軋鋼畢業(yè)論文

1、PAGE PAGE 29摘要：軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)，是鋼鐵生產(chǎn)的一種重要加工方法。軋鋼車間擔負著生產(chǎn)鋼材的任務(wù)。而板帶熱軋只是軋鋼技術(shù)中的一種，它的流程大致分為四個階段：加熱、粗軋、精軋、卷曲。卷曲之后就是板帶成品，然后根據(jù)板型的不同和用途的不同，將不同板型的帶鋼進行在加工成最終成品，比如煙囪，鋼管都是由板帶鋼進行在加工后的產(chǎn)品。板帶成品并非簡單的通過每個階段，而是由PLC進行編程控制，然后在經(jīng)過一系列的系統(tǒng)操作、反饋、再操作，進而對每臺電機控制，最終達到預(yù)期的軋制效果。本文主要介紹軋鋼的生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)過程中電氣儀器儀表等設(shè)備的重要作用。關(guān)鍵字：軋鋼 配電系統(tǒng) 加熱爐 軋制 PL

2、C控制 液壓傳動一、軋鋼生產(chǎn)在國內(nèi)外的發(fā)展背景 第一套熱連軋機于1926年誕生于美國。我國第一套熱軋寬帶鋼軋機始建于1957年，即鞍鋼熱連軋生產(chǎn)工藝的發(fā)展的半連續(xù)軋機 。我國現(xiàn)有輥身長度在1422mm以上的熱軋寬帶鋼軋機30多套。近十幾年，熱軋帶鋼工藝發(fā)生了一系列變化，連鑄連軋、無頭軋制及半無頭軋制技術(shù)得到應(yīng)用。為了與新發(fā)展的熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝相區(qū)別，將過去長期以來所采用的帶鋼熱連軋工藝稱為傳統(tǒng)帶鋼熱連軋。鋼鐵軋制在國家工業(yè)體系中占有舉足輕重的基礎(chǔ)地位。這樣，軋鋼車間的生產(chǎn)任務(wù)重大。例如鋪設(shè)一條5000km的雙軌鐵路，需要100萬噸重型鋼軌；制造一艘萬噸輪船，需要6000t鋼板；鋪設(shè)一條5000

3、km的石油輸送管道，需要90萬噸無縫鋼管。改革開放以來，特別是進入 21 世紀以來，中國鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展 ，為中國社會進步和經(jīng)濟騰飛做出了巨大貢獻。最近幾年來 ,板帶熱軋技術(shù)獲得很大進步 ,除了傳統(tǒng)的熱連軋外,還有緊湊式熱帶軋機生產(chǎn)線、主要用于不銹鋼生產(chǎn)的爐卷軋機、無頭軋制以及薄帶直接鑄軋生產(chǎn)線等。20世紀90年代以前，我國軋鋼生產(chǎn)的平均水平與世界主要產(chǎn)鋼國相比還仍存在一定的差距。20世紀90年代后期，隨著我國的經(jīng)濟的高速發(fā)展，尤其是加入WTO以后，參與國際鋼材市場競爭的需要，各大企業(yè)紛紛采用當今世界先進的技術(shù)和裝備，進行了大規(guī)模的技術(shù)改造。廣泛引進新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，使我國軋鋼生產(chǎn)的水平

4、有了長足的進步，開發(fā)了一批高技術(shù)、高附加值得品種，如：汽車。家電用薄鋼板等。20102020年關(guān)鍵技術(shù)有連續(xù)化生產(chǎn)流程發(fā)展迅速，普遍實現(xiàn)了與連鑄工序的熱銜接；生產(chǎn)流程中的工序間的融合與交叉成為先進軋材生產(chǎn)技術(shù)的重要特征。裝備及控制技術(shù)的迅速發(fā)展：先進控制技術(shù)已經(jīng)成為軋鋼生產(chǎn)的主流；熱連軋板帶材生產(chǎn)的厚度精度已經(jīng)接近國際先進水平；連鑄坯熱裝熱送比不斷提高，取得了顯著地降低軋鋼工序能耗的良好效果。1二、板帶熱軋生產(chǎn)的工藝流程 板帶熱軋的工藝流程，一般包括坯料準備、加熱、軋制、精整。 熱軋帶鋼坯料有扁鋼錠、初軋板坯、連鑄板坯和鍛坯。優(yōu)選連鑄板坯。坯料尺寸（長、寬、厚度）對軋機的生產(chǎn)率、坯料的成材率和

5、鋼板的力學性能有直接影響。坯料尺寸選擇的原則是厚度在保證壓縮比的前提下，應(yīng)盡可能小，寬度盡可能大，長度盡可能接近坯料的最大允許長度。坯料在加熱前，要對其表面缺陷進行清理，如坯料熱狀態(tài)下的火焰清理、冷狀態(tài)下的火焰清理、機械加工清理、風鏟鏟銷、電弧清理和砂輪研磨等。2.1 加熱加熱坯料的目的提高軋件塑性，降低炸就愛你變形抗力。此外加熱高合金鋼可以使鋼中的化學成分得到均勻擴散，加熱溫度一般在11501300，視鋼種不同、控制軋制要求不同而異。合理的加熱工藝制度能保證軋機效率，鋼不過熱、過燒、脫碳，防止軋低溫度鋼造成材料缺陷和斷輥事故等。2加熱板帶鋼所使用的加熱爐有連續(xù)爐、室式爐和均熱爐。2.2 軋制

6、軋制是鋼板成形階段，分除鱗、粗軋、精軋三個階段。除鱗是利用某種方法將坯料在加熱時產(chǎn)生的鱗，即氧化鐵皮除掉，以免壓入鋼板表面形成表面缺陷。目前除鱗方法使用最多的是高壓水除鱗。粗軋是將除鱗后的坯料展寬到所需要的寬度，同時進行大壓縮延伸。精軋除將粗軋后的軋件繼續(xù)延伸外，主要是控制質(zhì)量，包括厚度、板形、表面質(zhì)量、性能的控制。精整精整工藝隨著鋼種不同而異，可大體分為兩類：一類是碳素鋼、低合金鋼精整工藝，通常有軋后冷卻、矯直、翻鋼、畫線標識分類等。冷卻方式有自然冷卻、強化冷卻、緩慢冷卻等多種冷卻方式。2.4寶鋼1780熱軋110345678911122圖2-1 1780熱軋的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程31.三座加

