个阶段。在输入采样阶段 ，PLC读取输入信号的状态并将其存储在输 入映像寄存器中；在程序执行阶段，PLC按 照用户程序的顺序执行指令，并更新内部存 储器的值；在输出刷新阶段，PLC将输出映 像寄存器的值输出到输出模块，驱动外部设
(完整)小型轧钢机设计开题报告
题目：小型轧钢机设计一。
文献综述1。
轧钢机的发展轧钢机是实现金属轧制过程的设备。
泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备、起重运输设备和附属设备等。
但一般所说的轧钢机往往仅指主要设备。
据说在 14世纪欧洲就有轧钢机，但有记载的是 1480 年意大利人达·芬奇（Leonardo da Vinci）设计出轧钢机的草图。
1553 年法国人布律列尔轧制出金和银板材,用以制造钱币。
此后在西班牙﹑比利时和英国相继出现轧机.英国于 1766 年有了串行式小型轧钢机，19世纪中中期，第一台可逆式板材轧钢机在英国投产，并轧出了船用铁板。
1848 年德国发明了万能式轧钢机，1853 年美国开始用三辊式的型材轧钢机，并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。
接着美国出现了劳特式轧机. 1859 年建造了第一台连轧钢机。
万能式型材轧钢机是在 1872 年出现的；20世纪，随着冶金工业的发展,已出现多种类型的轧钢机，其中有用三辊粗轧钢机和五架四辊稿轧钢机组成的半连续式带轧钢机[1]。
现代轧钢机发展的趋向是连续化、自动化、专业、，产品质量高、消耗低。
60年代以来轧机在设计，研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式 H型钢轧机等一系列先进设备.轧机用的原料单重增大,液压 AGC、板形控制、电子计算机程序控制及测试手段越来越完善，轧制品种不断扩大.一些适用于连续铸轧、控制轧制等新轧制方法，以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中［2］。
2.轧机的主要设备由轧辊、轧辊轴承、轧机机架、轧机轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置、传动装置、附属设备等组成。
3.轧钢技术发展前景世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩短和简化上，最终形成轧材性能高品质化、品种规格多样化、控制管理计算机化等。
基于炼钢MES系统的Cpk计算模型建立及
(如成分或者轧钢生产过程中温度) 进行 Cpk 计算。 并
且可以对各种 Cpk 进行对比,形成各种图表,直观地显
示不能达标的各种生产指标,以此为依据对可能出现
问题的生产环节进行改善,从而提高生产质量,提高经
济效益。 在济源一炼钢 MES 及一轧钢 MES 实施后,由
计算模型如下所示:
USL - LSL
Cp =
6δ
2 Cpk 计算
无论是单边规格 或 者 双 边 规 格 Cpk 计 算 模 型,
Cpk 计算 首 先 要 具 有 “ 规 格” 。 “ 规 格” 就 是 生 产 标
准。 任何生产,当然也包括钢铁生产,生产过程种都
作者简介:耿朝雷(1970— ) ,男,安徽阜南人,高级工程师,硕士;研究方向:智能制造。
时间、均热段温度、 炼 轧 入 口 温 度、 锯 切 入 口 温 度、 进
KOCKS 温度、卷取温度、进精轧温度、吐丝温度等。 不
同 Cpk 项目的 Cpk 计算模型不同。
上述 Cpk 项目,项目不同,Cpk 计算模型不同。 有
些项目,实绩值越低越好,比如碱度,最大值不能超过
1. 8%;有些项目值越高越好,比如:软吹时间,最低不
[8] 石枫. 能力指数 Ppk、Cpk、Cmk 在实际工作中应用的探讨[ J] . 电子测试,2014(20) :28-31.
