带钢纠偏控制系统设计

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带钢纠偏控制系统设计

带钢纠偏控制系统设计作者：王佳佳高晓丁聂兆明李远朝来源：《电子世界》2012年第24期【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。

【关键词】钢带；纠偏控制；智能PID控制；卷取机1.引言钢带纠偏控制是指钢性卷材在喷涂、印刷、冲切、层合、分切或其它绕卷过程中始终要保持钢性卷材侧面整齐一致而采取的技术操作。

卷材边缘一旦没有对齐就会引起后续的工步出错，导致材料浪费或停工调整。

所以在加工处理钢性卷材时需要对偏移的钢性卷材进行及时的纠偏操作。

2.控制系统的组成系统的组成如图1所示，由基于AT89C52处理器、光电传感器、数模及模数转换模块、伺服放大器及配套的伺服阀、位置传感器、液压缸及其配套的液压设备等组成。

3.控制系统的数学模型与算法实现3.2 算法实现该控制系统实现的是对钢带位置偏差信号的实时控制，而PID控制算法是被工程实际有力地证明了的先进控制算法，其算法简单、鲁棒性好、可靠性高。

在工程实际中，微分环节D很难控制，因为它对噪声比较敏感，抗噪声干扰性差。

所以本设计采用PI调节器，采用参数自调整规则以适应不同的工况，参数自调整PI调节器结构如图3所示。

4.MATLAB仿真分析控制系统设计完成后，对控制算法进行了MATLAB/SIMULINK仿真实验，并对仿真结果进行分析，参数自调整PI控制时的阶跃输入仿真曲线如图4所示。

仿真实验结果表明，控制器从不到2ms的时间开始响应，满足系统的要求，而且控制变化量平稳过渡超调量较小具有很好的鲁棒性和总体快速性。

仿真实验结果显示了该系统的控制效果良好。

5.结束语本设计主要研究的是对带钢在运行过程中出现的偏差进行实时的控制，以保证偏差在安全生产的范围内。

系统采用现在较流行的PID算法，使得系统的控制精度大大提高、系统的稳定性更好。

带钢生产线上的纠偏辊CPC系统设计安装的一般技术要

带钢生产线上的纠偏辊CPC系统设计安装的一般技术要求一．固定偏转中心的单辊或双辊式纠偏架1．纠偏架纠偏时最大偏转角度为±5°。

2．双辊式纠偏架只适合于设置在允许较小的进带跨距（通常小于6米左右）的机组中间段部位。

3．采用双辊式纠偏架时北美公司推荐的最小进带跨距为带材最大宽度的两倍，最大进带跨距建议最好不要超过6米。

4．纠偏架设置于机组中时，应尽可能使进带和出带都和纠偏架偏转平面（安装平面）垂直（90°），并且最好使进带跨距和出带跨距相等或基本相等。

5．纠偏探测器应布置于纠偏架的出口侧，并紧靠纠偏架布置。

推荐的安装距离为距纠偏架底座500-1000MM左右，最远不能超过出口跨距的1/2。

6．探测器安装固定时，应使探测器的安装中心线和机组中心线重合，并且使出口侧带材位于探测器光源和接受器（光电式）或探测器开口（电容式）之中间位置。

7．视在机组中的位置不同，双辊式纠偏架可允许180°穿带及Z型穿带方式安装，单辊纠偏架则只宜用于180°穿带方式的场合。

8．在±5°的最大偏转角度时，纠偏架的纠偏能力为±L/12（L-纠偏辊外侧之间距，等于纠偏辊之中心距与纠偏辊最大外经之和）。

二．无固定偏转中心单辊式纠偏架1．该类型纠偏架只适合用于机组中进带跨距较长的位置处。

通常在进带跨距大于6米以上时，才可考虑采用此类型纠偏架。

2．纠偏最大偏转角度为±5°。

3．通常多用于90°穿带位置，但也可用于180°穿带位置。

4．90°穿带方式安装时，应使纠偏架的视在几何偏转中心布置于进带方向侧，同时必须使进带方向平行于纠偏架摆动平面，出带方向垂直于纠偏架摆动平面（也即安装平面）。

5．纠偏探测器应布置于纠偏架的出口侧，并紧靠纠偏架布置。

推荐的安装距离为距纠偏架底座500¬--1000MM左右，最远不能超过出口跨距的1/2。

[机械设计自动化精品]钢带自动纠偏机液压系统分析与设计毕业设计开题报告[管理资料]

毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：机械工程与自动化学院、机械工程系专业：机械设计制造及其自动化专业设计题目：钢带自动纠偏机液压系统分析与设计指导教师:2011 年 3月 20 日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述[1]薄板和带材生产线带材生产线(或卷材生产线)，是一种连续的生产装置，该装置能依照标准的条件，加工轧钢机生产的金属绕卷，使之变成完全合格的待售产品。

带材生产线，依据恒定的工艺时间，即各个工序恒定的生产线速度，生产出质量一致的产品。

这主要借助于在生产线每一端的一些环形塔或存储器来实现。

在正常的运转条件下，输入端的存储器保持满载，而输出端的存储器则是空载。

在一个带材生产线上，有两种基本的工艺区域，即化学处理区域和有机涂覆区域。

后者可以是一或二级滚漆，也可以是一种塑料薄膜覆盖器。

·化学处理区域可分成两种主要的类型，即采用常规的工艺，和采用直接干燥或无漂洗工艺。

有时，磨洗被用来调整预处理前的金属表面。

这些届子通常安装在分段式碱洗区域的中部。

在预处理区域，常规喷射、喷涂、反应池和滚涂等若干种方法，均可采用。

喷涂工艺是常规喷射预处理工艺的一种变化，它在德国多用。

其过程是，把受控数量的溶液，喷射在带材上，继后是发生反应的停喷区间，然后便是水洗。

反应池，是一种浸渍处理形式，溶液在泵的输送下，与浸没的带材逆方向通过反应池。

这种工艺，能使接触时间减少至5s仍然有效，不需要复杂的喷射处理。

滚涂法主要用于无漂洗的预处理。

随着国民经济的发展，家电行业以及汽车制造业对冷轧薄板、镀锌板、彩色钢板的需求日益增多，带钢的产品质量不尽相同，出了其它影响带钢产品质量的因素外，在卷取过程中造成的成品带钢质量缺陷，如：钢卷边部不齐、错边、塔形、塌卷、表面擦伤、带头折痕等，严重影响了用户的后续使用，造成很大经济损失，日益引起了人们的重视。

这些缺陷一般为带材跑偏引起，在带材生产线上，带材的跑偏是不可避免的，带材纠偏控制系统是带材生产线上必不可少的重要控制系统[2]。

带钢自动对中纠偏／对边控制系统(CPC／EPC)的调整

ｌ麓酥
图２横切机组工艺流程
为使冷轧板卷产品符合国家质量标准，中开其卷机控制使用对中纠偏装置ＣＣ，对带钢位置的Ｐ
偏差进行纠正。使带钢开卷后能准确地进入机组中
致使带钢在运行中频繁发生圆盘剪脱边、卷取塔形
一
ＣＣＥＣ装置使用传感器定位装置作边缘检Ｐ／Ｐ
测，其连接交变光测量接受器（一个测量接受器
Ｌ１一个参考接受器Ｌ１）Ｓ３和Ｓ４，对准高频发射光
源。为了避免周围光线对板带边缘控制系统的影响，采用由１０Ｈ００ｚ调制电压供电的发射光源。
公差、层公差超标等问题，重影响产品质量，错严同
时停机处理又影响生产产量。厂里根据ＣＣＥＣＰ／Ｐ
心线。一是保证圆盘剪的剪切精度，是保证横切二
装置控制系统的工作原理进行了故障分析并作调
ＥＣ为例，控制系统功能原理如图４所示：Ｐ
个连续的闭环式电液调节系统．采用传感器定
位装置检测带钢一侧边缘的位置变化，在电动滑
测量接受器Ｌ１Ｓ３和参考接受器Ｌ４的信号通过Ｓ１相应的电子滤波器，只有高频部分被接收，而且高频发射光源的发光强度是通过内部的闭环系统保持不变的。这就保证了板带边缘测量不受周围光线的影响。高频电源由高频变压器和板带控制调节器的高频光电源板、高频光发生板提供。以

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)谢辞 (65)参考文献 (66)引言1.轧制过程自动化的基本概念自动化一词对于我们已不陌生，因为各工业部门正在广泛地采用着不同的自动化技术。