7、熱爐2高壓水除鱗箱（HSB）3粗軋除鱗4粗軋前大立輥（VE）5粗軋機（RM）6熱卷箱（CB）7飛剪（CS）8精軋前除鱗裝置9精軋前立輥（F1E）107機架的精軋機11層流冷卻12兩臺地下卷取機（DC）板坯加熱高壓水除鱗粗軋飛剪熱卷箱熱卷箱爐精軋前除鱗精軋機層流冷卻卷取鋼卷運輸入庫檢查取樣打包、驗收發(fā)貨平整分卷打包、驗收、發(fā)貨圖2-2 工藝流程圖3三、軋鋼車間配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備配電系統(tǒng)是由多種配電設(shè)備（或元件）和配電設(shè)施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。我國配電系統(tǒng)的電壓等級，根據(jù)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則的規(guī)定，220kV及其以上電壓為輸電系統(tǒng)，35、63、110kV為高

8、壓配電系統(tǒng)，10、6kV為中壓配電系統(tǒng)，380、220V為低壓配電系統(tǒng)。3.1 車間配電主接線圖 主接線圖即主電路圖，是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦稱一次電路圖。而用來控制、指示、監(jiān)測、測量和保護一次電路及其設(shè)備運行的電路圖，則稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路圖。二次回路一般通過電流互感器和電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。圖3-1 高壓配電所的主接線圖圖3-2 高壓配電所附設(shè)2號車間變電所的主接線圖這一高壓配電所主接線方案具有一定的代表性。下面依其電源進線、母線和出現(xiàn)的順序?qū)Υ伺潆娝鲆环治鼋榻B。該配電所有兩條10kv電源進線，一路是架空線WL1，另一路是電纜線WL2。最常

9、見的進線方案是：一路電源來自發(fā)電廠或電力系統(tǒng)變電站，作為正常的工作電源，而另一路電源則來自鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線，作為備用電源。母線（busbar，文字符號W或WB）又稱匯流排，是配電裝置中用來匯集和分配電能的導體。高壓配電所的母線，通常采用單母線制。如果是兩路或以上電源進線時則采用高壓隔離開關(guān)或高壓熔斷器分段的單母線制。母線采用隔離開關(guān)分段時，分段隔離開關(guān)可安裝在墻上，也可采用專門的分段柜（亦稱聯(lián)絡(luò)柜）。該配電所共有6路高壓出線。其中兩路分別由兩段母線經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器配電給2號車間變電所；有一路由左段母線（WB1）經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供1號車間變電所；有一路由右段母線（WB2）經(jīng)隔離開關(guān)-斷路

10、器供3號車間變電所；有一路由左段母線（WB1）經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供無功補償用的高壓并聯(lián)電容器組；還有一路由右段母線（WB2）經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供一組高壓電動機用電。由于這里的高壓配電線路都是由高壓母線來電，因此其出線斷路器需在其母線側(cè)加裝隔離開關(guān)，以保證斷路器和出線的安全檢修。43.2 無功補償裝置 無功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。3.2.1 并聯(lián)電抗安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功補償應(yīng)根

11、據(jù)分級就地和便于調(diào)整電壓的原則進行配置。集中補償與分散補償相結(jié)合，以分撒補償為主；高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計、施工、同步投運。無功補償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在： 提高電壓質(zhì)量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設(shè)備運行效率；減少用戶電費支出。3.2.2 靜止無功發(fā)生器除了采用并聯(lián)電容器組進行無功補償，也可以采用靜止無功發(fā)生器（Static Var Generator，簡稱為SVG）。又稱高壓動態(tài)無功補償發(fā)生裝置，或靜止同步補償器。5是指由自換相的電力半導體橋式變流器來進行動態(tài)無功補償?shù)难b置。SVG是目前無功功率控制領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案。

12、靜止無功發(fā)生器的主體部分是一個電壓源型逆變器，逆變器中六個可關(guān)斷晶閘管（GTO）分別與六個二極管反向并聯(lián)，適當?shù)目刂艷TO的通斷，可以吧電容C上的直流電壓轉(zhuǎn)換成與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，逆變器的交流側(cè)通過電抗器或變壓器并聯(lián)接入系統(tǒng)。適當?shù)目刂颇孀兤鞯妮敵鲭妷海涂梢造`活的改變SVG的運行工況，使其處容性負荷、感性負荷或零負荷狀態(tài)。補償方式：國內(nèi)的無功補償裝置基本上是采用電容器進行無功補償，補償后的功率因素一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是電源模塊進行無功補償，補償后的功率因素一般在0.98以上，這是目前國際上最先進的電力技術(shù)。補償時間： 國內(nèi)的無功補償裝置完成一次補償最快也要20

13、0毫秒的時間，SVG在5-20毫秒的時間就可以完成一次補償。無功補償需要在瞬時完成，如果補償?shù)臅r間過長會造成該要無功的時候沒有，不該要無功的時候反而來了的不良狀況；諧波濾除： 國內(nèi)的無功補償裝置因為采用的是電容式，電容本身會放大諧波，所以根本不能濾除諧波，SVG不產(chǎn)生諧波更不會放大諧波，并且可以濾除50%以上的諧波；3.3 電力變壓器和整流變壓器電力變壓器（power transformer，文字符號位T或TM），是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。1-信號溫度計 2-銘牌 3-吸濕器4-油枕（儲油柜）5-油位指示器6-防爆

14、管 7-瓦斯繼電器（氣體繼電器）8-高壓出線套管和接線端子9-低壓出線套管和接線端子10-分接開關(guān) 11-油箱及散熱油管12-鐵心 13-繞組及絕緣 14-放油閥15-小車 16-接地端子圖3-3 三相油浸式電力變壓器整流變壓器和普通變壓器的原理相同， HYPERLINK /doc/5327972.html t _blank 變壓器是根據(jù) HYPERLINK /doc/3569219.html t _blank 電磁感應(yīng)原理制成的一種變換交流電壓的設(shè)備變壓器一般有初線和次級兩個互相獨立繞組，這兩個繞組共用一個鐵芯。變壓器初級繞組接通交流電源，在繞組內(nèi)流過交變電流產(chǎn)生磁勢，于是在閉合鐵芯中就有交