合的应用,本文在前人研究的基础上将 Cpk 计算与钢
铁行业 MES 系统紧密结合,并利用 Cpk 值对钢铁冶炼
过程进行质量跟踪,辅助相关领导了解生产过程,针对
有问题的生产环节,及时改善,提高产品质量。
1 Cpk 计算模型建立
钢厂需要计算 Cpk 的项目很多,其中炼钢厂包括:
板带轧机随机干扰模型与ARMA谱分析
铝合金进行数据采集 ， 对这些数据进行采样频率为 ６ Ｏ Ｈ 的重 采样 ， ｚ 五点 三 次平 滑 法 平 滑 、 次 多 项 式 趋 势 三
项 消除趋势 项 处 理 。 重采样 可在 不丢 失数 据信 息 的情 况 下 减少 需 要 后 续处 理 的数 据量 。五 点三 次平 滑 法 可对 采 样数 据 进 行 时 域和频 域平 滑处理 。对 时域 数 据 的处 理 能减 少 混 入 的高频 随机 噪声 ， 于频 域 数 据 则 可 使 谱 曲线 变 得 光 对 滑， 以便 在参数 识别 中得 到较 好 的拟合 结 果 ， 除趋 势 消 项 的 目的是 消 除放 大 器 随 温 度 产 生 的 零 点 漂 移 ， 感 传
ＸＵ ｏ ｙ ， Ｂａ — ｕ Ｙ —ｕ ，ＷＡＮＧ — ｏ ｇ ｉｌ ｎ Ｘｕ ｄ ｎ ，ＷＡＮＧ ｕ ｑ ｎ Ｙ — ｉｇ
（ ．Ｃ ｎｒｌ ｏｔ Ｕ ｉ ｒｉ ， ｈｎ ｓａ４ ０ ８ ， ｈｎ ；．Ｈ ｎｎＰｌｔ ｈ ｉ Ｕ ｉｅｓｙ Ｊ ｏｕ ５０ ０ Ｃ ｉａ １ ｅｔ ｕ ｎ ｅｓｙ Ｃ ａ ｇｈ １０ ３ Ｃ ｉａ２ ｅ ａ ｏ ｅ ｎｃ ｎｖｒｉ ， ｉ ｚｏ ４０ ， ｈｎ ） ａＳ ｈ ｖ ｔ ｙｃ ｔ ａ ４
ｓｏ ｈａ ｔｃ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓ ｏ ｏｌｎ ｏ ｅ ｓａ ｄ ａ ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｓｒｐ ｒ ｌｉ ｇ ｍｉ１ ｔｃ ｓｉ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆｒ ｌ ｇ ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｌ ｔ ｎ ｔ ｏｌｎ ｌ． ｃ ｉ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｒ ｌｉ ｏ ｃ ｄ ｏｌ ｎｇ ｆｒ ｅ；ｔ ｅ ｅ ｄ ｌ ｌ ｔ ｎ ｔｉ ｏｌｎ ｌ；ｓ ｅ ｔａ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｒ ｓ ｃ ｒｌｄ ｎ ｉ ｉ ｓ ｒ ｓ ｍｏ ｅ ；ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｓｒｐ ｒｌｉ ｇ ｍｉｌ ｐ ｃ ｒ ｌａ ａｙ ｉ ；ｐ ｗｅ ｐｅ ｔａ ｅ ｓｔ ｍｅ ｉ ｙ
现场安装调试的步骤与方法
现场安装调试的步骤与方法轧钢自动化控制系统不仅系统复杂、技术难度较高、工艺复杂，而且受控轧线各设备联调时还可能发生设备事故，因此，必须有严格的组织和行之有效的安全措施。
现场安装调试可以分为无负荷试车和负荷试车两个阶段，这两个阶段又可以分为若干个分阶段（步骤），每个分阶段给出如下五个方面的要求和说明：·进入条件－说明本调试分阶段开始前准备工作和进入条件的要求；·步骤和方法－本调试分阶段的调试步骤和调试方法的说明；·检查项目－本调试分阶段调试项目和调试结果检查列表；·不正常情况的处理－调试中可能出现的异常情况的处理方法；·阶段完成的确认－本分阶段调试完成的确认条件，也是下一步调试分阶段的进入条件的确认。
一、无负荷试车阶段无负荷试车阶段按下述的分阶段进行。
1．自动化系统设备的安装和软、硬件检查按照自动化设备制造商提供的安装说明书或在制造商技术人员的指导下，安装自动化设备，并进行各装置的软、硬件检查，这些检查仅限于装置本身，包括网络通讯装置。
2．接口信号测试在自动化设备安装完毕，与现场设备连接的电缆敷设完成，现场设备如控制台、传感器、仪表、传动装置的控制部分可以送电使用时，可以进行接口信号测试，主要测试基础自动化系统与现场的I/O信号。
静态测试用以测试信号的状态和模拟量I/O信号的标定；动态测试用以测试信号的波形和频率，如脉冲计数输入信号。
此外，网络交换信息和图形显示、功能键操作也要进行测试，以检验其正确性。
在进行接口信号测试时，一般需要编制一些简单的测试程序，以检查测试结果或强制某些信号的状态，产生需要的测试条件和测试基础数据。
接口信号的测试是现场安装调试工作的基础，必须认真细致低做好。
过程自动化接口信号测试主要是网络交换信号的测试。
3．单体试车指单台轧线工艺设备的试车。
