带钢纠偏系统的分析与仿真
冷轧机组带钢纠偏研究
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Ｅ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙＮｏ４， ０ ０ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｅｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ １ ｉ
的指定范围内口 】 。 开卷机 附近有 大量的辅助设备 ，不可避免地使测量 系统
《 装备制造技术｝ ００ ２ １ 年第 ４ 期
冷轧机 组带钢 纠偏研 究
叶 红， 韩俊 平
（ 武汉软件工程职业学 院 ， 湖北 武汉 ４ ０ ０ ） ３２５
摘 要： 在钢铁 生产过程 中， 由于某些原 因， 带钢在通过冷轧机 组时 出现跑偏 现 象， 影响到 正常 生产。针对冷 轧机组 中的跑 偏现 象， 进
测 量值之和 ， 即是带钢 宽度值 。 纠偏控制器 比较当前值和设定 值， 并计算其 偏差 ， 控制 放大 器输 出信号 ， 功率放 大器 转换 经
成 电液伺服 阀要求 的范 围 ， 伺服 阀控 制液压油 的 比例流动 （ 大 小 、 向 ） 伺服油 缸 ， 方 到 这种 由电子到液压的转化 过程 ， 是必要
差 。因此 ， 为了减小跑偏 ， 相应 地可 以采取 如下措施 ： （） １ 保证辊子 圆柱表 面制造 精度和机组安装精度 。 问题在 于， 即使保证 了安装精 度 ， 投产 以后 ， 待 由于基础 下沉 和辊 面
３ 开卷 机 纠偏 系统
使用 电子液压 闭环控制 系统 ， 当带钢偏离预期 位置时 ， 偏 移量 被测量 系统测量 出来 ， 经过放大传输 给 电子 控制装置 ， 控
在带钢 生产加工过 程中 ， 卷通常要 被打开 ， 钢 进行加 工处 理之后 ， 大多数情 况下又会被 重新卷成钢 卷 ， 以便运输 。在 这
（） ２ 增大 张力 。这样 可以减少 带材跑偏 ， 是不能完全消 但 除。 由于张力增 大 ， 设备重量增大 ， 使 投资也相应地增 大。 （） ３ 放宽辊子辊面宽度 。这样可以达到粗定心 ， 但是不经济。 （） ４ 降低 机组速度 。机组速度过低直接影 响生产效率 。
带钢纠偏系统的分析与仿真_万巍
[3] 王春行 . 液压控制系统 [ M ] . 北京 : 机械工业出版社 , 2001. [4] 崔士杰 ,汪建华 . 基于 MA TL AB 的单相全控整流电
由图 6 得到系统响应的性能指标 : 上升 时 间 t r = 0. 023 2 s , 峰 值 时 间 t p =
收稿日期 :2009212226 作者简介 : 万巍 ( 19672) ,男 ,湖南湘乡人 ,工程师 ,硕士 . 研究方向 : 工程实践教学与科研 . 图1 带钢纠偏控制系统原理图
Fig. 1 The hoop correct s an erro r t he co nt rol system schematic diagram
WAN Wei , Q IU Zheng2mi ng , WU Zon g2peng
(Anhui Indust rial U niversity Project Practice and Innovatio n Education Center , Maanshan 243002 , China)
Abstract : This article int roduced an erro r2correct s system wit h hoop bat tery solutio n and it s p rinciple. The aut hel has established t he mat hematical model system of error2correctio n for t he hoop , and used MA TL AB to carry o n t he simulatio n analysis , which have certain reference value to t he system design for t he hoop . Key words : t he hoop correct error ; bat tery solutio n servo ; MA TL AB simulatio n
基于深度学习的带钢表面缺陷检测系统的研究与实现
基于深度学习的带钢表面缺陷检测系统的研究与实现基于深度学习的带钢表面缺陷检测系统的研究与实现一、引言带钢是制造钢材产品的重要材料之一，在钢铁生产和加工过程中扮演着重要的角色。
然而，由于制造和运输过程中的因素，带钢表面往往会存在各种各样的缺陷，例如划痕、凹陷、氧化等。
这些缺陷如果无法及时发现和处理，将会严重影响带钢的品质和使用寿命，甚至导致产品质量问题和经济损失。
因此，研究和实现一种基于深度学习的带钢表面缺陷检测系统具有重要的理论和实际意义。
二、深度学习在图像识别领域的应用深度学习是一种人工智能的方法，它通过模拟人脑神经网络的结构和功能来实现图像和数据的自动识别和分析。
在图像识别领域，深度学习已经取得了巨大的成功，例如在物体检测、人脸识别、自动驾驶等领域都有广泛的应用。
三、带钢表面缺陷检测系统的设计与实现基于深度学习的带钢表面缺陷检测系统的设计和实现主要包括以下几个关键步骤：1. 数据采集与预处理：利用高清摄像设备对带钢表面进行拍摄，将获得的图像数据进行去噪、灰度化、尺寸归一化等处理，以提高数据的质量和一致性。
2. 数据标注与训练集构建：人工对带钢图像进行标注，标注出图像中存在的不同缺陷区域，并将标注结果与相应的图像进行关联。
构建包含大量带钢图像和相应标注信息的训练集，作为后续深度学习模型的训练数据。