改进型钢带自动纠偏系统的设计

改进型钢带自动纠偏系统的设计作者：梁康宁来源：《广东科技》 2014年第2期梁康宁（广东盈泉钢制品有限公司，广东清远 511538）摘要：针对常规的光电液压伺服式钢带自动纠偏系统的缺点，提出了一种简易、效果良好的自动纠偏系统，并对其结构、特点和控制原理进行了介绍。

关键词：钢带；纠偏系统；改进；设计0 前言在钢带连续作业生产线中，如硅钢连续脱碳退火生产线或镀锌板生产线等，当钢带板形不良时易产生跑偏现象，严重时会造成刮边、断带等事故。

因此在生产线上需配置纠偏装置，使钢带沿着机组中线运行，控制其偏移量不超过一定范围。

目前普遍采用光电液压伺服机的自动对中纠偏装置（简称CPC），采用光电检测，通过伺服阀控制液压缸使纠偏辊摆动以达到纠偏效果。

CPC可以实现连续自动的纠偏控制，对中精度高，但结构复杂，维护检修难度大。

此外，其配套的液压系统长期连续运转，伺服阀易损坏，易产生漏油现象，能耗亦较大。

为了克服常规CPC的缺点，对CPC进行了改进，设计出一种控制效果好、造价低廉、容易维护的全电控式自动纠偏系统。

1 全电控纠偏系统的结构由机械系统和电控系统组成，结构原理框图见图1。

机械系统包括机架、纠偏辊、驱动装置（步进电机、加强型滚珠丝杆等）。

电控系统包括检测装置、比较放大器、步进控制器、人机界面等。

（1）检测装置：利用光敏接收装置将带钢两边接收到灯管发出的光通量转化为正负极性直流0～10V的模拟信号。

（2）比较放大器：采用通用型12点输入/输出单片机。

其对工作环境的抗干挠要求不高、可靠性较高、故障率低、实用性较好。

也可用PLC可编程控制器，使用更灵活，但成本稍高。

（3）步进控制器：采用与步进电机配套的成品控制器。

（4）人机界面（操作器）：用2×10字的LCD显示屏构成人机界面，显示屏与比较放大器板间用485通讯方式进行通讯连接。

显示屏的功能分两部分：①工作画面，主要是手动/自动切换，手动的左/右、正/反极、对边/对线的功能设置及速度是0～9级速度可调的设置，以满足响应不同工艺速度的需要；②电机参数的设置，主要是电机转动死区时间、连续转动时间上限，占空比等参数的设置。

带材纠偏控制系统最终

液压控制系统
带材纠偏系统研究背景
在带材生产线上，在带材生产线上，带材的跑偏是不可避免的，避免的，带材纠偏控制系统是带材生产线上必不可少的重要控制系统。上必不可少的重要控制系统。在带材连续生产设备和带材处理设备中，生产设备和带材处理设备中，使带材能无故障的运送，卷取时边缘整齐，故障的运送，卷取时边缘整齐，使得带材在包装、运输和码放时很方便，还减少了在包装、运输和码放时很方便，带材在此过程中由于边缘不齐而引起的损有利于较好地完成技术指标，伤，有利于较好地完成技术指标，提高经济效益，降低成本。济效益，降低成本。
液压控制系统
电液伺服阀
在电液伺服系统中，在电液伺服系统中，电液伺服阀将系统的电气部分与液压部分连接起来，实现电、电气部分与液压部分连接起来，实现电、液信号的转换与放大以及对液压执行元件的控制。号的转换与放大以及对液压执行元件的控制。电液伺服阀是电液伺服系统的关键部件，电液伺服阀是电液伺服系统的关键部件，它的性能及正确使用，性能及正确使用，直接关系到整个系统的控制精度和响应速度，精度和响应速度，也直接影响到系统工作的可靠性和寿命。靠性和寿命。电液伺服阀控制精度高、响应速度快，电液伺服阀控制精度高、响应速度快，是一种高性能的电液控制元件，是一种高性能的电液控制元件，在液压伺服系统中得到广泛的应用。统中得到广泛的应用。
液压控制系统
电液伺服阀
当伺服阀失电时，挡板位于两个喷嘴中间，所以主阀两个控制腔中的压力是相等的，即主阀芯也是位于中位。芯也是位于中位。
A B T P T
A
P
B
液压控制系统
电液伺服阀
在电-机械转换器线在电机械转换器线圈中通入电流会激磁衔铁，并引起其倾斜。衔铁倾斜方向由电压极性来确定。