15、變磁通。初、次級繞組切割磁力線，在次級就能感應(yīng)出相同頻率的交流電.變壓器的初，次級繞組的匝數(shù)比等于電壓比。如一個變壓器的初級繞組是440匝，次級是220匝。初級輸入電壓為220V，在變壓器的次就能得到110V的輸出電壓。有的變壓器可以有多個次級繞組和抽頭。這樣就可以獲得多個輸出電壓了。特點：與整流器組成整流設(shè)備以便從交流電源取得直流電能。整流器各臂在一個周期內(nèi)輪流導通，導通時間只占一個周期一部分，所以，流經(jīng)整流臂的電流波形不是正弦波，而是接近于斷續(xù)的矩形波；原、副繞組中的電流波形也均為非正弦波。用 HYPERLINK /doc/5407405.html t _blank 晶閘管整流時，滯后角越

16、大， HYPERLINK /doc/191383.html t _blank 電流起伏的陡度也越大，電流中諧波成分也越多，這將使渦流損耗增大。由于副繞組的導電時間只占一個周期的一部分，故整流變壓器利用率降低。與普通變壓器相比，在相同條件下，整流變壓器的體積和重量都較大。3.4 電壓互感器和電流互感器 電壓 HYPERLINK /doc/747225.html t _blank 互感器（Potential transformer 簡稱PT，也簡稱TV）和 HYPERLINK /doc/5327972.html t _blank 變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。其工作原理與變壓器相同，可以

17、說電壓 HYPERLINK /doc/747225.html t _blank 互感器是一個帶鐵心的 HYPERLINK /doc/5327972.html t _blank 變壓器。基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測

18、量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的（電容式電壓互感器應(yīng)用廣泛），另有非電磁式的，如電子式、光電式。 圖3-4 電壓互感器電流 HYPERLINK /doc/747225.html t _blank 互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的2次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器與 HYPERLINK /doc/5327972.html t _blank

19、 變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測電流的繞組（匝數(shù)為N1），稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）；接測量儀表的繞組（匝數(shù)為N2）稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）。圖3-5 電流互感器3.5 高壓一次設(shè)備變配電所中承擔輸送和分配電能任務(wù)的電路，成為一次電路（primary circuit），或稱主電路、主接線（主結(jié)線）。一次電路中所有的電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備或一次元件。其中包括高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓斷路器、高壓開關(guān)柜等。3.5.1 高壓熔斷器高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)一般包括熔絲管、接觸導電部分、支持絕緣子和底座

20、等部分，熔絲管中填充用于滅弧的石英砂細粒。熔件是利用熔點較低的金屬材料制成的金屬絲或金屬片，串聯(lián)在被保護電路中，當電路或電路中的設(shè)備過載或發(fā)生故障時，熔件發(fā)熱而熔化，從而切斷電路，達到保護電路或設(shè)備的目的。主要用于高壓輸電線路、電壓變壓器、電壓互感器等電器設(shè)備的過載和短路保護。圖3-6 RN1、RN2型高壓熔斷器在366kV的電站和變電所常用的高壓熔斷器有兩大類：一類高壓熔斷器是戶內(nèi)高壓限流熔斷器，額定電壓等級分3、6、10、20、35、66kV，常用的型號有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1、XRNT2、XRNT3型，主要用于保護電力線路、電力變壓器和電力電容器等設(shè)備的過載和短路

21、；RN2和RN4型額定電流均為0.510A，為保護電壓互感器的專用熔斷器。另一類是戶外高壓噴射式熔斷器，此類熔斷器在熔體熔斷產(chǎn)生電弧時，電弧燒損反白紙產(chǎn)氣吹拉長電弧，弧感抗改變相位，正好電流過零時產(chǎn)生零休，才能開斷電路，限流作用不明顯。常用的為跌落式熔斷器，型號有RW3、RW4、RW7、RW9、RW10、RW11、RW12、RW13和PRW系列型等，其作用除與RN1型相同外，在一定條件下還可以分斷和關(guān)合空載架空線路、空載變壓器和小負荷電流。3.5.2 高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)和高壓斷路器高壓隔離開關(guān)（high-voltage disconnetor，文字符號QS）的功能是隔離高壓電源，保證高

22、壓電器及裝置在檢修工作時的安全，起隔離 HYPERLINK /doc/202598.html t _blank 電壓的作用，不能用與切斷、投入負荷電流和開斷 HYPERLINK /doc/5415001.html t _blank 短路電流，僅可用于不產(chǎn)生強大 HYPERLINK /doc/1236968.html t _blank 電弧的某些切換操作，即是說它不具有滅弧功能；按安裝地點不同分為，屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目分為，單柱式，雙柱式和三柱式，各電壓等級都有可選設(shè)備。還可將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的安全。隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣中，具有明

23、顯的斷開點，隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，因此不能用來切斷負荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開點將產(chǎn)生強烈電弧，并很難自行熄滅，甚至可能造成飛弧（相對地或相間短路），燒損設(shè)備，危及人身安全，這就是所謂“帶負荷拉隔離開關(guān)”的嚴重事故。 隔離開關(guān)還可以用來進行某些電路的切換操作，以改變系統(tǒng)的運行方式。例如：在雙母線電路中，可以用隔離開關(guān)將運行中的電路從一條母線切換到另一條母線上。圖3-7 GN8-10-型戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)高壓負荷開關(guān)（high-votage load switch，文字符號QL）是一種功能介于高壓斷路器和高壓隔離開關(guān)之間的電器。高壓負荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置，因為能通斷一定的負荷電

24、流和過負荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。圖3-8 FN3-10RT型高壓負荷開關(guān)高壓斷路器(或稱高壓開關(guān))它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流，它具有相當完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。圖3-9 SN10-10高壓少油斷路器在軋鋼車間里通常用到的是高壓熔斷器與高壓負荷開關(guān)串聯(lián)配合使用，用于控制變壓器設(shè)備。3.5.3 高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜（high-

25、voltage switchgear）是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝在一起而成的一種成套的配電裝置，在電力系統(tǒng)中作為控制和保護高壓設(shè)備和線路之用，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。具有架空進出線、電纜進出線、母線聯(lián)絡(luò)等功能。開關(guān)柜應(yīng)滿足GB3906-19913-35 kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備標準的有關(guān)要求，由柜體和斷路器二大部分組成，柜體由殼體、電器元件(包括絕緣件)、各種機構(gòu)、二次端子及連線等組成。高壓開關(guān)柜有固定式和手車式（移開式）兩大類型。在一般的小型工廠中普遍采用經(jīng)濟的固定式高壓柜。圖3-10 GG1A（F）-07S型高壓開關(guān)柜 63.6 低壓一次設(shè)

