基于電容傳感器的板厚板速動態(tài)檢測系統(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板帶速度的變化造成的。堆鋼對企業(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；堆鋼有時候還會引起軋輥的斷裂；堆鋼還會使得整根鋼錠完全報廢。目前，一些連軋線采用活套裝置來緩解堆鋼問題。但是活套有時候出現(xiàn)誤動作，極容

2、易出現(xiàn)堆鋼。面對這種狀況，亟需找到一種合適的高效的解決辦法。
　　本文通過設(shè)計能夠在線檢測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、實時性好的特點。通過傳感器對鋼板厚度和速度的精確的實時檢測，實時的調(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，對傳統(tǒng)電容傳感器測量頭進(jìn)行了ANSYS建模，并做了有限元磁場分析。結(jié)果表明，測量頭周圍有很多雜亂的磁場線，即在測量時有

3、邊緣效應(yīng)的影響。為此，對電容傳感器的測量頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過在測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)和寄生電容對電容傳感器測量結(jié)果帶來的影響。
　　其次，電容傳感器在線測量板材厚度時，板材在軋制過程中會上下振動，這就使得測量結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，測厚方式采用獨立雙電容結(jié)構(gòu)，這樣就克服了由于板帶的上下跳動而測量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。通過CDC技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)將模擬信號直接轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，這使得測量結(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厚裝置，分別提取兩組測厚儀測得的厚度信號。應(yīng)用信號互相關(guān)原理，通過MATLAB軟件將兩組厚度信號做互相關(guān)分析，得出信號在某一時刻互相關(guān)函數(shù)的最大取值，計算出板材的實時速度。這就實現(xiàn)了對板材速度的實時測量。
　　最后，應(yīng)用Wind river公司的MATRIX仿真平臺，對第7機(jī)架的軋輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制仿真。通過測速裝置實時測得的板材的軋制速度，對軋輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，避免了由