论文说明书-带材纠偏装置控制系统(24页)

论文说明书——带材纠偏装置控制系统（24页）一、项目背景随着我国工业自动化水平的不断提高，各类生产线对带材的质量要求也越来越高。

在实际生产过程中，带材跑偏现象时常发生，这不仅影响了生产效率，还可能导致产品质量下降。

为解决这一问题，我们研发了一套带材纠偏装置控制系统，旨在提高生产线的稳定性和带材的精度。

二、研究目的与意义1. 研究目的本论文旨在设计一套带材纠偏装置控制系统，通过对带材运行过程中的实时监测与调整，实现带材自动纠偏，降低生产过程中的故障率，提高生产效率。

2. 研究意义（1）提高带材生产线的自动化程度，减轻操作工人的劳动强度；（2）确保带材在生产过程中的稳定运行，提高产品质量；三、系统设计原理1. 系统概述带材纠偏装置控制系统主要由检测部分、控制部分和执行部分组成。

检测部分负责实时监测带材的运行状态，控制部分根据检测到的数据进行分析处理，并输出控制信号，执行部分根据控制信号对带材进行纠偏。

2. 系统设计原理（1）检测部分：采用高精度传感器，实时监测带材的运行位置；（2）控制部分：采用PLC（可编程逻辑控制器）作为核心控制器，实现对检测数据的处理和分析；（3）执行部分：通过伺服电机驱动纠偏机构，实现对带材的实时纠偏。

四、系统硬件设计1. 传感器选型根据生产现场的实际需求，本系统选用精度高、响应速度快的光电传感器作为检测元件。

2. 控制器选型本系统选用性能稳定、抗干扰能力强的PLC作为核心控制器，实现对整个系统的实时监控与调整。

3. 执行机构选型根据纠偏力矩和响应速度的要求，本系统选用伺服电机驱动纠偏机构，确保带材在高速运行过程中的纠偏效果。

五、系统软件设计1. 软件架构带材纠偏装置控制系统的软件部分采用模块化设计，主要包括主控模块、检测模块、纠偏模块、通信模块和人机交互模块。

这样的设计便于后期维护和功能扩展。

2. 程序设计（1）主控模块：负责整个系统的启动、停止和异常处理，确保系统稳定运行；（2）检测模块：实时采集传感器数据，对带材位置进行监测；（3）纠偏模块：根据检测模块提供的数据，计算纠偏策略，并输出控制信号；（4）通信模块：实现PLC与上位机之间的数据交换，便于监控和调试；六、系统调试与优化1. 系统调试在硬件安装完成后，我们对带材纠偏装置控制系统进行了详细的调试。

带钢连续处理机组中带钢纠偏原理分析及设备选型

带钢连续处理机组中带钢纠偏原理分析及设备选型摘要:纠偏是保证带钢连续处理生产线正常运行的重中之重,文章对纠偏设备的纠偏方法和纠偏原理进行了分析和研究,总结了各种类型的纠偏设备纠偏执行的原理,并给出了纠偏设备设计选型的要素和原则,为纠偏设备设计提供借鉴和参考。

标签：纠偏执行原理设计选型由于带钢在运行中可能受到不可控制的力的作用,当这个作用力大于带钢与辊子间的摩擦力时,带钢就不能保持直线运行而偏离机组中心线。

导致带钢在传送过程中跑偏的干扰主要有以下方面:带钢断面不均匀(如带钢镰刀弯);辊子几何形状的影响;两传送辊轴向不平行;辊面质量的影响;两端压力不均的橡胶夹送辊的影响;带钢运送中的气流和液流的影响;塔式或卧式活套中运动辊的导向精度的影响;带钢张力波动的影响。