一台轧线工艺设备可能由一台或几台自动化装置控制，一台自动化控制装置也可能参与几台轧线工艺设备的控制，按下述步骤进行：辅助调试阶段：本阶段以传动装置、液压装置、润滑、气动、冷却装置调试为主，自动化系统调试人员作为辅助人员参与这些装置的调试。
轧机控制系统性能评估在带钢厚度和板形控制方面的应用
轧机控制系统性能评估在带钢厚度和板形控制方面的应用Performance assessment of control systems in rolling mills – application to strip thickness and flatness controlMohieddine JelaliDepartment of Plant and System Technology, Betriebsforschungsinstitut (BFI)VDEh-Institut für Angewandte Forschung GmbH, Sohnstr. 65, D-40237 Düsseldorf, Germany摘要：这篇文献将控制系统性能监测(CPM)技术带入了一个它从未进入过的工业领域——金属加工领域，在这个领域里前人的研究成果并不是很多。
金属加工行业对提高控制器性能比较感兴趣，本文展示了如何在在这个领域里寻找尚未发现的机会来提高控制器的性能。
为了解决这个问题，必须予以考虑特殊的方面，包括在线非连续性能评价，基于时间和长度的评估以及振动诊断。
本篇论文提供了两个关于对冷连轧机控制系统性能评价的工业研究案例：(1)前馈/反馈带钢厚度控制器；(2)带钢平坦度内建模型控制器。
通过分析常规操作数据可以得到性能监测指标——最小方差指数和振荡指数，进尔提出改进措施。
一种用于计算和显示系统性能指数的的监测工具被开发出来，经过修改在这个领域得到了应用。
结果表明对个别的产品生产来说调整厚度反馈控制器能够更好的抑制来料厚度扰动。
平坦度控制器的性能是令人满意的，因此不需要采取措施。
关键词：控制系统性能监测；Harris指数；前馈/反馈控制；方差分析；带钢厚度控制；带钢板形控制1、说明为了在获得高质量产品同时减少工业中对原材料和能源的消耗，迅速的发现并解决过程控制中的故障和明确改进方向是必要的。
热连轧机电气控制系统的联动调试技术方案
热连轧机电气控制系统的联动调试电气控制系统的联动调试系指在上级过程计算机和自动化仪表控制设备未参与的情况下，仅包含基础自动化级控制设备及轧线各传动控制设备和系统而进行的模拟轧钢的调试。
各基准给定信号、运行方式等均由操作(调试)人员在操作台(或操作键盘)上给出，如轧制速度给定、辊缝设定等。
模拟轧制过程中，钢坯与带材的跟踪检测信号均以模拟开关动作来生产。
现代化热轧生产线均设有专用于模拟调试的“模拟柜(屏)”。
由于试验时没有实际带钢的束缚，活套挑高度控制、活套及卷取张力控制等均不投入，它们的调试待实际穿带轧制时进行。
同理，温度控制、轧制力控制等也待实际轧钢与自动化仪表联动运行调试才完成对它们的检查确认和调试。
22.11.1 基础自动化级控制系统的调试基础自动化级控制设备分为可编程序控制器(PC)、直接数字控制器(DDC)和微机控制装置。
热轧厂中基础自动化级包括板坯库、加热炉、粗轧机组、精轧机组、带钢冷却、卷取机等若干系统，按上级过程计算机或人工给出的基本给定值和运行方式选择信号，对系统区分内设备进行顺序控制和闭环调节控制。
系统之间以及系统内多台基础自动化设备间的信息交换与传输是通过通讯母线进行的。
系统与下级电气传动间的信息交换与传输则多通过硬接口I/O及远程I/O(输入/输出)接口进行。
采用基础自动化级的热轧操作台内设有用于人—机接口的“操作员站”，它由可编程序控制器或微机装置、操作键盘、CRT显示器和打印装置组成，集操作控制、设备运行监视、故障报警、记录打印多功能于一体，经通讯接口与各系统作信息交换。
基础自动化级的调试包括设备硬件检查和程序(软件)的模拟调试两大内容。
不同设备组成的系统调试的具体步骤与内容有一定差别，原则上要根据设计和软件编制单位提供的调试手册，在设计和软件编制人员协作下进行。
调试的基本内容与方法与可编程序控制器控制系统类似，可参阅本手册第8章。
22.11.1.1 一般检查和设定1)设备清点，配线检查，屏蔽状况检查；2)绝缘检查，设备通电；3)各插件板，基板上设定开关的初始值设定，I/0插件板的地址设定。
基于labview的冷弯型钢机组力学性能测量系统
Ｉ ：：ｌ
ｒ— ］
轧制 力数 据是 在实 验室条 件 下用应 变传 感器进
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厂 ＬＪ — Ｊ ｒ － ＿ ］
（
行模拟所得 ， 因所测量的应变传感器的输 出是 ｍ Ｖ
级电 压 量 ， 采 集 卡 选 用 信 号 调 理 机 箱 上 的 ＮＩ 故
关 键词 ：传 感器 ；轧制力 ；电信号
