板带纠偏和对中控制系统

1、系统结构

带材纠偏电液伺服系统是集光、机、电、液四方面有机结合在一起的全闭环电液伺服系统，是用途广泛的机电一体化高新技术产品。它具有响应快、精度高、寿命长、稳定性好等特点。它可广泛地应用于机械、冶金、造纸、橡胶、织带、纺织印染、电镀、塑膜胶片、等诸多行业的不同种类的带材生产线的在线纠偏。

2、应用场合

板带纠偏系统可用于下列钢铁、有色金属板带及轻工连续生产线的开卷、卷取及机组中间段的在线纠偏控制：

热浸镀锌及电镀锌生产线、彩色涂层生产线、镀锡处理线、酸洗处理线、退火及酸洗处理线、连续轧制及酸洗处理线、连续轧制生产线、连续退火生产线、拉弯矫直机列线、造纸、橡胶、织带、纺织印染、电镀、塑膜胶片。

3、纠偏控制

系统通过光电传感器监测进带某一边,并将进带位置变化转变为电信号输出至控制放大器。控制器将此信号和预先设定的纠偏零点信号相比较，若有偏差则输出一相应的偏差纠正信号至伺服阀，伺服阀将信号转换为大功率的液压能，驱动液压油缸推动卷取机连同与之通过刚性固定臂连接为一体的光电架同步动，直至光电传感器零位与被监测的带材边重合。如此往返跟踪最终得到端部整齐的卷材。

纠偏控制系统按照控制类型来区分，可分为：
(1) 边缘位置控制型（E.P.C）；

(2) 线条位置控制型（L.P.C）；

(3) 中心线位置控制型（C.P.C）；

在轻工行业往往使用电气系统进行纠偏和对中控制。


图1

光电开关的三种安装方式
（1）.双开关单边控制
光电头置于材料一边。使材料边缘处于光电传感器二不灵敏区内。
优点：控制误差较小，材料宽度变化时，光电头位置可以不变。
缺点：如果边缘破损，会强制跟踪导致材料撕断。材料走完，执行机构会跑到极限位置。
（2）.单开关单边控制
单边单开关控制时，光电头置于材料一边。使材料边缘处于光电传感器光斑下。
优点：控制误差较小，调试简单；材料宽度变化时，光电头位置可以不变。
缺点：如果边缘破损，会强制跟踪导致材料撕断；材料走完，执行机构会跑到极限位置；无平衡点，电机不停转动。
（3）.双开关双边控制
用两个光电开关，分别置于材料两边，始终保持两光电头状态相同。
优点：如果材料边缘破损，或材料走完，都不影响运行。
缺点：如果材料宽度经常变化，就需要经常改变光电头位置，如果两光电头光轴之间的距离与材料宽度不等，则会产生纠偏误差。


图2

4、系统的工作原理和工作过程


图3

系统工作原理如图3所示: 带钢位置传感器对带钢边缘进行检测, 检测结果送入微控制器, 微控制器计算出偏差信号并给出相应的控制信号, 控制信号经伺服驱动器放大后送至伺服电机, 电机带动智能换向阀, 换向阀驱动油缸动作, 从而驱动纠偏或对中执行机构移动, 实现纠偏或对中。

工作过程如下: 此系统有手动和自动两个工作方式, 通过按键进行选择。按键位于人工操作台上, 在手动方式下, 有5 个按键, 按手动/ 自动键可以进行工作方式的选择。前进键和后退键按下可以让纠偏或对中执行机构前进和后退。在每次带钢纠偏或对中操作结束时, 取满值按键按下则位置传感器会取满值电压一次, 有效地避免了因光源受污染而使系统的卷取或对中精度降低的问题。油路阻塞按键按下则是检测油路是否阻塞。在自动方式下, 微控制器自动接收位置传感器的信号, 计算出偏移量信号, 然后发出控制信号传给纠偏或对中执行机构, 自动实现纠偏或对中。

5、系统的功能

(1) 手动操作功能: 通过人工操作台按键控制纠偏执行机构前进和后退。

(2) 纠偏执行机构对中功能: 适用于卷取机, 在带钢刚上卷时, 使卷取机对中。

(3) 半自动寻边功能: 通过手动操作使位置传感器自动寻找带钢边缘, 并使带钢正好遮住光接收器的一半。

(4) 自动纠偏和对中功能: 在自动方式下, 系统按工作过程所述自动实现纠偏或对中。

(5) 自动补偿反射光污染功能: 在每次纠偏(对中) 结束时, 采样满值电压, 作为下一次操作的满值电压的预定值。

(6) 检测头快速回退功能: 在开卷机和卷取机操作接近带钢尾部时, 位置传感器可快速退回, 防止带钢打坏位置传感器。

(7) 参数调整与完善的故障诊断功能: 系统参数可以调整, 如果出错, 显示错误代码, 便于查找错误并及时更正。

6、技术参数

纠偏系统精度：＜＝0.1mm
纠偏响应时间：4ms
纠偏速度：0–50mm／s
纠偏最大推力：300kg
纠偏功率120VA