3. 深度学习模型的选择与训练：根据带钢表面缺陷检测的特点和需求，选择适合的深度学习模型，如卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）。
利用训练集对选择的模型进行训练和优化，以提高模型的准确性和泛化能力。
4. 缺陷检测与分类：将训练得到的深度学习模型应用于实际的带钢图像中，通过图像的特征提取和比对，检测出图像中存在的缺陷区域，并根据缺陷的类型进行分类。
通过将缺陷与标注信息进行比对，判断出缺陷的位置和严重程度。
5. 结果评估与优化：对检测结果进行评估和统计分析，计算系统的准确率、召回率、误报率等指标，根据评估结果对系统进行优化和调整，以提高系统的检测性能和效果。
连续退火炉炉内带钢纠偏系统分析与建模
统 、Ｈ—Ｎ及脱氧系统等组成 。１ ＃连 续退火炉机组 退火炉
设置 了 ９套纠偏 系统 ，其示意 图如 图 １ 所示 。
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ｌ ｏ － 张力辊４ ． １ ；１ １ － 张力辊４ ． ２ ；１ ２ 一 带 钢 偏移位置 检测装 置 ；１ ３ 一 人 口密封辊 ；ｌ ４ － 张力计
图１ 立式退火炉 纠偏 系统设置示意图
＊作者简介 ：范尔建 （ １ ９ ８ ６ 一） ，男 ，助理１ 二 程师 ，主要从 事冷轧设备点检和维护方面的Ｔ作 。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ：ｆ ａ ｎ ｌ ｙ １ ５ ２ ０ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
火炉 中的炉 内纠偏 系 统不但 已必 不可少 ，而且 有时 需多套 系统组合才能保证机组的高速运行 。
２ 退 火炉 内纠偏 系统 的布 置
２ ． １ 炉 内纠偏系统的设置
攀钢 ２ ０ ３ ０ 连续退火炉机组连退炉为立式退 火炉 ，采用 ３ ６ ５个全辐射 管加热 ，其 主体 组成 为炉体 钢结 构 、炉壳 及 其附属设备 、中间各介质 管道 、事故水 系统 、甘油润 滑系
心 点 在 平 面 内转 动 ］ 。 由 于 炉 内 纠 偏 系 统 摆 动 中心 在 带 钢
４ ． １伺 服 电动 缸 建 模
纠偏装置中 的电动 伺服 缸采 用 Ｅ ＭＧ公 司 的产 品 ，该 伺服电动缸采用行星齿轮系螺纹 （ Ｐ ＧＴ） ，将 相交 流伺 服 电机产生的旋转运动转变为直线行走移动 。
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。
浅析带钢的对中纠偏控制
带钢对中纠偏控制分析本文详细分析了带钢在使用过程中产生偏差的原因、特点及其类别。
针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，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提供依据。
带钢偏差原因分析工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、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将导致生产线上移动带钢的偏差。
1.1.带钢的板形缺陷。
各种形式的平面度缺陷主要包括：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。
当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。
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、各种轧辊表面的不均匀磨损和其他因素会导致带钢横向偏差。
根据带钢的运行行为，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，即使带钢弯曲，也会导致带钢进入轧辊的角度发生偏差90°。
偏离的大小，记为跑偏角。
为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其尺寸和滚筒表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。
实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。
由于锥形辊，带钢的张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。
1.3.张力控制带钢张力波动，尤其是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。
高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。
可是，由于带钢的材料特性和用于控制带钢张力的张力辊的驱动操作，带钢张力增加是受限制的。
带钢对中纠偏控制措施通过对以上偏差原因的分析，在实际的生产过程中，为了减小跑偏量，相应可以采取如下措施：2.1.确保滚筒圆柱面的制造精度和机组的安装精度。
问题在于，即使保证了安装精度，待投产以后，由于基础下沉和辊面磨损等因素，也会直接影响初安装精度和初制造精度，因此这种方法不能从根本上解决问题。
带钢纠偏液压系统设计和仿真
带钢纠偏液压系统设计和仿真
李铁钢
【期刊名称】《企业技术开发（学术版）》
【年(卷),期】2013(032)009
【摘要】文章首先介绍了带钢纠偏位置控制液压系统的设计原理图,分析了系统的数学模型,对液压元件进行了静动态的设计,建立了系统的方块图,而后基于液压仿真软件Simulink和DSHplus建立了仿真模型,最后执行了电液系统联合仿真操作,仿真结果证明所设计的系统满足控制指标的要求.