本文主要就带钢跑偏原理及纠偏设备选型等问题展开探讨。

一、带钢纠偏方法及纠偏原理带钢的纠偏从其检测方式上来讲可分为CPC对中纠偏装置和EPC齐边纠偏装置。

二者区别在于CPC对中纠偏即保证带钢的中心始终在机组中心线上,当带钢跑偏时,它是通过纠偏辊使跑偏的带钢在摩擦力的作用下回到机组中心来完成纠偏任务的。

而EPC齐边纠偏装置为齐边浮动卷取,即保证钢带卷的一侧边部整齐,它是通过将卷取机的卷筒中心移向跑偏的带钢中心来保证卷取整齐的。

另外,从检测原理上来讲,又可分为:电感式位置检测和光电式位置检测。

下文以光电式为例来进行说明。

(一)光电式CPC对中纠偏CPC对中纠偏位置检测装置主要用于带钢运行过程中的纠偏检测,该装置在带钢两侧各有一个光源和光束接收器(见图1)。

光源发出平行光是以机组中心线为对称的,当带钢处于机组中心时,光束接收器收到的两侧光通量相等,其转换成的信号为零,无信号输出。

当带钢不处于机组中心时,光束接收器收到的两侧光通量就有一个差值,转换成的信号不为零,此信号经放大器放大后传递给自动矫正本体,使其调节液压缸液压油的流向,从而使液压缸动作,驱动纠偏辊侧移或旋转,使带钢受到与偏移反向的摩擦力作用而移向机组中心,从而实现带钢的自动对中。

带钢纠偏设计和伺服系统性能分析

社，１９９９．
（１）在阀口刚打开时节流阀过流面积曲线应该越
５８
液压与气动
受力不一样来实现带钢对中。
纠偏精度：ｅ。≤±１ｍｍ
２０１３年第８期
在冷轧生产线的设计和应用中，无论带钢来料的
态性能和品质分析等方面出发，全面研究和分析了带钢纠偏装置的设计和计算方法。带钢纠偏装置是一个
大惯性、低压小流量、高响应和高精度的位置控制系统，工程设计时，必须根据处理线的机组速度、配置位置、
ＹＥＤｏｎｇ＿ｈａｉ
（宝钢不锈钢有限公司冷轧厂，上海
２０￣３１）
摘
要：带钢纠偏对中广泛应用于冷轧各条生产线，对提高机组产量、成材率具有极其重要的作用。根
据带钢纠偏对中的原理，从跑偏和纠偏角、纠偏速度和加速度、液压执行机构的设计选型、伺服控制系统的动
冶金、轻工、印染、造纸等行业的连续机组中。
低越好，这样有利于系统的平稳性。但同时要考虑到过流面积过低系统的响应性也低，会导致堵塞等其他
因素。
§ 咖Ｉ簧ຫໍສະໝຸດ 负载￣ＰＬ／ＭＰａ
（２）阀口打开后过流面积曲线应该要保证有一定的线性度，这样才能对执行机构进行精确的速度控制，

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Rl=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Rl×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，决定驱动纠偏辊框架的液压缸是向外伸出还是向内缩回，且移动多少，并向液压控制系统发出指令，由电液伺服阀控制液压缸动作，推动纠偏辊框架向所需的角度方向旋转，从而使钢带恢复到正常位置。

一种带钢自动纠偏系统的设计

一种带钢自动纠偏系统的设计摘要：针对实际工作中的问题，将原有的手动纠偏装置改为自动纠偏控制系统。

新系统可以很好的完成纠偏任务，降低了实验人员的劳动强度，消除了人工纠偏所带来的低精度问题，提高了工作效率和纠偏效果。

关键词：自动纠偏；位置控制；自学习前言：带钢连续退火实验机是2009年太钢技术中心联合东北大学开发的实验设备，主要用于硅钢产品的研究和开发以及连续退火工艺的研究和优化。

在使用过程中，原有的手动纠偏装置逐渐暴露出手动纠偏精度低、劳动强度大等问题。

改造后的自动纠偏装置可在无人值守的情况下稳定运行，提高了纠偏效率，降低了带钢跑偏故障率，保证了系统的稳定运行。

一、改造前的设备情况：原有实验设备采用手动纠偏装置，用于调节带钢运行过程中的跑偏，结构如图1 所示。

纠偏装置设有跑偏检测传感器，一旦带钢跑偏严重，系统会发出声光报警信号。

这时由人工调节纠偏装置的纠偏辊，使纠偏辊沿带钢前进方向伸出或缩回一段距离，带钢行进到纠偏辊上时，带钢两边的张力差增大，从而在辊面上产生滑动，使钢带向一侧偏移，从而使带钢对中。