中图分 类号 ：Ｔ ＇ ２ Ｆ ４ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ７ ６ ３—７ ３ （０ １０ —０ ０ —０ ９ ８２１）１ ０７ ４
０ 前
言
１． 压 力 传 感 器 １
近 年 来 ， 属 塑 性 成形 过 程 的有 限元模 拟 已成 金 为对 塑性 成形 进 行 科 学 预 测 、 量 控 制 等 的有 效 方 定
Ｓ Ｘ 一１２ ， Ｃ Ｉ ５ ０ 其结 构如 图 ５所示 。
图 ５ Ｎｌ ＸＩ ５ ０ ＳＣ 一１ ２
ＮＩ Ｃ 一１２ ＸＩ ５０的 ８通道 通用 电桥 输入模 块 提 Ｓ 供 了基 于 惠斯通 电桥测 量 的所有 特点 。它 可 以从 应 变、 力 、 荷、 压 载 扭矩 、 和气 压 传感 器 采 集数 据 ， 且 并
法 。但 是 ， 论研 究 成 果 和数 值 模 拟 结 果 往 往 会 与 理
实际情 况 有较 大 出 入 ， 时必 须 通 过 实 验 研 究 的方 这
法予 以检 验 、 正 和 补 充 。虚 拟 仪 器 是 计 算 机 技 术 修 和仪器 技 术 的完 美 结 合 ， 拟 仪 器 技 术 引 发 了测 试 虚 仪器领 域 的一 场 革 命 。虚 拟 仪 器 以其 性 价 比高 、 开 放 性 强等 优势 迅 速 占领 了市 场 。虚拟 仪器 的核心 是
轧制伺服缸试验台测试缸控制系统仿真研究
ｉ试验台 测试缸液压控制系 统数学模型， 利用大型仿真软件 ＭＡ Ｌ Ｂ对模型 ＴＡ 进行时域、 频域的 仿真研究ｊ ｉ ｝ 关键词： 液压试验台； 伺服油缸； Ａ Ｃ 液压 Ｇ ； ｊ 【 ｂｔ ｃ】Ｔｉａ ｉｅ ｕ ， ｒ ｏｅ ｉ ｇｆｈ ｒｌｇ ｅ ｏ ｙｎｅ ｗ ｈ ｈ ｈ ｈ ｄｎｍｃ Ａ ｓ ａｔ ｈｓ ｒｃ ｔ ｏ ａ ｔｔｇ ｉｏｔ ｌ ｒ ｌｄｒ ｉ ｉ ｅ ｙａ ｉ ｒ ｔｌｐ ｓ ￣ ｄ ｓｎ ｒ ｅ ｏｉ ｓ ｖ ｃ ｉ ， ｔ ｗ ｃ ｔ ｆ ｎ
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Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ａ ｌ ｓ ｎ ｉ； ｅ ｖ ｙｉｄ ｒ Ｈｙ ｒｕｉ ＡＧＣ ｙｗｏ ｄ ： ｒ ｕｉ ｔ ｔ ｇｒ Ｓ ｒ ｏｃｌ ｅ ； ｄ ａ ｌ Ｈｙ ｃｅｉ ｇ ｎ ｃ
Ｂ ｕ １ Ｏ ＧＱｎ－ ｕ ＷＡＮ ｉｏｄｎ ＵＹ ｎ Ｎ ｉｇｈ ａ， Ｇ Ｇ Ｘａ－ ｏｇ
（Ｔ ｎ ｓａ ｏｌ ｅ，ａ ｇｈ ｎ ０ ３ ０ ， ｈｎ ） Ｋ ｉ ｕｎＧ ｏ ｐ，ａ ｇｈ ｎ０ ３ ０ ， ｈｎ ） ａ ｇｈ ｎＣ ｌ ｇ Ｔ ｎ ｓａ ６ ０ ０ Ｃ ｉａ （ ａ Ｌ ａ ｒｕ Ｔ ｎ ｓａ ６ ０ ０ Ｃ ｉａ ｅ
； ａｄｔ ｔ ｃ ｅ 朋僦 ｅｃｎｂ ｅｔ ．Ｔｅｍ ｔｅ ａｉ ｏｅ ｏ ｙ ｒｕｗ ｃｎｒｌ ｙｔ ｅｔ ｙｉ ｅ ｎ ｅｓ ｈ ｏｉｐ ａ ｅｔ ｅ ｈ ａｈｍ ｔ ｓｍ ｄｌｆｈｄａｌ ｏｔ ｓ ｍ ｏ ｓ ｃｌ ｒ ｓｄ ｃ ｏ ｓ ｅ ｆｔ ｎ ｄ
维普资讯
机 械 设 计 与 制 造
自动轧钢机的PLC控制系统设计
自动轧钢机的PLC控制摘要随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。
本设计是研制自动化程度高、工作可靠轧钢机的PLC控制系统，使其完成进料、轧钢、出料的自动化程序控制。
该设计充分利用了学习中讲述的可编程控制器（PLC）的多方面的设计知识和方法，再加上接近开关、压力阀的配合使用精确的实现了轧钢机从按下启动按钮开始，到接近开关有信号，输送电动机转，钢板到位后，另一个接近开关有信号轧钢机正转，电磁阀通电，给一个向下的下压量，同时输送电动停转，S2没有信号时，YA失电退回，M3反转，钢板退回，当S1在次有信号时重复以上动作，第三次轧钢完成后S2再次没有信号时，停机下量。
关键词：PLC，传感器，电磁阀，钢板，正转，反转AUTOMATIC ROLLING MILL OF PLC CONTROLABSTRACTAlong with productive forces and science and technology unceasing development, people's daily life and production activity massive use automation control, not only saved the human resources, moreover very great degree enhancement production efficiency, also the further promotion