26、備低壓配電系統(tǒng)中，一次側(cè)所有的電氣設(shè)備都是低壓一次設(shè)備，其中包括：低壓熔斷器、低壓刀開關(guān)和負荷開關(guān)、低壓斷路器等。低壓一次設(shè)備與對應(yīng)高壓一次設(shè)備，結(jié)構(gòu)原理基本相同，這里不再做具體介紹。 四、板帶熱軋中的電氣設(shè)備 在一條自動化程度比較高的軋線上，可以不用一個人，就能把一塊鋼坯軋制成帶鋼成品。在這其中自然離不開工業(yè)中常用的電氣設(shè)備。在加熱爐中，利用熱電偶高溫計測溫反饋給PLC來控制直流電機再決定汽包中冷卻水的流速；在汽包上有壓力傳感器，液位計來保證設(shè)備安全；推出鋼時，利用液壓控制，而液壓缸的伸縮距離又由液壓缸中的磁尺所反饋給PLC得到。除鱗中只用到壓力泵和供油潤滑系統(tǒng)。軋制過程中利用軋制壓力的反饋

27、，板型（厚度、寬度、凸度等）的反饋控制，即ACG和AWG等控制系統(tǒng)，其中利用X射線等通過衰減的計算來計算厚度，所得差值反饋給前軋機進行壓下或抬高軋輥，利用CCD圖像傳感器檢測板帶寬度并進行反饋控制。卷曲是由直流電機高速旋轉(zhuǎn)帶動卷筒旋轉(zhuǎn)來卷曲的。此外，在軋線上經(jīng)常看到的還有高溫計，熱檢等檢測設(shè)備。4.1 加熱爐加熱爐是一個復雜的熱工設(shè)備，它由胰腺癌幾個基本部分構(gòu)成：爐膛與爐襯、燃料系統(tǒng)、供風系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、余熱利用裝置、裝出料設(shè)備、檢測及調(diào)節(jié)裝置、電子計算機控制系統(tǒng)等。爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對鋼坯進行加熱的地方。爐墻、爐頂、爐底通稱爐襯。4.1.1 冷卻系統(tǒng) 加熱爐的冷

28、卻系統(tǒng)是由爐底的冷卻水管和其他的冷卻構(gòu)件組成。冷卻方式分為水冷卻和汽化冷卻。連續(xù)加熱爐在軋鋼廠中最為常見。 汽化冷卻的基本原理是：水在冷卻管內(nèi)被加熱到沸點，呈汽水混合物進入汽包，在汽包中使蒸汽和水分離，分離出來的水又重新回到冷卻系統(tǒng)中循環(huán)使用，而蒸汽從汽包引出可供使用，比如：供暖、發(fā)電等。 汽化冷卻的流程：將來水引入軟水灌進行軟化，吸收水中的Ca2+、Mg2+，防止在冷水管中形成污垢堵塞爐底冷卻水管，來水軟化后由水泵引入軟水箱中存儲使用，再由水泵將軟水引入汽包，汽包中存在上限線位和下限線位，即當汽包上水位表中的水位示數(shù)低于下限線位時，水泵啟動將軟水箱中的水吸入汽包，當水位示數(shù)達到上限線位時，水

29、泵停止。在汽包的上方利用壓力傳感器來控制汽包內(nèi)的壓強，即當壓力達到設(shè)定壓強時，安全閥打開釋放蒸汽；壓力未達到設(shè)定壓強時，安全閥保持關(guān)閉狀態(tài)。在汽包與爐底冷卻水管之間一般存在兩臺冷卻水循環(huán)泵（開一備一），由于直流電機的穩(wěn)定性高，這些水泵均由直流電動機帶動。同時，還需要一臺柴油發(fā)電機，以防突然斷電，使爐底冷卻水不能及時循環(huán)而達不到冷卻的效果，進而造成爐體升溫，損壞加熱爐。爐底冷卻水經(jīng)過加熱爐之后變成汽水混合物通過循環(huán)泵進入汽包，繼續(xù)循環(huán)使用，使爐體周圍的熱電偶高溫計所得到的溫度保持在一定范圍內(nèi)。這里需要明確的是：冷卻水的循環(huán)速度是可變的，不管是弱磁調(diào)速還是PWM調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速，都可加快或減慢直流電動

30、機的轉(zhuǎn)速，使得爐體溫度過高時加快轉(zhuǎn)速促進冷卻水的循環(huán)來降低爐體溫度，相反，爐體溫度低時，降低電動機轉(zhuǎn)速，減慢爐體冷卻。圖4-1加熱爐冷卻系統(tǒng)4.1.2 裝出料設(shè)備、檢測及調(diào)節(jié)裝置根據(jù)鋼體在爐內(nèi)的運動方式，連續(xù)加熱爐可分為推鋼式連續(xù)加熱爐、步進式連續(xù)加熱爐等。步進式加熱爐內(nèi)的機械結(jié)構(gòu)分為步進梁和固定梁（或固定爐底，下同），爐內(nèi)步進梁的運動軌跡采用分別進行平移運動和升降運動的矩形軌跡，步進梁的原始位置設(shè)在后下極限位置，步進梁在垂直上升過程將鋼坯從固定梁上托起至上極限位置，即步進梁頂面由低于固定梁頂面升到高于固定梁頂面，然后步進梁前進一步，鋼坯在爐內(nèi)向前水平移動一個步距；步進梁垂直下降，將鋼坯放置在

31、固定梁上，步進梁再繼續(xù)下降到下極限位置；然后向后水平移動一個步距，回到原始位置，完成一個步進動作。如此經(jīng)多次循環(huán)，鋼坯從爐子裝料端一步一步向出料端移動，至出料爐門處鋼坯已被加熱到預(yù)定的溫度，然后出料。雙步進梁式加熱爐沒有固定梁，由兩組可動梁組成。第一組可動梁將鋼坯抬起，前進過程中，第二組可動梁升起從第一組可動梁上接過坯料并前進，如此循環(huán)工作。同樣還有三段式步進梁，原理與雙步進梁一樣。步進式加熱爐的步進機構(gòu)由驅(qū)動系統(tǒng)、步進框架和控制系統(tǒng)組成。步進傳動一般分為機械傳動和液壓傳動兩種，目前廣泛采用液壓傳動。控制系統(tǒng)一般都是由GE或西門子等的PLC程序控制。對于步進運動的行程和速度的計算均由爐子長度和