【总页数】2页(P20-21)
【作者】李铁钢
【作者单位】沈阳工程学院机械学院,辽宁沈阳110136
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
【相关文献】
1.带钢纠偏系统的分析与仿真 [J], 万巍;邱震明;邬宗鹏
2.典型冷轧带钢处理线液压系统设计 [J], 裘嗣明
3.带钢厂卷取区域液压系统设计 [J], 宋尚海;
4.带钢连续处理机组中带钢纠偏设备设计与应用研究 [J], 王林琳;晁代章
5.带钢纠偏液压系统模糊PID控制与仿真 [J], 邹永向;吴洪明
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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。
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１ 带钢 纠偏 系统 的工 作原 理
带 钢 卷 取 纠 偏 电 液 伺 服 控 制 系 统 如 图 １所
示 ． 系统 由液压 能 源 、 该 电液 伺 服 阀 、 电流放 大 器 、 伺服 液压 缸 、 卷取 机 和光 电检 测 器 等部 件组 成． 带 钢 的跑偏 位移 是 系统 的输 入量 ， 取机 （ 卷筒 的 卷 或
统 工作提 供足够 的能量 ． 此 之外 ， 统 中还设 置 除 系 了辅 助液 压 缸 和 液控 单 向 阀组 ． 时 辅 助 液压 缸 这 有 两个作 用 ： 一是 在 卷完 一 卷要 切 断带 钢 前 ， 光 将
电检 测 器 从 检 测 位 置 退 出 ， 在 卷 曲 下 一 卷 前 又 而
而位 移则 通 过 线 性 传 感 器 测 得 ， 与伺 服 放 大 系统的输 出信 号进 行 比较 ， 出 液 压 缸 继续 动作 给
收稿 日期 ： ０ ９—１ ２０ ２—２ ６
作者 简 介 ： 巍 （９ ７ ） 男 ， 南 讨 万 】６ ． 湖 刊乡人 ， Ｔ程 帅 ． 十． 究 方 向 ： 程 实 践 教 学 【科 研 硕 研 丁 Ｊ ｊ
ｓ ｓ ｅ ｓ ｈｅ ｙ ｔ ｍ ｃ ｍａｔｃ ｄａ ａ ｉ ｉｇｒ ｍ
值经光 电检 测 器 后 由电 流 放 大 器放 大 ， 大 后 的 放 功率信 号驱 动 电液 伺 服 阀动 作 ， 而 控 制 液 压 缸 进
驱 动 卷 取 机 （ 卷 筒 ） 移 动 ． 压 能 源 为 整 个 系 或 的 液
第 ３期
万
巍 ， ： 钢 纠偏 系 统 的分 析 与 仿 真 等 带
１１ Ｏ
液压 动力 原 件 由伺 服 阀 和 液 压 阀 组 成 ， 液 是
的增 益， Ｋ 一
６ ＾ ７ ０ √
压伺服 控制 系统 的关 键 部 件 ， 的 动态 特 性 在 很 它
大程度 上决定 整个 系统 的性能 ． 当 以 Ｑ 为输入 ， 。 Ｘ 为输 出时 ， 传递 函数为 其
Ｏ 引 言
带材 纠偏 设 备 是 冷 轧 生 产 线 上 的 常 用 设 备 ，
普 遍 应 用 于 酸 洗 、 轧 、 整 、 镀 层 、 卷 、 切 冷 平 涂 重 剪
的信 号． 如此 反 复 ， 到带 钢 不 再跑 偏 ， 以 获得 直 可 较 高 的控 制精度 ．