productive forces fast development, and unceasing was enriching people's lifeThis design is a high degree of automation, reliable rolling mill of PLC control system, make the finished feeding, rolling, automation control program.This design makes full use of learning about the programmable logic controller (PLC) of various design knowledge and methods, plus proximity switch, pressure valves with use accurate realized from the press the start button mill began to close a signal switch, motor, conveying, and another steel rolling mill is a signal switch to turn, solenoid valve, gives a downward energized, while conveying output.however, S2 no signal electric stalled, YA losing electricity back plate, back, and from M3 reversal in times when S1 repeat above is a signal, the third after rolling again no signal, S2 down under.KEY WORDS: PLC, sensors, solenoid valves, steel, are turning, reverse目录前言 (1)第1章可编程控制器的基本结构及原理 (2)1.1 PLC的基本组成与各部分的作用 (2)1.1.1 PLC的基本组成 (2)1.1.2 PLC各部分的作用 (2)1.2 三菱FX2N系列PLC (4)1.3 可编程控制器的主要原理 (5)第2章系统的硬件设计 (7)2.1PLC机型选择 (7)2.2I/O分配表及其硬件原理图 (8)2.3 主电路的设计 (11)2.3.1 电动机的选择 (11)2.3.2 自动轧钢机的工作方式 (11)2.4 轧钢机的工作流程图 (13)第3章系统软件的设计 (14)3.1 软件的组成及其作用 (14)3.1.1 PLC的内部资源 (14)3.1.2 PLC的编程语言 (15)3.2PLC的梯形图程序 (17)第4章系统常见故障分析及维护 (21)4.1系统故障的概念 (21)4.2 系统故障分析及处理 (21)4.2.1 PLC主机系统 (21)4.2.2 PLC的I/O端口 (22)4.2.3 现场控制设备 (22)4.3 系统抗干扰性的分析和维护 (23)结论 (24)谢辞 (25)参考文献 (26)附录 (27)外文资料翻译 (29)前言自动轧钢机在工业中应用很广泛，以前它采用的是继电器线路控制系统，该系统故障率高，维修不便，极大地影响其工作效率。
轧制理论
咬入之后，在金属逐渐充填变形区的过程中，径向力的合力作用点相应地
向轧件出口平面方向移动，而使合力作用方向逐渐向出口倾斜。因此而使得Tx逐 步增加，Nx相应减少。这样一来,摩擦力的水平分力就有了剩余，其值为Tx－Nx。 由于剩余摩擦力的出现，而使得轧件一旦被咬入，就能更顺利地使轧件充满变形
由置于出口和入口两侧的测厚仪，测出带钢厚度，反馈到高速的计算机系统，再去控制 一个“电--液压”系统来实现对带钢厚度的控制。
测厚仪简图
3.2.AGC系统控制方法
➢前 馈：把前面的测厚仪测得厚度与目标厚度相比。 ➢后 馈：把后面的测厚仪测得厚度与目标厚度相比，只有1pass时使用 。 ➢质量流：轧机出入口的秒流量相等的原理控制，左右测厚仪同时使用
轧辊把轧件拉入旋转方向相反的两个轧辊辊缝 之中叫轧件的咬入。轧辊能够顺利地将轧件咬入是 轧制的必要条件。 轧件与轧辊接触时，轧辊对轧件的作用力和摩擦 力如图所示。N和T分解成的水平分力为：
不能咬入 临界状态 可以咬入 设摩擦角为β，则摩擦系数:
图3 轧辊对轧件的作用力和摩擦力
可以推出：
3.2.轧制过程建立
延伸率是带钢长度变化率，其表示式为： 在忽略宽展时，延伸率μ与压下率ε有如下关系：
2.SPM的目的
➢消除退火带钢的屈服平台，改善力学性能，保证产品的成形加工性； ➢修正板形，改善平直度； ➢根据用户的使用要求，加工光面或麻面板，并改善表面质量。