由于是全人工操作，纠偏效果往往不可预知，会发生纠偏效果不明显或矫枉过正的情况，轻则导致带材受损，重则导致设备损坏等问题。

二、改造后的设备和控制方法：EPC/CPC 都是比较成熟的纠偏控制系统。

一般由：液压站、伺服阀站、液压缸、光电检测装置和电控部分等组成。

此次改造由于受到设备组成、成本、既有场地等原因制约，不使用液压站和伺服阀等设备，因此不能使用传统的EPC/CPC 设备结构。

1 改造后的系统组成：根据原有的设备结构设计的新纠偏系统如图2 所示。

包括：超声波传感器、电动推杆、位移传感器，本地控制箱，PLC 控制系统等。

控制箱上设有跑偏声光报警器，手动/自动控制方式选择和手动控制开关等功能。

超声波传感器用于检测带钢的位置，电动推杆用于替代原有的手摇丝杠，位移传感器用于检测电动推杆伸出的长度。

以上控制系统使用整个退火机组的西门子S7-400PLC 系统进行控制。

浅析带钢的对中纠偏控制

浅析带钢的对中纠偏控制本文具体分析了带钢在运行过程中跑偏产生的缘由、特点及其类别。

针对带钢的跑偏现象，进行了深化讨论，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供应依据。

带钢跑偏缘由分析工程设计和应用中，无论带钢外形的板形缺陷、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：带钢断面外形、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。

当带钢在运动过程中，它的外形并不能得到订正。

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、各种辊子辊面不匀称磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。

依据带钢的运行行为，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。

<imgsrc=“file:///C:/Users/ä»²æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 014.png”/为带钢跑偏速度，mm/s；<imgsrc=“file:///C:/Users/ä»²æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 016.png”/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，抱负状况下可取 1.0；<imgsrc=“file:///C:/Users/ä»²æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 018.png”/为辊子圆周线速度，mm/s；<imgsrc=“file:///C:/Users/ä»²æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 010.png”/跑偏角度。

带钢电液伺服纠偏系统研究

带钢电液伺服纠偏系统研究摘要：电液伺服纠偏系统在带钢卷取控制中具有重要的意义。

本文建立了电液伺服纠偏系统的传递函数模型，推导了控制器参数，最终设计了基于PLC的电液伺服纠偏控制系统，实际应用表明该系统具有较高的控制精度与较高的可靠性。

关键词：电液伺服纠偏带钢PLC0 引言纠偏控制以电液技术为基础，带钢跑偏的检测方式多样，按其跑偏量检测原理可分为光电检测、电感检测、电容检测三类。

纠偏控制一般采用如下三种方式：第一种为单辊纠偏，其作用为保证带钢进入活套前位置适中，具体为在一段较长的自由运行后，带钢以90度夹角卷绕纠偏辊，利用卷绕效应的物理作用，带钢偏差会被校正到一定范围之内。

当自由的钢带进带距离和出带距离较长时，一般让带钢绕180度经过纠偏辊。

纠偏作用机理为：驱动两根倾斜的连杆转动，带动纠偏辊机架旋转，带钢与纠偏辊中心形成一定的夹角（积分作用），另一个作用为强制带钢横向移动（比例作用）。

因此，纠偏机架旋转产生的比例积分的控制作用。

该类纠偏一方面对出带位置进行纠正，另一方面对近带也起到一定的纠偏作用，测量信号获取部分一般放置在出带侧。

第二种为双辊纠偏，其应用场合为有改变两个带钢运行高度的需求时（如活套的出入口），必须使用双辊纠偏机架过渡作用，起到比例调节的效果。

该类型的纠偏机架突出优点为仅需较短的自由进出带距离即完成纠偏，因此，可应用在机组设备较密集的位置。

工作原理为纠偏辊在进带平面上以一个固定转轴为中心而转动，使带钢的出带部分横向移动。

此时纠偏辊并不能纠正进带的跑偏，但对纠正出带位置具有重要作用，作用为使带钢回到设定的中心位置。

带钢运行时的纠偏量与纠偏机架的调节距离为近似比例关系，进带和出带与转动平面的夹角为90度，纠偏性能取决于进带与出带之间的相对距离，该类测量装置信号获取也在出带侧。

