带材板形的自动控制
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带材板形的自动控制
冷轧带钢一般采用大张力轧制，而掩盖 了实际的板形缺陷。因此要求板形仪必 须能够检测出带钢的隐性板形，即精确 地检测带钢内部张应力分布，才能及时 通过轧机自动控制系统进行板形调整， 从而保证实际板形的良好。冷轧板形检 测采用最多的是瑞典ABB公司的分段接 触式板形辊。目前西门子公司于20世纪 末开发出一种采用电涡流传感器检测的 SI-FLAT非接触式板形仪，并已在冷轧机 上得到了成功的应用，应用前景广阔
带材板形的自动控制
把轧机上的部件或装置作为执行机构，常 用的有： 液压弯辊装置 双阶梯支撑辊 大凸度支撑辊 变接触长度支撑辊技术 压下装置 轧辊冷却系统 张力卷取机 中间辊可轴向移动的辊系结构：HC系列等 轧辊凸度可变的辊系：CVC、VC、DSR 轧辊交叉辊系：P带材C板形的自动控制
接触 （2）检测内容分： ① 测量带钢平直度(纤维长度)，以检测
带钢的显性板形 ② 检测带钢横向张应力的分布，以检测
带钢的隐性板形 带材板形的自动控制
实际检测时： 热轧带钢的板形检测仪要求在高温、
潮湿的恶劣环境中工作，且热轧带钢 是在无（或小）张力下轧制，故采用 非接触式的板形检测仪，以测量带钢 的各纤维长度，检测出其显性板形的 好坏。最常见的是激光板形检测仪， 采用非接触激光测距，直接检测带钢 的显性板形即可。
带材板形的自动控制
从种种板形控制手段来看，目前 各种板形控制技术主要遵循两种技术 思路： 增大有载辊缝凸度可调节范围 增大有载辊缝的横向刚度，减少轧制 对辊缝凸度的影响
带材板形的自动控制
五、板形检测技术与控制 1. 带钢板形检测：由检测设备根据检测
内容获取被测带钢的实际板形曲线 （1）检测设备的类型有：有接触式、非
（2）设定计算的给定方法
手动给定：凭经验给定
计算给定：按数学模型计算给定，包
括统计法、表格法、解析
法和数值法4种。
（3）设定计算的控制策略：根据板形调
控手段的数量和各自特点，确定设
定计算调节的先后顺序或称优先
权，以及计算初值和极限值如何选
取。
带材板形的自动控制
① 优先权选择原则——以保证动态调节 的速度和效率为前提
带材板形的自动控制
板形自动控制是板带材轧制的核 心控制技术之一，是一项综合技术， 生产中必须通过先进的控制手段与工 艺参数的合理匹配，才能获得理想的 板形。 近年来随着科学技术的不断进 步，先进的板形控制技术不断涌现， 并日臻完善。
板形控制的目的是要轧出横向厚 差均匀和外形平直的板带材。
带材板形的自动控制
板形检测装置——板形仪——形状针： 获取实际板形信号。
控制系统：由比较环节、板形控制计算 机等构成 ⇒ 输出调节控制信号给板形 调节系统
板形调节系统——执行机构：启动、调 节、控制板形
带材板形的自动控制
由于板形控制的实质是对承载辊 缝的控制，因此通过调节有载辊缝的 形状，使其与来料断面形状保持一 致，满足均匀变形条件，使板形平直 ⇒ 凡是可以改变有载辊缝的形状的 轧机部件、装置或工艺参数，均可作 为调节板形的执行机构。
1. 板形闭环控制系统
（1）控制原理：通过板形仪及其信号处 理装置获取实际板形信号，计算实际 板形与目标板形的偏差，经板形控制 计算机处理后，将调节信号送到板形 调节机构，由板形调节机构对带钢进 行在线调节，使带钢板形得以纠正。
带材板形的自动控制
（2）组成——三部分，即板形检测装置、 控制系统和板形调节系统（执行机构）
带材板形的自动控制
2. 板形目标曲线的确定 （1）概念 板形目标曲线：指板形控制系统调节带
钢板形(由板形仪测得的 前张应力)应达到的目 标。 板形目标曲线代表了生产者所期望 的实物板形质量，其研究过程经历了三 个发展阶段。
带材板形的自动控制
由于来料情况不同，或是根据客户 的需要，或是根据生产的实际情况，如 裂边、浪形、楔形等，可选择不同的目 标曲线组织生产。板形仪一般可以存贮 近50条目标曲线，供操作人员选择。
一、板形的概念
在直观上是指板带材的平直度，
即浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯等
板形缺陷的程度，其实质是指带钢内
部残余应力分布状况，即轧件在宽度
方向变形的均匀程度。
二、板形缺陷常见种类
有：浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯
等。
带材板形wk.baidu.com自动控制
三、板形控制系统的类型
板形闭环控制系统
板形开环控制系统
板形复合控制系统
目标曲线的选用可分为两个参数： 形状，即目标曲线号 幅值，即曲线正负值的大小。
带材板形的自动控制
3. 板形调控机构的设定计算 （1）概念 设定计算 ：利用数学模型计算出板形调
控机构各相关的调节量，并 输出到执行机构的过程。 设定计算的正确与否将直接影响到 带钢板形质量和轧制稳定性。
带材板形的自动控制
（2）特点：
响应速度慢
不能实现在线的即时控制
对异常板断面（如局部高度）等缺陷 无法控制
带材板形的自动控制
2. 设备上：——前已述 液压弯辊装置 双阶梯支撑辊 大凸度支撑辊 变接触长度支撑辊技术 压下装置 轧辊冷却系统 张力卷取机 中间辊可轴向移动的辊系结构：HC系列 轧辊凸度可变的辊系：CVC、VC、 DSR 轧辊交叉辊系：PC
带材板形的自动控制
二、带钢平直条件
⇒ 板形良好条件
带材板形的自动控制
三、影响有载辊缝因素 轧辊的弹性弯曲 轧辊的弹性压扁 轧辊的热膨胀 轧辊的磨损 轧辊的辊型设计——原始凸度的设计
带材板形的自动控制
四、板形的改善（控制）方法
1. 工艺上：
（1）方法：采用设定初始辊缝形状、改 变轧制规程（变弯矩控制法）、调整 张力分布以及调整轧辊热凸度等。
2. 板形开环控制系统 （1）控制原理：依据轧机参数和原始轧
制条件，用理论计算方法或统计方 法预测出各执行机构的最佳参数， 并把它作为预设定模型，由计算机 进行在线控制。 （2）特点：执行机构一旦设定完毕，在 轧制过程中一般是不随实际轧出带 钢的板形好坏加以调节。
带材板形的自动控制
5.2 带钢板形控制的基本理论 一、板形缺陷的表示方法 波形表示法 相对长度差表示法 张力差表示法 向量表示法 带钢断面形状的多项式表示法
冷轧带钢一般采用大张力轧制，而掩盖 了实际的板形缺陷。因此要求板形仪必 须能够检测出带钢的隐性板形，即精确 地检测带钢内部张应力分布，才能及时 通过轧机自动控制系统进行板形调整， 从而保证实际板形的良好。冷轧板形检 测采用最多的是瑞典ABB公司的分段接 触式板形辊。目前西门子公司于20世纪 末开发出一种采用电涡流传感器检测的 SI-FLAT非接触式板形仪，并已在冷轧机 上得到了成功的应用，应用前景广阔
带材板形的自动控制
把轧机上的部件或装置作为执行机构，常 用的有： 液压弯辊装置 双阶梯支撑辊 大凸度支撑辊 变接触长度支撑辊技术 压下装置 轧辊冷却系统 张力卷取机 中间辊可轴向移动的辊系结构：HC系列等 轧辊凸度可变的辊系：CVC、VC、DSR 轧辊交叉辊系：P带材C板形的自动控制
接触 （2）检测内容分： ① 测量带钢平直度(纤维长度)，以检测
带钢的显性板形 ② 检测带钢横向张应力的分布，以检测
带钢的隐性板形 带材板形的自动控制
实际检测时： 热轧带钢的板形检测仪要求在高温、
潮湿的恶劣环境中工作，且热轧带钢 是在无（或小）张力下轧制，故采用 非接触式的板形检测仪，以测量带钢 的各纤维长度，检测出其显性板形的 好坏。最常见的是激光板形检测仪， 采用非接触激光测距，直接检测带钢 的显性板形即可。
带材板形的自动控制
从种种板形控制手段来看，目前 各种板形控制技术主要遵循两种技术 思路： 增大有载辊缝凸度可调节范围 增大有载辊缝的横向刚度，减少轧制 对辊缝凸度的影响
带材板形的自动控制
五、板形检测技术与控制 1. 带钢板形检测：由检测设备根据检测
内容获取被测带钢的实际板形曲线 （1）检测设备的类型有：有接触式、非
（2）设定计算的给定方法
手动给定：凭经验给定
计算给定：按数学模型计算给定，包
括统计法、表格法、解析
法和数值法4种。
（3）设定计算的控制策略：根据板形调
控手段的数量和各自特点，确定设
定计算调节的先后顺序或称优先
