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红外光电纠偏控制系统
一、简介
  IV-20-IR无臂式数字红外纠偏测控系统是主要用于机械、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,是有臂式纠偏测控系统的技术革新与发展。与有臂系统相比,具有结构简单、安装方便、操作简洁、易于维护、减少振动干扰、工作可靠性高等优点。
  纠偏测控系统主要核心部分为红外光电边沿位置检测传感器,该传感器是我公司多年潜心研发的成果,采用该传感器组成的数字红外纠偏/对中(EPC/CPC)控制系统,主要有以下特点:
  ♦ 全新数字式红外传感器,大幅度提高抵抗外界光线、灰尘、振动、温度干扰的能力;
  ♦ 红外传感器上下测量空间大于2米,测量精度±0.1mm,测量范围300~1000mm可定制,性能先进,双组可对中应用;
  ♦ 控制系统采用工业现场网络,数据传输小于3ms;
  ♦ 控制系统采用图形化界面操作,简易直观;
  ♦ 先进的无臂控制运算方法,保证控制稳定性;
  ♦ 提供开放用户接口,用户可独立配置位移传感器、比例伺服执行器;数字红外纠偏/对中(EPC/CPC)控制系统可用于下列钢铁及有色金属板带连续生产线的开卷、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
  下图为无臂式数字红外纠偏测控系统组成结构示意图。
 

二、系统功能及技术指标
  IV-20-IR无臂式数字红外纠偏测控系统用于主要用于带材边沿位置的测量与纠偏控制。
  纠偏测控系统具有较高的测量精度,测量范围宽、响应快速、稳定性高、抗干扰能量强,配以液压或电动执行系统能达到较高控制精度,满足各行业带材生产线的纠偏需求。
  • 纠偏测控系统主要性能如下:
  • 光源:红外载波,抗干扰强
  • 边沿位置测量周期:小于3ms
  • 边沿位置测量精度:±0.1mm
  • 边沿位置测量范围:400mm(300~1000mm可定制);
  • 控制周期:10ms。对于一些特殊的应用,可降低至5ms,以获得更快的响应
  使用环境温度:
  →带材边沿位置测量装置(-20~85)℃
  →纠偏控制柜(0~45)℃

三、系统组成及工作原理
  纠偏测控系统由红外光电边沿位置检测传感器、纠偏控制柜、电气线路组成。
  红外光电边沿位置检测传感器由红外线发射单元、感光接收数据处理单元与专用支架三部分组成,红外线发射单元按感光接收数据处理单元命令接通红外线发射管,位于这两个单元之间带材的移动对红外线造成不同的遮挡效果,因而照射到感光接收数据处理单元上的红外线信号也发生相应的变化,信号处理单元根据采集到的红外线信号计算带材边沿位置,并把位置信号转换成数字信号或标准4~20mA信号输出至纠偏控制柜。
  纠偏控制柜主要由控制器、伺服(比例)阀驱动板、机柜及电气附件组成。控制器采集传感器测量的带材边沿位置,按闭环控制算法计算出控制量,经伺服阀驱动板放大后输出至液压执行系统,液压执行系统驱动开卷机等设备移动,使带材边沿始终处于目标位置。

四、系统安装
  根据不同的应用场合,带材边沿位置测量装置有两种安装方式:
  • 有臂式安装:传感器安装在主设备(收卷辊)上,跟随执行机构同步移动
  • 无臂式安装:固定于地面,可远离执行机构(建议使用这一方式安装)
  具体方式参见无臂式数字红外纠偏测控系统组成结构示意图。
  红外线发射装置和感光接收数据处理单元按玻璃面相对平行安装,两装置的中心点尽量正对,偏差不超过5cm,两装置安装间距60cm~200cm。带材距离红外线发射装置不小于两装置四分之一间距。
  红外线发射装置和感光及数据处理装置安装牢固,运行过程中两装置相对移动将影响带材边沿测量精度。
  纠偏控制柜安装尺寸(高×宽×深)为600mm×400mm×240mm,通过柜体背面的四个安装孔固定至墙面或结构架上。柜体底部有四个圆孔,用于电缆进线。
  红外线发射单元外形及安装尺寸见图1。
  感光接收数据处理单元外形及安装尺寸见图2。