中性面：在整个变形区中，存在一个前后滑的过渡面。轧件在该面上运动的速度与 该处轧辊线速度的水平分速度相等，这个平面就叫中性面。由出口平面到中性面称 前滑区，由入口平面到中性面称后滑区。
5.2前滑的计算式
如图，在中性面轧件运动的速度与轧辊水平分速度相等，即 中性面与出口截面的秒体积相等，并忽略宽展时，可得 上式，经整理得到 ：
轧机压下大型伺服液压缸测试系统加载机架有限元模态分析
连杆小头衬套过盈联接 的有 限元计算和试验测试表 明 ， 本 文所述 的连杆小头衬套孔位置综合误差纠正方法可行。 按这种纠 正方法 已完成 ２ ０余件连杆的修理 ，装机使用未发现异常情况 。 ０ 实际应用情况表明 ， 该纠正方法对恢复连杆小头衬套孔位置综合 精度简单 、 有效 ， 可在其它内燃机连杆修理中推广应用 。
★ 来稿 日期 ：００ ０— １ ★基金项 目： ２１—５３ 科技部科技人员服务企业行动项 目（Ｑ ０９ Ｊ００２ ， Ｓ ２０ＧＥ ０２ ）湖北省教育厅青年科 学基金 （２Ｏ １０３ ， Ｑ ０６ １０ ） 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部 重点实验室开放基金重点资助项 目（０９ ０ ） ２０Ｂ １
有限元模 态分析 木
黄 富碹 陈新元 陈奎 生 陈 忱 。 （武 汉科技 大学 冶 金装备 及其控 制省部 共建教育 部重点 实验室 ， ’ 武汉 ４０ ８ ） ３０ １
（武钢集团国际经济贸易总公司， 武汉 ４ ０ ８ ） ３０ １
Ｆ ｎｔ ｌ ｍｅ ｔｍｏ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ ｒ ｌｎ ｉ ｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｖ — ｙｉｄ ｒ ｉｉ ｅｅ ｅ ｎ ｄ Ｉ ａｎ ｌｓｓ ｏ ｏｌ ｇ ｍ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｒ ｏ ｃ ｌ ｅ ｈ ｉ ｌ ｃ ｎ
ａ ｄｃｎｒｌＷｕ ａ ３ ０ Ｃ ｉａ ｎ ｏｔ ， ｈ ｎ４ ０ ８ ， ｈｎ ） ｏ １ （ ｎｅｎ ｔ ｎ ｌ ｃｎ ｍｉ ＆ Ｔａ ｉｇＣ ｒｏａｉ ， ｇｎ ｒｕ ， ｈ ｎ４ ０ ８ ， ｈｎ ） ２ ｔ ａｉ ａ Ｅ ｏｏ ｃ Ｉ ｒ ０ ｒｄｎ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｗｕ ａｇＧ ｏｐ Ｗｕ ａ ３ ０ Ｃ ｉａ ｏ １
微 电子 以及计算 机辅助测试技术 ， 能对缸直径 １ ０ ｒ 以下 的 ６０ ｍ ａ 各类 伺服液压缸进行检验 ， 其系统原理图如 图 １ 所示 。
洗烘灌轧联动线验证方案
洗烘灌轧联动线验证方案1. 背景介绍洗烘灌轧联动线是一种自动化生产线，用于将原料经过洗涤、烘干、灌装和轧制等处理过程，以提高生产效率和产品质量。
在洗烘灌轧联动线的设计和实施过程中，验证方案是非常重要的，可以帮助确保系统的正常运行，并提前发现潜在的问题和风险。
本文将提供一种洗烘灌轧联动线的验证方案，以确保该生产线能够按照设计要求正常运行，并满足产品质量标准。
2. 验证方案概述洗烘灌轧联动线验证方案由以下几个步骤组成：2.1 设计验证在设计验证阶段，首先对洗烘灌轧联动线进行详细的设计和评审。
确保生产线的设计符合工艺要求，能够实现预期的功能。
同时，还要对设备和工具进行评估，确保它们能够满足生产线的要求，并能够提供必要的操作界面和信息反馈。
2.2 安装验证在安装验证阶段，需要对洗烘灌轧联动线进行全面的安装检查。
检查设备的安装位置、连接方式和接线是否符合要求，确保设备能够正确地工作。
此外，还要进行设备的电气连接和接地测试，以确保系统的电气安全。
2.3 功能验证在功能验证阶段，需要对洗烘灌轧联动线的各个功能进行测试和验证。
包括洗涤、烘干、灌装和轧制等处理过程的功能是否正常，各个处理步骤间的协调配合是否良好。
通过设定不同的工艺参数和生产条件，进行多种场景下的功能测试，以验证系统的鲁棒性和稳定性。
2.4 性能验证在性能验证阶段，需要对洗烘灌轧联动线的性能进行评估和验证。
主要包括生产效率、产品质量和设备可靠性等方面的试验和测试。
例如，对生产线的产能进行验证，评估其是否满足设计要求。
对生产出的产品进行检查和测试，以确保产品质量符合标准要求。
此外，还需要对设备的可靠性进行评估，包括故障率、维修时间和保养周期等指标。
2.5 安全验证在安全验证阶段，需要对洗烘灌轧联动线的安全性进行评估和验证。
包括设备的安全控制功能是否有效，紧急停机和故障报警系统是否可靠。
同时，还需要检查工作环境的安全问题，如防火、防爆、防毒等措施是否到位。