32、坯料寬度步進上下限等決定。一般情況下，步進梁的總升降行程為70200mm，正常情況下，爐子過鋼線上下行程相等。爐子長度為1015m、鋼坯較短、在爐內(nèi)運行時不會出現(xiàn)明顯的彎曲變形時，總行程可定為70mm；爐長超過20m時，總行程可取200mm，升降速度的平均值通常為1540mm/s。步進梁的平移行程與鋼坯入爐前的彎曲程度、坯料的寬度以及坯料之間的間隙有關(guān)，一般為160300mm，它還要和爐子的有效長度相配合。移動速度通常為3080mm/s。7顯而易見，步進梁式的加熱爐能減少鋼坯與梁之間的摩擦，可以使鋼坯均勻加熱，但是，步進梁式加熱爐存在價格昂貴，控制復雜，計算復雜等缺點。推鋼式加熱爐只在坯料入口

33、處擺放一臺液壓式推鋼機和出口處擺放一臺液壓式出鋼機。液壓設(shè)備均由直流電機和電磁閥控制，當需要推鋼和出鋼時，由PLC給電磁閥信號打開閥門利用液壓使液壓缸推出和縮進，同時利用磁尺的反饋信號來判斷液壓缸推出和縮進的距離，從而完整的實現(xiàn)推鋼和出鋼的操作。與之相比較，推鋼式加熱爐，簡單便宜，易操作，但是推鋼式加熱爐存在坯料與固定梁處發(fā)黑，即水印，加熱不均的缺點。鋼坯加熱完畢后，經(jīng)出爐口處的紅外線檢測裝置檢測鋼坯是否到爐口并確定是否需要出鋼，紅外線檢測信號通過通訊線傳遞到PLC中然后由PLC控制系統(tǒng)，控制調(diào)節(jié)裝置，一般采用液壓傳動裝置，進行出爐動作。液壓傳動系統(tǒng)由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流

34、閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭組成。其工作原理如下：液壓泵由電動機驅(qū)動后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進入液壓泵，油液在泵腔中從入口低壓到泵出口高壓，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞使工作臺向右移動。這時，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。在液壓傳動的機構(gòu)中，利用磁環(huán)在磁尺上移動時產(chǎn)生的磁電效應(yīng)來判斷液壓缸的移動距離。4.1.3 燃燒系統(tǒng)、供風系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)換向裝置是加熱爐的重要部件，整個燃燒過程都是靠換向裝置完成的。其原理是采用蓄熱室預(yù)蓄熱，達到在最大程度上回收調(diào)溫煙氣的溫熱，提高助燃空氣溫度的效果。包括兩部分，高爐煤氣、空氣換向，換向閥換向。換向一：高

35、爐煤氣、空氣分別經(jīng)供風系統(tǒng)、換向閥，通過左邊的煤氣蓄熱室B、空氣蓄熱室A在燒嘴1燃燒。高溫廢氣由燒嘴2經(jīng)煤氣蓄熱室B、空氣蓄熱室A分別將蓄熱室內(nèi)蓄熱體加熱后通過換向閥排煙系統(tǒng)排出。見圖4-2換向二：換向閥換向：煤氣、空氣分別經(jīng)右邊煤氣蓄熱室B、空氣蓄熱室A被室內(nèi)熾熱的蓄熱體預(yù)熱（預(yù)熱溫度達1000C以上）后在燒嘴2燃燒，高溫廢氣由燒嘴1經(jīng)煤氣蓄熱室B、空氣蓄熱室A分別將室內(nèi)蓄熱體加熱后，通過換向閥、排煙系統(tǒng)排出。見圖4-37加熱爐空氣 蓄熱 室A煤氣 蓄 熱室B空氣蓄熱室A煤氣蓄熱室B切換閥燒嘴1燒嘴2圖4-2 換向閥 狀態(tài)加熱爐空氣蓄熱室A煤氣蓄熱室B空氣 蓄 熱 室A煤氣蓄熱室B切換閥燒嘴

36、1燒嘴2圖4-3 換向閥 狀態(tài)二4.1.4 電子計算機控制系統(tǒng) 不管是步進梁式加熱爐還是推鋼式加熱爐，不管是電磁閥的通斷還是換向閥的開關(guān)，加上加熱爐中的溫度反饋控制和控制液壓油的流量控制的伺服閥，在這里，它們的電子計算機控制系統(tǒng)均為PLC控制系統(tǒng)。 可編程序控制器（PLC）是一種將計算機技術(shù)與繼電器控制概念結(jié)合起來、裝有程序、以中央處理器（CPU）為核心并與輸入/輸出（I/O）設(shè)備相連接而作為工業(yè)控制特殊用途的計算機，因此它的基本組成部分與通用的微機類似。PLC主要由中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路、電源等組成?，F(xiàn)場的輸入信號與PLC之間通過DP網(wǎng)或以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳遞，同時，PLC之間利用

37、DP網(wǎng)或以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)共享，以便更有效的控制設(shè)備運轉(zhuǎn)。 在軋鋼廠中，對現(xiàn)場進行控制的PLC中大多使用GE PLC和西門子的PLC。PLC是收集現(xiàn)場通過通訊線路傳遞來的數(shù)字信號，然后對這些數(shù)字信號賦予地址，再對這些地址進行較為復雜的邏輯運算，所得的結(jié)果在存在相應(yīng)地址中，通過通訊線路分配到相應(yīng)的電氣設(shè)備的觸發(fā)裝置，做出相應(yīng)的響應(yīng)，以及在網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)分享。4.2 除鱗和軋制鋼鐵在高溫狀態(tài)下被氧化，在其表面形成一層致密的氧化鐵皮（鱗皮）。在軋制前如果不能將這層氧化鐵皮除去，在軋制過程中它們會被軋輥壓入到帶鋼表面，影響其表面質(zhì)量。殘留的氧化鐵皮也會加速軋輥的磨損，降低軋輥的使用壽命。如帶鋼需要酸洗時，

