平整机延伸率控制系统

1 第一章 绪论 1.1前言 钢铁工业是国民经济的重要基础产业，包括采矿、选矿、烧结（球团）、焦化、炼铁、炼钢、轧钢、金属制品及辅料等生产工序。经过改革开放以来特别是近十年的发展，市场配置资源的作用不断加强，各种所有制形式的钢铁企业协同发展，产品结构、组织结构、技术装备不断优化，有效支撑了国民经济平稳较快发展。 “十二五”时期是深入推进科学发展、加快转变发展方式的攻坚阶段。钢铁工业“十二五”发展规划，根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《工业转型升级规划（2011～2015年）》编制，主要阐明钢铁行业发展战略和目标，明确发展重点，引导市场优化配置资源，对钢铁工业转型升级进行部署，作为“十二五”期间我国钢铁工业发展的指导性文件。

第二章 延伸率和平整 2.1延伸率 描述材料塑性性能的指标——延伸率δ和截面收缩率ψ。延伸率即试样拉伸断裂后标距段的总变形ΔL与原标距长度L之比的百分数：δ=ΔL/L×100%。 2

工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料，如常温静载的低碳钢、铝、铜等；而把δ≤5%的材料称为脆性材料，如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。 延伸率按照测量方式的不同分为定倍数A5、A10和定标距A50、A80、A100等。A5是比例试样原始标距与直径的比为5, A10是比例试样原始标距与直径的比为10；A50是非比例试样，原始标距为50mm，A80、A100与之同理。 平整机的延伸率是通过机架出入口的带钢速度计算得到；一般平整机的出入口有两台激光测速仪用来测量带钢的实际生产速度，公式为延伸率=（出口速度-入口速度）/入口速度。

2.2什么是平整 平整是小变形的冷扎过程，是冷轧工艺上具有重要意义的一道生产工序。退火后的冷扎带钢，其表面光洁度、平直度和组织性能等指标均难以满足用户要求。冷轧带钢经罩式炉退火再结晶后，其拉伸曲线上的屈服平台是直接影响后续工序加工质量的重要因素，为了降低其屈服极限，改善冷轧带钢组织和表面性能，通常需要进行平整轧制，达到市场对带材各项性能指标的要求，所以我们要对其延伸率进行测量。 平整轧制实际是一种小压下率的二次冷轧，但是由于压下量很小，用测厚仪很难测出平整机入出口的带钢厚度偏差，这是平整有别于冷轧的地方。故平整轧制更侧重于达到带钢的延伸率，追求得到良好的板型和带钢表面质量。因此，平整过程的工艺质量控制主要就是通过延伸率来进行管理，一般控制在3%以下，平整生产过程的工艺质量管理主要就是通过控制延伸率来进行的。 3

延伸率是平整机轧制中控制带钢力学性能的卫衣指标，其数值是根据钢种组织结构特性和最终用途按要求给定的，它的大小和均匀程度直接影响带钢的平整质量和深加工性能。在平整工艺上，每一种规格都对应着一定的延伸率，而对同一种规格的带钢进行平整时，要求其延伸率保持恒定，即在误差范围内波动，这样才能使带钢的纵向性能质量得到保证，有利于带钢的进一步加工。因此，控制延伸率的大小和均匀性是平整轧制中至关重要的问题。

第三章 器件介绍 3.1 555定时器

555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。 4

图3-1 555定时器内部框图 555电路的工作原理 555电路的内部电路方框图如图3-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为

和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号

自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 5

是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

3.2 51单片机 单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 6 ⒈ 电源:

⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4根， ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 7

② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。 ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。 ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 ⒋ I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。 拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块称之为89C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。 1、 电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40管脚，负极（地）接20管脚。 2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶体震荡器，电容，连上就能了，按图1接上即可。 3、 复位管脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。 8

4、 EA管脚：EA管脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。

3.3采样保持器 LF198 计算机系统模拟量输入通道中的一种模拟量存储装置。它是连接采样器和模数转换器的中间环节。采样器是一种开关电路或装置，它在固定时间点上取出被处理信号的值。采样保持器则把这个信号值放大后存储起来，保持一段时间，以供模数转换器转换，直到下一个采样时间再取出一个模拟信号值来代替原来的值。在模数转换器工作期间采样保持器一直保持着转换开始时的输入值，因而能抑制由放大器干扰带来的转换噪声，降低模数转换器的孔径时间，提高模数转换器的精确度和消除转换时间的不准确性。一般生产过程控制计算机的模拟量输入可能是每秒几十点、几百点，对于大型系统甚至上千点,往往需要高速采样(如5000～10000点／秒)。为使这些模拟量信号逐个地送到模数转换器，而不至降低被测信号的真实性，必须采用采样保持器。在低速系统中一般可以省略这种装置。 采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器A组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压UB随被采样信号UA变化。当采样间隔终止时，D变为高电平,模拟开关断开,UB则保持在断开瞬间的值不变。缓冲放 9

大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变。 通常，采样保持器与采样器、放大器和模数转换器一起构成模拟量输入通道,用于工业过程计算机系统或数据采集系统。现场信号（如温度、压力、流量、物位、机械量和成分量等被测参数）经过信号处理（标度变换、信号隔离、信号滤波等）送入采样器，在控制器控制下对信号进行分时巡回和多路切换选择，然后经放大器和采样保持电路再送入模数转换器，转换成计算机能接受的二进制数码。[1] 通常，采样保持器与采样器、放大器和模数转换器一起构成模拟量输入通道,用于工业过程计算机系统或数据采集系统。现场信号（如温度、压力、流量、物位、机械量和成分量等被测参数）经过信号处理（标度变换、信号隔离、信号滤波等）送入采样器，在控制器控制下对信号进行分时巡回和多路切换选择，然后经放大器和采样保持电路再送入模数转换器，转换成计算机能接受的二进制数码。[1] 3.4激光测速仪

激光测速仪是采用频率滤波法高精度的测速测长传感器，真尚有公司根据中国市场特别定制的一款测速测长传感器，其精度<0.05%。它是非接触在线精密测量物体运行速