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由上式可知, 传感器的输出特性C =f(d)不是线性关系, 而是双曲线关系。 当△d <<d时有，
1 ( d 2 ) 1 d
图2-2 变间隙式电容传感器示意图
则： 或：
C0 C C 0 (1
d ) d
C d C0 d
2、变面积式电容传感器
1.直线位移型电容式传感器 图2-3左图所示为一直线位移型电容式传感器的原理图。当被测量的变 化引起动极板移动距离△x时，覆盖面积S就发生变化，电容量C也随之改 变，其值为：
在压力F作用下，如图c所示，A、B区域将受到一定的应力，而C、D区 域基本处于自由状态，于是A、B区域的磁导率下降、磁阻增大，C、D区域的 磁导率基本不变。这样激励绕组所产生的磁力线将重新分布，部分磁力线绕 过C、D区域闭合，于是合成磁场H不再与N34平面平行，一部分磁力线与N34 交链而产生感应电动势e。F值越大，与N34交链的磁通越多，e值越大。
2.2 传感器测量法
在轧机中的测力传感器称为压头。它易于更换和标定。但在轧钢 机中，安装传感器的高度受到限制，因此对传感器有严格限制，在压 下螺钉下面还要考虑螺钉旋转和偏心力。 测力传感器有很多，按其测量原理可分为三大类：电容式、压磁 式和电阻应变式。
2.2.1 电容式传感器
电容式传感器是把被测量转换为电容量变化的一种传感器。
3. 压磁元件 压磁式传感器的核心是压磁元件，它实际上是一个力-电转换元件。 压磁元件常用的材料有硅钢片、坡莫合金和一些铁氧体。 最常用的材料是硅钢片。为了减小涡流损耗，压磁元件的铁心大都采 用薄片的铁磁材料叠合而成。
压磁式传感器结构
由压磁元件1、弹性支架2、 传力钢球3组成。
冲片形状
2.2.3 电阻应变式传感器设计 1. 轧制力传感器结构设计 （1）确定传感器的安装位置 传感器在轧机上的安装位置有三处可供选 择：压下螺钉与上轴承座之间。上述三种安装位置各有利弊，应根据轧机 具体情况选择。从测定工作方便出发，传感器多安装在第一种位置上。尤 其是短期临时测量，更是如此。生产长期监测则用第二种。 （2）确定传感器的结构和外形尺寸（高度和宽度） 传感器的具体结构 形式依轧机类型和工作环境而定。传感器的总高度应小于压下螺钉上台极 限位置到上辊轴承左上表面之间的距离。 （3） 传感器的防护 轧机环境十分恶劣，有水有蒸汽，故其防护密封设 计重要。经常外壳设计的有多个台阶或凹槽，并倒扣在地板上，为防止水 进入球垫，有时球垫设计成倒装式。目前国内常用的防转式有链槽式和宝 塔式。 2. 弹性元件设计 （1） 对弹性元件的要求 线性好，过载能力强，还要求热膨胀系数、弹 性模量的温度系数小，保证传感器温漂和特性温漂小。
轧制力测试系统设计
• 一、轧制力测试系统设计的选择原则 • 二、轧制力测量 • 2.1、应力测量法 • 2.2、传感器测量法
一、轧制力测试系统设计的选择原则
• 1、灵敏度
原则上测试系统灵敏度应尽可能高，在设计灵敏度的同时，应特 别注意与 被测信号无关的外界噪声的侵入，因此，要求测试系统的信 噪比越大越好。灵敏度愈高，测量范围御窄，稳定性也愈差。
根据理论分析可知，轧制时牌坊立柱同时承受拉应力ζ1和弯曲应力ζ2的 联合作用，其应力分布如图1所示。由图可见，最大应力ζmax发生在牌坊立 柱的内侧表面上，其值为拉应力ζ1与弯曲应力ζ2之和： ζmax=ζ1+ζ2 最小应力 ζmin发生在牌坊丽珠的外侧表面上，其值为拉应力ζ1和弯曲应 力ζ2之差： ζmin=ζ1-ζ2 而在牌坊立柱的中性面c—c上，弯曲应力ζ2等于零，只有轧制力引起的 拉应力ζ1。因此，如果把应变片粘贴在立柱的中性面c—c上，即可测出拉应 力一ζ1。当立柱的横截面积为F时，则立柱所受的拉力 P柱=ζ1F
一扇牌坊承受的拉力 P牌=2ζ1F 总轧制力P=P传牌+P操脾 式中P传牌为传动侧牌坊的轧制力；P操牌为操作侧牌坊的轧制力。
图 1 轧 机 牌 坊 立 柱 的 应 力 分 布 及 应 变 片
2.1.1 应变拉杆法测量
由于牌坊安全系数大，应力水平低，因此，为了提高测量精度， 可采用应变拉杆法测量，在牌坊立柱中性面上焊两个支座，在两者之 将固定三短粗拉杆，期间用一根细拉杆（有效长度为l，其上沾贴应 变片，组成电桥）相连，当粗拉杆远远大于细拉杆时，可认为粗拉杆 不发生变形，而牌坊立柱长度为L内的变形主要集中在细拉杆上，其 应力ζ杆为
C
Hale Waihona Puke b(a x)d C0
b
d
x
C C C0
b x x C0 d a
图2-3 变面积型电容传感器原理图
2.角位移型电容式传感器
图2-3右图为角位移型电容式传感器的原理图。当被测量的变化 引起动极板有一角位移时，两极板间相互覆盖的面积就改变了，从而 也就改变了两极板间的电容量C，此时电容值为
S (1 ) C (1 ) C 0 d
C C C0 C0
3、变介电常数式电容传感器