等机 组 中． 由于受 机组 各 设备 的安装 精 度 、 子 的 辊 制造 精度 、 辊子使 用后 的磨损 、 材板 形 不好 等 各 带 种 因素的影 响 ， 带 钢 在 穿 带 和正 常 工 作 时 经 常 使 出现跑偏 现 象． 带材 跑 偏不 仅 会造 成 带材 缺 陷 、 减 少成材 率 ， 而且还会 影 响机 组 的 生产 能力 ， 至对 甚
Ｘｐ
＿ 一
５ ６ ×１ ｍ。 ｓ 为伺 服 阀的频 宽 ， ．３ ０ ／ Ａ； 由样 本可 得 （ ＝∞ ９一２ｃ ３ ５ ７ ． ８ｒｄ ｓ 为伺服 ｃ ＝ 一。 ×４ ． —２ ３ １ ａ ／ ； Ｊ ＝ ７ 阀的 阻 尼 系数 ， 考 样 本 频 率 响 应 曲 线 ， 算 出 参 计
各个 环节 进行数 学模 型建立 和参 数选择 ．
度 的带 钢 时调 节 光 电检 测 器 的 位 置． 控 单 向阀 液 组 可使 伺 服液 压缸 和辅 助 液压 缸有 较 高 的位置 精
度 方 框 图
Ｆｉ．２ Ｔｈｅ ｈｙ ａ ｉ ｐ ｅ ｓ ｅ ｄ ｐｒ ｓ ｅ ｇ ｄｒ ｕｌｃ ｒ ｓ ｕｒ ｅ ｅ ｓ ｓ ｓ ｓ ｅ ’ ｏｃ ｉ ｇ ａ ｙ ｔ ｍ Ｓ ｂｌ ｋ ｄ ａ ｒ ｍ
带钢纠偏系统的分析与仿真
万 巍， 邱震明， 鹏 邬宗
（ 徽 工 业 大 学 工程 实践 与 创 新 教 育 中 心 ，安 徽 马 鞍 山 ２ ３ ０ ） 安 ４ ０ ２
摘 要 ： 绍 了 带钢 电液 纠偏 系统 的 工 作 原 理 ， 立 了 带 钢 纠偏 系统 的 的数 学 模 型 ， 使 用 ＭＡＴ Ａ 介 建 并 Ｌ Ｂ进 行 了
第 ３ 卷 第 ３期 ２
２１ ０ ０年 Ｏ ３月
武
汉
１ 程 二
大
学
学
报
Ｖｏ ２ Ｎｏ ３ Ｌ３ ．
Ｍ ａ． ｒ ２ ０ ０１
Ｊ Ｗ ｕ ａ Ｉ ｓ ． Ｔｅ ｈ ． ｈｎ ｎｔ ｃ．
文 章 编 号 ： ６ ４—２ ６ （ ０ ０ ０ １７ ８ ９ ２ １ ） ３—０ ０ １ ０—０ ３
仿 真分 析 ， 统 建立 的数 学 模 型 对 带 钢 纠偏 系统 的设 计 有 一 定 的参 考 价 值 ． 系 关 键 词 ： 钢 纠偏 ； 液伺 服 ； ＴＩ 带 电 ＭＡ ＡＢ仿 真
中 图分 类 号 ： ＴＨ１ ２ ２ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ ８ ９ ２ １ ． ３ ０ ６ ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ ． ６ ４ ２ ６ ． ０ ０ ０ ． ２ ｓ
２ 带钢 纠偏 系统 的 建模 与仿 真
液压 压下 控 制 系 统 的方 框 图如 图 ２所 示 ， 主 要 由伺 服 放 大 器 、 服 阀、 压 缸 、 感 器 等 组 成 伺 液 传
的 环 节 组 成 ， 压 压 下 系 统 的 建 模 主 要 是 对 以 上 液
能使 检测 器 自动 复 位 对 准 带 边． 样 可 以避 免 在 这 换卷 过程 中损 坏 光 电检 测 器 ； 是 在 卷 取 不 同宽 二
１－ ． 一 ． － － － － ．一 －一 －－ ． 一 －一
跟 踪 位 移 是 系 统 的 输 出 量 ． 入 量 和 输 出 量 的 差 输
图 １ 带 钢 纠 偏 控 制 系 统原 理 图
Ｆｉ． Ｔｈ ｏ ｐ ｃ ｒ ｅ ｔ ｎ ｅ ｒ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ１ ｅ ｈ ｏ ｏ ｒ ｃ ｓａ ｒｏ ｈ ｏ ｔｏ