五、系统与外部接口说明
  纠偏测控系统与外部接口包括电源、接地、输入信号和控制信号。
  纠偏测控系统使用380V交流电源,功率不大于500W。电源从纠偏控制柜引入。纠偏控制柜中接地端子通过导线接至大地,接地电阻不大于2欧。
  输入信号为一路活塞位置信号(直流电压或电流信号,可定制线位移传感器信号),由纠偏控制柜引入。
  控制信号由纠偏控制柜引出,包括输出至纠偏液压执行系统的控制信号(两类可选,按液压执行系统要求选配驱动放大板): PWM信号(两路)和模拟量信号(一路),以及输出至主系统的一路停车信号(继电器触点)。

六、操作说明
  纠偏控制柜实现纠偏监控系统的监视操作功能,人机接口包括液晶显示操作屏、蜂鸣器、电源开关、急停按钮、左移按钮和右移按钮。
液晶显示操作屏由液晶屏和功能按钮组成,主要显示信息及操作说明如下:
  ⇒主屏
  主屏显示带材边沿当前偏移和活塞位置,按F1功能键投入或退出调节,按F2功能键切换调节模式(手动或自动),只有在自动模式下投入调节,才开始带材纠偏。按ESC功能键退出主屏,进入检测设置屏。
  ⇒检测设置屏
  按F1功能键切换设置允许状态,只有在设置允许的情况下才能进行本屏及参数设置屏的相关操作,设置完毕须再次按F1键退出设置允许状态。在红外线发射装置和感光及数据处理装置间无遮挡时,按F2功能键进行故障检测,按F3功能键查看发光管的故障情况。按F6功能键设置带材遮挡方向(遮挡插座侧或另一侧)。按F7功能键设置带材边沿原点,即带材边沿要求位置,原点设置后,其偏心值在屏上显示。按ESC键退回主屏,在检测设置屏按向下箭头键,进入参数设置屏。
  ⇒参数设置屏
  纠偏测控系统安装后,投入带材纠偏前须在参数设置屏上设置带材厚度、红外线发射装置和感光及数据处理装置间距、安装偏移。按SET键选择需设置的参数,按数字键输入数据,按ENT键结束输入,按F1、F2和F3键分别向光电传感器发送带材厚度、安装间距和安装偏移设置命令,当前值列显示传感器当前使用的参数值。按向上箭头键进入检测设置屏,按向下箭头键或ESC键退回主屏。
  ⇒报警屏
  系统上电后,出现任何故障或按ALM键进入报警屏,并接通蜂鸣器,按ESC键退出报警屏。主要报警信息如下:
  • 红外线发射装置故障
  • 感光及数据处理装置故障
  • 超出测量范围
  • 通讯报警
  • 系统故障
  ⇒报警确认及复位
  出现报警,操作员了解报警信息后,可按F4功能键进行确认,断开蜂鸣器。按F8功能键进行报警复位,从报警列表中清除已恢复正常的报警信息。
  ⇒急停
  出现紧急情况时,按下急停按钮,切断至液压执行系统的控制信号,并接通停车信号,使主设备停止工作。恢复正常后,复位紧停按钮,纠偏测控系统开始正常工作。
  ⇒手动调节模式
  液晶屏显示主屏时,按F2键选择手动模式,同时投入调节。按下左移或右移按钮,主设备按相应方向连续移动,松开按钮主设备停止移动。
 
 
图1  典型红外线发射装置外形及安装尺寸
 
  
图2  典型感光接收数据处理单元外形及安装尺寸

七、选型说明
 
 
 
 
 

 
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