38、殘留的氧化鐵皮會增加酸洗的難度，增加酸耗。因此，在鋼坯軋制前，必須除去表面的氧化鐵皮。利用高壓水的機械沖擊力來除去氧化鐵皮（高壓水除鱗）的方法是目前最通行有效的作法。 鋼鐵的軋制是將金屬坯料通過一對旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來生產(chǎn)型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。軋制有熱軋和冷軋兩種。4.2.1 高壓水除鱗在除鱗系統(tǒng)中，高壓水泵產(chǎn)生的高壓水進入除鱗噴嘴。在噴嘴的作用下，高壓水形成一個具有很大沖擊力的扇形水束，噴射到鋼坯（或中間坯）表面。在這個高壓扇形水射流束的作用下，氧化鐵皮經(jīng)歷了被切割，急冷收縮，與基體

39、母材剝離，并被沖刷到離開鋼坯（或中間坯）表面的過程，從而將氧化鐵皮清除干凈。當高壓水通過噴嘴被打到鋼坯表面時，會發(fā)生下列變化：a 、水流形成的扇形面像一把鋒利的刀片，將致密的鐵皮切開，形成裂痕。由此可見，薄的扇面具有更大的打擊力，此時水的壓強能達到10Mpa左右；b、 高壓水透過裂縫遇到高溫母材急速汽化蒸發(fā)，形成類似爆破的效果，將氧化鐵皮和母材剝離；c 、氧化鐵皮在受到水的沖擊后遇冷收縮，產(chǎn)生橫向剪切力，使將氧化鐵皮和母材剝離。d、 帶有前傾角的水射流的沖刷作用將業(yè)已疏松的鐵皮沖刷掉。4.2.2 鋼鐵軋制 鋼鐵的軋制過程中實際上就是金屬壓力加工的過程，金屬壓力加工是利用金屬能夠產(chǎn)生永久變形的能

40、力，使其在受外力作用下進行塑形成型的一種金屬加工技術(shù)。而在軋制過程中對板帶的寬度、厚度、凸度等的要求是很高的，要想達到精度要求，顯然人為是很難做到的。自動寬度控制（AWC）功能通過在軋制過程中對粗軋、精軋立輥的開口度的實時調(diào)整來實現(xiàn)，該控制功能包括：頭尾短行程控制(SSC)根據(jù)L2預(yù)報的一定軋制規(guī)程下的軋件頭尾形狀，實現(xiàn)對頭尾寬度的控制。圖4-4 粗軋板帶寬度波形圖粗軋頭尾失寬典型表現(xiàn)為“狗骨頭”形狀，如圖所示，該曲線通過以下兩個方程來表示： （4-1）其中，為頭尾跟蹤實際長度值，單位為m；在跟蹤的實際長度趨近于失寬長度L時，計算得到的是趨近于0的，在全自動模式下，由二級計算機計算得到；在半自

41、動模式下，則由PLC計算得到，計算的原理如下：圖4-5 ，計算原理圖計算程序根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)表中給出的SKL參數(shù)來計算SSC控制中所需的頭尾各四個系數(shù)，另外根據(jù)軋制速度來修正曲線給定。其計算公式較復雜，其中SKL有各自的特定物理意義。通過建表的方式存儲SKL數(shù)據(jù)，SKL一旦確定，其曲線形狀即完全確定下來，但是由于軋制條件的多樣性和復雜性，往往不能代表全部的規(guī)格，這就用到SSC參數(shù)的自學習系統(tǒng)。自學習系統(tǒng)就是 HYPERLINK /wiki/%E7%B3%BB%E7%BB%9F o 系統(tǒng) 系統(tǒng)具有能夠按照自己運行過程中的經(jīng)驗來改進控制算法的 HYPERLINK /wiki/%E8%83%BD%E5%

42、8A%9B o 能力 能力。 形狀補償控制(SC)將機前測寬儀測量得到的板坯寬度信號，經(jīng)過信號質(zhì)量判斷剔除、自適應(yīng)濾波和前后若干個樣本平滑得到的計算結(jié)果，與全長平均寬度的偏差作為控制依據(jù)，根據(jù)跟蹤位置對當前位置的立輥開口度進行補償?shù)那梆伩刂品椒?。偶道次軋制，機前測寬儀檢得，即開始長度跟蹤及寬度數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集完畢后，樣本的得到：；為高性能HPC自帶濾波器，平均寬度的計算： ；j為樣本數(shù) （4-2）開口度調(diào)節(jié)量：；為立輥壓下效率 （4-3）壓下效率的計算較為復雜，僅由二級機計算得到，由于該值直接調(diào)節(jié)SC輸出的大小比例，故與SC的控制效果關(guān)系密切。圖4-6 某次SC控制的輸出曲線軋制力反饋控制(

43、RF)這里采用相對軋制力控制方式，計算公式如下：立輥軋機的彈跳方程，反映了當前軋制力與鎖定軋制力軋機開口度的彈跳量：，：軋機剛度， （4-4）該彈跳反映了帶鋼寬度的實際變化量： （4-5）實際需要的開口度調(diào)節(jié)量：，：立輥壓下效率， （4-6）在AWC控制系統(tǒng)中不可或缺的是測寬儀，測寬儀（英文：width measurement device）是一種利用高精度線陣攝象機測量物體寬度的裝置，它有軟件和硬件兩部分構(gòu)成，主要用于行業(yè)產(chǎn)品在線尺寸測量和成品檢驗等方面。測寬儀通過立體視覺原理，采用兩個線陣攝象機進行測量，即使被檢測物擺動、跳動、甚至傾斜也不會影響測量精度。原理分析：由于單個攝象機在成像時存

44、在“近大遠小”的現(xiàn)象，并且單靠攝入的圖象無法知道被測物的距離，因此當用于寬度測量時，由被測物的跳動導致的被測物到攝像機之間距離變化，使測量精度難以提高。因此測寬儀一般采用兩個攝象機從不同的角度對被測物同時進行測量，如圖一所示，兩個攝象機就象人的雙眼，可以形成立體視覺，這樣就可以得到足夠的信息判斷被測物的距離，修正和消除距離變化對測量的影響。由被測物兩個邊緣在兩個攝象機中的位置，通過幾何推導，可以計算出帶鋼邊緣的在X-Y坐標空間中的位置P1(x1,y1)和P2(x2,y2)，被測物寬度就是P1到P2間的直線距離W=|P1P2|=（x1-x2）2+（y1-y2）2。測寬儀的輸出信號傳遞給PLC，經(jīng)