当电容式传感器中的电介质改变时，其介电常数变化，从而引起了电 容量发生变化。此类传感器的结构形式有很多种，图2-4为介质面积变化 的电容式传感器。这种传感器可用来测量物位或液位，也可测量位移。 由图中可以看出，此时传感器的电容量为:
图2-1 几种不同电容传感器的示意图
1、变间隙式电容传感器
图 2 – 2为变间距型电容式传感器的原理图。当传感器的εr和A为常数, 初始极距为d0时, 可知其初始电容量C0为：
c0
01 A
d0
若电容器极板间距离由初始值d0缩小Δd, 电容量增大ΔC, 则有：
d ) A d0 c1 c0 c 0 r d (d ) 2 d0 1 d0 d 02 c0 (1
ⅱ 弹性元件高度 弹性元件高度按下式选取： 对于圆柱体，取 H ≧2D+l 对于圆筒体，取 H ≧D-d+l 式中l-------应变片基长 对轧机而言，为保证精度，多采用圆筒形弹性元件，以增大其名义高 度，改善其特性，对于大吨位传感器，有时采用组合式传感器。 3. 贴片组桥设计 圆筒或圆柱弹性元件的传感器一般为补偿温漂且增大输出，可采用四 片应变片组成两横两竖的全桥，实现温度自补偿，最大桥臂系数2.6，直 径最大是可以贴片，并将对面同方向贴片接到统一峭壁里，可抵消受力不 均。
4、线性范围
在线性范围内输出与输入呈线性关系，线性范围愈宽表明测试系 统的有效量程愈大，一般要求在现行范围内工作。
5、稳定性
稳定性表示在规定的条件下，测试系统的输出特性随时间的推移 而保持不变的能力，硬性稳定新的因素是时间、环境和测试仪器的器 件状况。
6、测量方式
测试系统的测量方式不同，诸如接触式和非接触式测量，在线测 量和非在线测量等不同测量方式，对测试系统的要求也不同
（2） 弹性元件的材料选择和加工 在选择弹性元件的材料时，应考虑 以下问题。 ① 轧制力大小 若不大则可选中碳钢，若很大一般选优质合金钢、合金 结构钢以及弹簧钢等，以取较大的加载应力，提高传感器灵敏度，减小 弹性滞后，对永久性传感器，还要考虑疲劳寿命和淬透性，一般选弹簧 钢。 ② 输出信号大小 常以传感器电压输出灵敏度S（Mv/V）为设计出发 点，S一旦确定，弹性元件满负荷应变也就确定。以S计算应变见式： ε=（4S）/KA ③ 弹性元件的几何形状 选择原则是保证其横截面上应力分布均匀和 机械加工容易。常见形状有圆筒形、圆柱形、方柱形、以及双曲面形等， 在轧机测定时时采用圆筒形。 ④ 弹性元件的几何尺寸 对圆柱形及圆筒形元件，其主要尺寸为直径 和高度。 ⅰ 弹性元件面积 弹性元件断面积根据承受的额定压力确定： [б]=E ε 式中，E为弹性元件的天性模量。
2. 压磁式传感器工作原理
在压磁材料的中间部分开有四个对称的小孔1、2、3和4，在孔1、2 间绕有激励绕组N12，孔3、4间绕有输出绕组N34。当激励绕组中通过 交流电流时，铁心中就会产生磁场。若把孔间空间分成A、B、C、D四 个区域，在无外力作用的情况下，A、B、C、D四个区域的磁导率是相 同的。这时合成磁场强度H平行与输出绕组的平面，磁力线不与输出绕 组交链，N34不产生感应电动势，如图b所示。
2、精确度
精确度表示测试系统所获得的测量结果与真值的一致程度，并放 映了测试系统中误差的综合。精确度愈高，测量结果中所包含的系统 误差和随机误差愈小，同时考虑经济性选择同等精度的一起来组成所 需的测试系统。
3、响应特性
测试系统响应特性必须在所测频率范围内，努力保持不失真，要 求延迟越短越好，同时考虑被测量变化的特点。
C CA CB
0 1bx 0 2 bx
其中：
d1 d2 bx CA 0 1bx 0 2 bx d1 d 2 0 1 0 2 d1 d2
b(a x) CB d1 d 2
0 1
式中b为极板的另一边长。
图2-4 介质面积变化的电容传感器
ζ杆= ζ柱L/l
由上式可见，细小拉杆应力ζ杆比立柱应力ζ柱大L/l倍。 优点：拉杆加工、安装和更换标定都比较方便，不易受到损伤。 当立柱截面形状不复杂时，用这种方法测量的轧制力还是可靠的。 缺点：若立柱截面形状不规则，中性面不易找准，由于各种因素 影响，四根立柱受力情况不尽相同，引起较大误差。实验表明，用拉 杆法和贴片法测出的轧制力误差，最大可达8%~10%.
弹性元件面积： F=PN/ [б] PN 为弹性元件的额定载荷。 对于圆柱形弹性元件，其直径为： D≧2 F / =1.13 PN /[ ] 对于圆筒形弹性元件，外径应小于或等于压下螺钉端头直径，其内径 为 D 2 4 PN / [ ] d≦ 式中： D-----弹性元件外径 d------弹性元件内径 PN -----轧机一扇牌坊承受的额定轧制力， 在选用弹性元件材料须用应力时，考虑因素： a. 弹性元件线性好，并有较高的灵敏度， b . 传感器可承受400%的瞬时过载量， c. 疲劳强度， d. 应变片和粘结剂的屈服强度比合金钢小得多