权，以及计算初值和极限值如何选
取。
带材板形的自动控制
① 优先权选择原则——以保证动态调节 的速度和效率为前提
带材板形的自动控制
板形自动控制是板带材轧制的核 心控制技术之一，是一项综合技术， 生产中必须通过先进的控制手段与工 艺参数的合理匹配，才能获得理想的 板形。 近年来随着科学技术的不断进 步，先进的板形控制技术不断涌现， 并日臻完善。
板形控制的目的是要轧出横向厚 差均匀和外形平直的板带材。
带材板形的自动控制
板形检测装置——板形仪——形状针： 获取实际板形信号。
控制系统：由比较环节、板形控制计算 机等构成 ⇒ 输出调节控制信号给板形 调节系统
板形调节系统——执行机构：启动、调 节、控制板形
带材板形的自动控制
由于板形控制的实质是对承载辊 缝的控制，因此通过调节有载辊缝的 形状，使其与来料断面形状保持一 致，满足均匀变形条件，使板形平直 ⇒ 凡是可以改变有载辊缝的形状的 轧机部件、装置或工艺参数，均可作 为调节板形的执行机构。
1. 板形闭环控制系统
（1）控制原理：通过板形仪及其信号处 理装置获取实际板形信号，计算实际 板形与目标板形的偏差，经板形控制 计算机处理后，将调节信号送到板形 调节机构，由板形调节机构对带钢进 行在线调节，使带钢板形得以纠正。
带材板形的自动控制
（2）组成——三部分，即板形检测装置、 控制系统和板形调节系统（执行机构）
带材板形的自动控制
2. 板形目标曲线的确定 （1）概念 板形目标曲线：指板形控制系统调节带
钢板形(由板形仪测得的 前张应力)应达到的目 标。 板形目标曲线代表了生产者所期望 的实物板形质量，其研究过程经历了三 个发展阶段。
带材板形的自动控制
由于来料情况不同，或是根据客户 的需要，或是根据生产的实际情况，如 裂边、浪形、楔形等，可选择不同的目 标曲线组织生产。板形仪一般可以存贮 近50条目标曲线，供操作人员选择。
一、板形的概念
在直观上是指板带材的平直度，
即浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯等
板形缺陷的程度，其实质是指带钢内
部残余应力分布状况，即轧件在宽度
方向变形的均匀程度。
二、板形缺陷常见种类
有：浪形、瓢曲、翘曲、折皱或旁弯
等。
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三、板形控制系统的类型
板形闭环控制系统
板形开环控制系统
板形复合控制系统
目标曲线的选用可分为两个参数： 形状，即目标曲线号 幅值，即曲线正负值的大小。
带材板形的自动控制
3. 板形调控机构的设定计算 （1）概念 设定计算 ：利用数学模型计算出板形调
控机构各相关的调节量，并 输出到执行机构的过程。 设定计算的正确与否将直接影响到 带钢板形质量和轧制稳定性。
带材板形的自动控制
（2）特点：
响应速度慢
不能实现在线的即时控制
对异常板断面（如局部高度）等缺陷 无法控制
带材板形的自动控制
2. 设备上：——前已述 液压弯辊装置 双阶梯支撑辊 大凸度支撑辊 变接触长度支撑辊技术 压下装置 轧辊冷却系统 张力卷取机 中间辊可轴向移动的辊系结构：HC系列 轧辊凸度可变的辊系：CVC、VC、 DSR 轧辊交叉辊系：PC
带材板形的自动控制
二、带钢平直条件
⇒ 板形良好条件
带材板形的自动控制
三、影响有载辊缝因素 轧辊的弹性弯曲 轧辊的弹性压扁 轧辊的热膨胀 轧辊的磨损 轧辊的辊型设计——原始凸度的设计
带材板形的自动控制
四、板形的改善（控制）方法
1. 工艺上：
（1）方法：采用设定初始辊缝形状、改 变轧制规程（变弯矩控制法）、调整 张力分布以及调整轧辊热凸度等。
2. 板形开环控制系统 （1）控制原理：依据轧机参数和原始轧
制条件，用理论计算方法或统计方 法预测出各执行机构的最佳参数， 并把它作为预设定模型，由计算机 进行在线控制。 （2）特点：执行机构一旦设定完毕，在 轧制过程中一般是不随实际轧出带 钢的板形好坏加以调节。
带材板形的自动控制
5.2 带钢板形控制的基本理论 一、板形缺陷的表示方法 波形表示法 相对长度差表示法 张力差表示法 向量表示法 带钢断面形状的多项式表示法