45、過PLC處理后再把處理結(jié)果輸送到各個AWC系統(tǒng)對軋機進行有效控制。自動增益控制（Automatic Gain Control，簡稱AGC）是使放大電路的增益自動地隨信號強度而調(diào)整的自動控制方法。實現(xiàn)這種功能的電路簡稱AGC環(huán)。AGC環(huán)是閉環(huán)電子電路，是一個負反饋系統(tǒng)，它可以分成增益受控放大電路和控制電壓形成電路兩部分。這種控制系統(tǒng)是根據(jù)板帶下面的射線穿過板帶后的衰減量轉(zhuǎn)換成電壓量或電流量來判斷厚度是否與標定的一致。增益受控放大電路位于正向放大通路，其增益隨控制電壓而改變?？刂齐妷盒纬呻娐返幕静考?AGC 檢波器和低通平滑濾波器，有時也包含門電路和直流放大器等部件。放大電路的輸出信號u0 經(jīng)

46、檢波并經(jīng)濾波器濾除低頻調(diào)制分量和噪聲后，產(chǎn)生用以控制增益受控放大器的電壓uc 。當輸入信號ui增大時，u0和uc亦隨之增大。uc 增大使放大電路的增益下降，從而使輸出信號的變化量顯著小于輸入信號的變化量，達到自動增益控制的目的。放大電路增益的控制方法有：改變晶體管的直流工作狀態(tài)，以改變晶體管的電流放大系數(shù)。在放大器各級間插入電控衰減器。用電控可變電阻作放大器負載等。分絕對AGC系統(tǒng)和相對AGC系統(tǒng)。絕對AGC控制系統(tǒng)是過程計算機同時向AGC提供目標厚度及預(yù)設(shè)定輥楓縫，并且應(yīng)用厚度計原理，使AGC調(diào)整輥縫得到目標厚度；相對AGC控制系統(tǒng)的核心是通過實時測量壓力增量值來計算下一步的輥縫設(shè)定增量值，

47、然后通過APC實現(xiàn)AGC控制功能的系統(tǒng)。84.3 現(xiàn)場電機的運轉(zhuǎn)現(xiàn)場電機主要分兩大類：一類是帶動軋機旋轉(zhuǎn)和風機等運行的直流電機；另一類是扎線上的帶動棍道旋轉(zhuǎn)加上帶動油泵、水泵的交流變頻電機。有時帶動油泵、水泵的電機也用直流電機。4.3.1 直流電機直流電機具有良好的啟動、制動性能，宜于在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速調(diào)速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。在扎線上直流電機帶動軋機運轉(zhuǎn)的居多。為保證連軋過程的正常進行，必須使用軋機組各個基座的金屬的秒流量保持相等，此即所謂連軋過程秒流量相等原則，即 F1h1= F2h2= F3h3= =Fnhn=常數(shù) (4-7)或B1h1h1= B2h

48、2h2= B3h3h3= Bnhnhn=常數(shù) (4-8)式中 F1F2 F3Fn通過各機座的軋件斷面積 h1h2h3hn通過各機座的軋件出口速度 F1F2 F3Fn通過各機座的軋出寬度 h1h2h3hn通過各機座的軋件的軋出厚度8為了保證軋制過程中各機座的秒流量相等，這就需要隨時調(diào)整各機座軋件的出口速度，即軋輥的速度，也就是直流電機的速度。直流電動機的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速可表示為：n=式中 n轉(zhuǎn)速（r/min） U電樞電壓（V） I電樞電流（A） R電樞回路總電阻（） 勵磁磁通（Wb） Ke由電機結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)。由上式可以看出，有三種調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的方法：調(diào)節(jié)電樞供電電壓U；減弱勵磁磁通；改變電樞回

49、路電阻R。10對于要求在一定范圍內(nèi)無極平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級調(diào)速；減弱勵磁磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但是調(diào)速范圍不大，往往只能配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以變壓調(diào)速為主。 直流電機測速10 數(shù)字測速具有測速精度高、分辨能力強、受器件影響小的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于調(diào)速要求高、調(diào)速范圍大的調(diào)速系統(tǒng)。1）旋轉(zhuǎn)編碼器 光電式旋轉(zhuǎn)編碼器是檢測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角的元件，旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機相連，當電動機轉(zhuǎn)動時，帶動編碼器旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信號。旋轉(zhuǎn)編碼器可分為絕對式和增量式兩種。絕對式編碼器在碼盤上分層刻上表示角度的

50、二進制數(shù)碼或循環(huán)碼（格雷碼），通過接收器將該數(shù)碼送入計算機。絕對式編碼器通常用于檢測轉(zhuǎn)角，若需得到轉(zhuǎn)速信號，必須對轉(zhuǎn)角進行微分。增量式編碼器在碼盤上均勻的刻制一定數(shù)量的光柵，但電動機旋轉(zhuǎn)時，碼盤隨之一起轉(zhuǎn)動。通過光柵的作用，持續(xù)不斷的開放和封閉光通路，因此在接收裝置的輸出端得到頻率與轉(zhuǎn)速成正比的方波脈沖序列，從而計算轉(zhuǎn)速。為了判斷電動機的正反轉(zhuǎn)，由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代

51、表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。2）M法測速在一定的時間T內(nèi)測取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)M1，用以計算這段時間內(nèi)的轉(zhuǎn)速，稱作M法測速。把M除以T就可得到旋轉(zhuǎn)編碼器出脈沖的頻率f=M1/T，所以又稱頻率測速法。電動機每轉(zhuǎn)一圈共產(chǎn)生Z個脈沖（Z=倍頻系數(shù)編碼器光柵數(shù)），把f除以Z就得到在單位時間內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速。習慣上，時間T以s為單位，而轉(zhuǎn)速是以r/min為單位，則電動機的轉(zhuǎn)速（單位：r/min）為 n=3）T法測速T法測速同樣是測出旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個輸出脈沖之間的間隔時間來計算轉(zhuǎn)速，它又被稱為周