第三种为三辊对中：在带钢张力较大或带钢较厚的特殊工况下，一般可应用三辊纠偏，其技术有点为带钢不必在辊上绕向即能实现带钢的纠正。

纠偏控制系统方案

纠偏控制系统方案背景介绍纠偏控制系统是一种用于自动纠正偏差的系统，可应用于各种工业和机械领域。

本文档将介绍一个纠偏控制系统的方案，包括系统的设计原理、工作流程和实施步骤。

设计原理纠偏控制系统的设计原理基于反馈控制理论，通过对偏差进行实时测量和分析，然后根据分析结果进行相应的补偿控制，从而实现偏差的自动纠正。

该系统通常由传感器、控制器和执行器组成。

传感器负责测量偏差的大小和方向，并将测量值传输给控制器。

控制器根据预设的控制算法和反馈信号，计算出执行器应该采取的补偿措施。

执行器根据控制信号，调整相关参数或位置，以实现偏差的减小或消除。

工作流程纠偏控制系统的工作流程可分为以下几个步骤：1.传感器测量：传感器测量系统的偏差，并将测量值传输给控制器。

2.偏差分析：控制器对传感器测量值进行分析，确定偏差的大小和方向。

3.控制策略：控制器根据预设的控制算法和反馈信号，确定执行器应该采取的补偿策略。

4.信号传输：控制器将控制信号传输给执行器，指导其进行相应的调整。

5.参数/位置调整：执行器根据控制信号进行参数或位置的调整，以减小或消除偏差。

6.再次测量：传感器再次测量系统的偏差，并将测量值传输给控制器，以检验补偿效果。

7.循环控制：系统根据前述步骤反复进行，直到达到预设的纠偏目标或补偿效果满意为止。

实施步骤实施纠偏控制系统的步骤如下：1.需求分析：明确系统应用的领域和需求，确定纠偏目标和性能指标。

2.系统设计：根据需求分析结果，设计系统的整体架构和各组件之间的关系。

3.传感器选择：选择适合的传感器类型和规格，能够准确测量系统的偏差。

4.控制器设计：设计控制器的控制算法和信号处理策略，确保系统能够做出准确的补偿控制。

5.执行器选择：根据系统需求和控制器设计，选择适合的执行器类型和规格。

6.系统集成：将传感器、控制器和执行器组装在一起，进行相应的电气和机械连接。

7.参数调整：根据实际情况，进行控制器参数的调整和优化，以获得更好的控制效果。

自动纠偏控制系统设计

自动纠偏控制系统设计卷材在工艺过程中要始终保持侧面整齐，在卷材处理时需对偏移的卷材进行纠正操作。

文章设计了一种自动纠偏控制系统，在物料卷绕过程中，由摄像头捕获拾取物料边沿位置的偏差信号。

通过纠偏控制器驱动多个纠偏辊协同动作，保证物料直线运动。

标签：卷材处理；自动纠偏；控制系统在塑料、橡胶、印刷和钢铁等行业带状物品的卷取、放卷过程中，带材在机组向前运动时，由于前道工序收卷不齐或本机组中的导向辊偏差和振动以及带材质量分布不均，带材张力失调等原因而造成的带材边缘或纵向标志线与机组中心线不平行，或偏离希望的位置，這种现象称为横向跑偏。

横向跑偏致使带材多呈“S”形向前运动。

出现跑偏现象，会导致设备无法工作，甚至引发安全事故。

跑偏对生产过程的稳定性有很大影响，造成产品质量下降达不到工艺要求。

为保证生产过程的正常运行，需要在生产线中嵌入自动纠偏控制系统，可以说自动纠偏控制系统是带材生产中的一个重要组成部分。

目前传统的纠偏装置仍采用红外对管或激光管作为纠偏控制系统传感器，能够采集到的位置信息很少，既无法得到精确的位置偏差信号，也无法检测到物料整体的“S”形走势，只能依靠单点的光电检测，控制单个纠偏辊进行横向纠偏。

无法得到理想的控制效果。

采用CCD摄像头作为传感器，能够获取物料整体的运行走势，得到精确的偏差信号。

同时精确丰富的测量信息也为“稳、准、快”的控制效果提供了良好的前提条件，项目设计的纠偏装置可以根据物料整体的偏移情况进行分析，驱动多组纠偏辊进行协同纠偏，在控制精度和响应速度上都有较大的提高，下面介绍自动纠偏系统的设计方案。

1 自动纠偏控制系统的控制方案采用摄像头边沿监测的方式，将位置偏差信号传递给纠偏控制器，向机械执行机构发出控制信号，通过电机驱动丝杆转动带动螺母纠偏辊，实现对物料偏移的纠正（如图1）。