52、期法測速。T法測速同樣也是用計數(shù)器實現(xiàn)的，與M法測速不同的是，它所計的是激素那幾發(fā)出的高頻時鐘脈沖的個數(shù)，以旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的相鄰兩個脈沖的同樣變化沿作為計數(shù)器的起始點和終止點。在T法測速中，準確的測速時間T是用所得的高頻時鐘脈沖個數(shù)M2計算出來的，即T= M2/f，因而電機的轉(zhuǎn)速為 n=M/T法測速M/T法測速的關(guān)鍵是M1 和M2計數(shù)同步開始和關(guān)閉，實際的檢測時間與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖一直，能有效的減小測速誤差。檢測周期T內(nèi)北側(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角為，則 =已知旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)發(fā)出Z個脈沖，在檢測周期T內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)是M1，則旋轉(zhuǎn)角可以寫成 =若時鐘脈沖頻率是f，在檢測周期T內(nèi)時鐘脈沖計數(shù)值為M

53、2，則檢測周期T可寫成 T=綜合（）（）便可求出北側(cè)的轉(zhuǎn)速為 n= 直流PWM變換器調(diào)速脈寬調(diào)制的全稱為：Pulse WidthModulator、簡稱PWM。直流電機調(diào)速器就是調(diào)節(jié)直流電動機速度的設(shè)備，由于直流電動機具有低轉(zhuǎn)速大力矩的特點,是交流電動機無法取代的，因此調(diào)節(jié)直流電動機速度的設(shè)備 HYPERLINK /doc/5681969.html t _blank 直流調(diào)速器，由于它的特殊性能、常被用于直流負載回路中、燈具調(diào)光或直流電動機調(diào)速、HW-1020型調(diào)速器、就是利用脈寬調(diào)制(PWM)原理制作的馬達調(diào)速器、PWM調(diào)速器已經(jīng)在:工業(yè)直流電機調(diào)速、工業(yè)傳送帶調(diào)速等得到廣泛應(yīng)用。工作原理:

54、是通過改變輸出方波的占空比使負載上的平均電流功率從0-100%變化、從而改變負載、燈光亮度/電機速度。利用脈寬調(diào)制(PWM)方式、實現(xiàn)調(diào)光/調(diào)速、它的優(yōu)點是電源的能量功率、能得到充分利用、電路的效率高。PWM變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速。.下面是一種橋式可逆的PWM變換器電路圖。如圖所示，負載電動機M兩端的電壓UAB的極性隨全控型電力電子器件的開關(guān)狀態(tài)而改變。圖4-7 橋式可逆PWM變換器電路活套電機除了改變軋機電機的速度實現(xiàn)秒流量相等外，軋機之間的活套為實現(xiàn)秒流量相等起到舉足

55、輕重的作用?；钐子苫钐纂姍C帶動，但是只是上下兩個角度的范圍內(nèi)擺動，具體擺動幅度由軋機之間板帶張力大小而定，在前軋機速度小于后軋機速度時，當軋機間板帶張力越大，活套的擺動角度越大。但是活套的調(diào)節(jié)范圍是有限的，它的擺動角度直接由PLC程序設(shè)定。圖4-8 軋機之間的活套 直流電機的正反轉(zhuǎn)控制在研究直流電機正反轉(zhuǎn)之前先介紹一下，交流電是如何變成直流電的，以三相橋式全控整流電路為例。圖4-9 三相橋式整流電路原理圖習慣將其中陰極連接在一起的3個晶閘管（VT1、VT3、 VT5）稱為共陰極組；陽極連接在一起的3個晶閘管（VT4、VT6、VT2）稱為共陽極組。此外，習慣上希望晶閘管按從1至6的順序?qū)?，為?/p>

56、將晶閘管按圖示的順序編號，即共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT1、VT3、VT5， 共陽極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT4、VT6、VT2。從后面的分析可知，按此編號，晶閘管的導通順序為 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。整流電路的負載為帶反電動勢的阻感負載。假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，這種情況也就相當于晶閘管觸發(fā)角=0o時的情況。此時，對于共陰極組的3個晶閘管，陽極所接交流電壓值最高的一個導通。而對于共陽極組的3個晶閘管，則是陰極所接交流電壓值最低（或者說負得最多）的一個導通。這樣，任意時刻共陽極組和共陰極組中各有1個晶閘管處于導通狀態(tài)，施加

57、于負載上的電壓為某一線電壓。此時電路工作波形如圖4-10所示。圖4-10 反電動勢=0o時波形11假如單向?qū)ňчl管改變成雙向?qū)煽毓?，改變可控硅的觸發(fā)方式，假設(shè)同向可控硅的部分為一組，則雙向可控硅可分為兩組。通過PLC控制，改變可控硅的觸發(fā)方式，使兩組可控硅交替導通，便能達到控制直流電機正反轉(zhuǎn)的效果。4.3.2 交流電機下面以交流異步電動機為例介紹交流電機在軋制過程中的調(diào)速方法。三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為 Eg=4.44fNkNm （）式中Eg氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動勢的有效值； N定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； kN定子基波繞組系數(shù)； m每級氣隙磁通量 忽略定子繞組電阻和漏磁感康

58、降壓后，可認為定子相電壓UEg，則得： UEg=4.44fNkNm （）由上式可知，當f等于常數(shù)時，氣隙磁通m 正比于 UEg。異步電動機的調(diào)壓調(diào)速 當改變電動機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動機難以應(yīng)用。為了擴大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定運行范圍，當調(diào)速在2：1以上的場合應(yīng)采用反饋控制以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)

59、飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。2）異步電動機的變頻調(diào)速變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流直流交流變頻器和交流交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交直交PWM變頻器。交 直交變頻器是將恒壓恒頻的交流電通過整流電路變換成直流，然后再經(jīng)過逆變電路將直流變換成調(diào)壓調(diào)頻的交流電。這種變頻器雖然多了一個中間直流環(huán)節(jié)，但是輸出交流電的頻率是任意的。圖4-11 交直交PWM變頻器主回路結(jié)構(gòu)左邊是不可控整流橋，將三相交流電整流成電壓恒定的直流電壓，右邊是逆變器，將直流電壓變換成頻率與電壓均可調(diào)的交流電，中間的濾波環(huán)節(jié)是為了減小直流電壓脈動而設(shè)置的。123）三相異步電機正反轉(zhuǎn)在圖4-12是三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的主電路和繼電器控制電路圖，圖4-13與4