2 硬件整体设计与各系统单元组成自动纠偏系统主要由传感检测单元、纠偏控制器和纠偏机械执行机构、人机交互模块四部分构成。

冷轧处理线带钢纠偏控制系统研究

冷轧处理线带钢纠偏控制系统研究I. 前言与背景- 冷轧处理线带钢纠偏控制系统研究的意义和背景- 国内外研究现状综述- 研究目的和意义II. 系统构成与设计- 冷轧处理线带钢纠偏控制系统的概念与原理- 系统架构和组成部分- 设计思路和技术路线III. 纠偏控制算法研究- 常用纠偏控制算法综述- 基于遗传算法的优化设计- 控制模型建立和仿真验证IV. 实验验证与结果分析- 实验样本选取与制备- 系统实验验证及结果分析- 系统反馈与调整V. 结论与展望- 完成的工作总结- 研究成果与创新点- 存在的问题和展望- 进一步的研究方向备注：以上提纲仅为参考，具体内容可以根据实际情况进行适当调整。

I. 前言与背景近年来，随着钢铁行业的大力发展，我国钢铁产业在全球市场上具有越来越大的份额。

同时，钢铁企业为了降低成本、提高生产效率，在生产加工过程中引入了先进的自动化设备和智能化技术，冷轧工艺也不例外。

冷轧处理线是对生产带钢进行加工处理的主要设备之一，它将较厚的钢板通过轧机冷轧为较薄的带钢。

在带钢轧制过程中，由于成卷力的影响，轧制机构难免出现偏差，导致带钢出现不同程度的偏移变形，严重影响到产品质量和后续加工工艺。

因此，研究冷轧处理线带钢纠偏控制系统具有重要意义。

目前，国内外学者和企业对冷轧带钢纠偏控制技术进行了广泛的研究。

国内已经有不少企业引进了先进的冷轧设备，并进行了相关控制系统的设计和实现。

在海外，德国的思克赛公司，日本的神户制钢公司等领先厂商也搭建了完备的冷轧控制系统，实现了对带钢高效、准确的纠偏。

本研究旨在探究冷轧处理线带钢纠偏控制系统的优化设计，提高带钢的纠偏精度和生产效率，以期为冷轧制造业的升级进步做出贡献。

本研究将从系统构成和设计、纠偏控制算法研究、实验验证与结果分析以及结论与展望等角度，对冷轧处理线带钢纠偏控制系统进行全面深入地研究，以期获得科学、优化的冷轧控制方案。

II. 系统构成与设计冷轧处理线带钢纠偏控制系统是由多种设备和部件组成的复杂系统，其构成和设计直接决定了系统的性能和稳定性。

带材纠偏系统课程设计

带材纠偏系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解带材纠偏系统的基本原理，掌握其关键组成和功能。

2. 学生能够描述带材纠偏系统中涉及到的物理概念，如力的作用、运动状态等。

3. 学生能够解释带材在生产过程中为何需要进行纠偏，以及纠偏对产品质量的影响。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际生产中带材跑偏的原因，并提出合理的纠偏方案。

2. 学生能够通过团队合作，设计并制作一个简单的带材纠偏系统模型，展示其纠偏功能。

3. 学生能够运用数学知识，计算带材纠偏系统中的相关参数，如力的大小、纠偏角度等。

情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对工程技术的兴趣和热情，提高对生产实践的认识。

2. 学生通过团队合作，学会倾听、沟通、协作，培养团队精神和解决问题的能力。

3. 学生能够关注带材纠偏技术在生产生活中的应用，认识到科学技术对社会发展的作用。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生在掌握基础知识的基础上，提高解决实际问题的能力。

学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和动手能力，对实际操作和团队合作有较高的兴趣。

教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生通过观察、思考、实践，达到对带材纠偏系统知识的深入理解。

同时，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分展示自己的才能。

通过课程学习，使学生达到上述设定的具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 带材纠偏系统基本原理：介绍带材在生产过程中产生跑偏的原因，分析纠偏系统的基本工作原理，包括传感器、执行器和控制单元的作用。

教材章节：第三章第二節《带材纠偏系统原理》2. 带材纠偏系统的关键部件：详细讲解纠偏系统中各关键部件的结构和功能，如纠偏滚筒、导向装置、驱动电机等。

教材章节：第三章第三節《带材纠偏系统关键部件》3. 带材纠偏系统设计与计算：教授如何根据生产需求，设计合适的带材纠偏系统，包括力学计算、电气参数计算等。