[发明专利]一种带材自动纠偏控制系统

说明书

一种带材自动纠偏控制系统，适用于生产制造领域。主要由A/D转换前置信号处理电路、电流信号处理电路、RS‑485通信电路组成。其中控制系统由CCD光电检测装置、位移传感器、纠偏控制器、电液伺服控制系统等，而电液伺服控制系统又由伺服放大器、伺服阀、油缸、油源等部分组成。该系统采用单片机开发系统，提高了转换电路的精度，降低了成本，保证自动纠偏控制系统实时、准确、智能化工作，提高了反应速度，系统工作稳定，具有较强的抗干扰性和可靠性，可以确保生产过程中对物料卷绕、分切的整齐。

技术领域

本发明涉及一种带材自动纠偏控制系统，适用于生产制造领域。

背景技术

带材跑偏是指在卷绕系统(如造纸、涂布机、分切机、塑料印刷、胶卷、轧钢等)生产线上，卷绕物料在运动过程中，由于前道的原因收卷不整齐或该机组中的导辊偏差、振动、机械误差以及带材张力的变化等原因，都有可能造成卷绕物料的跑偏，从而导致带材跑偏。

在冷轧带钢的连续生产过程(含后续处理过程)中，随着机组速度的逐年提高、设备加工工艺的改进，所生产的带钢越来越宽，越来越薄。为满足带钢的连续生产，带钢活套储备量的标准越来越长，带钢在运送的过程中容易偏离机组中心线，最终可能导致生产损失，严重时甚至会造成断带停产，这样会对生产线的正常运行造成严重影响，降低产品质量，增加生产消耗，甚至造成生产设备的损坏。因此，在这些重型设备生产线上，必须使用实时性强、具有较好控制精度的对中检测控制CPC (Center PositionControl)系统。开卷机能够将板形不太理想的带材安全、准确地送入机组中心线。对于剪切或定尺剪切线来说，带材平稳准确地沿机组中心线运送，能够减少额外修整，并完成最优化的带材正方剪切，从而避免带材重新卷取或板卷受损而成为次品的事故。同时边缘整齐的带材，在运输和处理过程中也不易受到损伤，从而利于产品的运输和存储。

随着科技的发展，自动化生产水平的不断提高，很多工业生产线都离不开纠偏装置的应用。纠偏装置是对于薄型物料在传送过程中的位置偏移进行纠正控制的仪器，它对产品的质量、生产效益等都有着较大的影响。但是现今纠偏控制器的市场价位普遍较高，所以设计出一种低成本、针对性强、能满足中等控制精度要求的自动纠偏控制系统成为迫切需要。

发明内容

本发明提供一种带材自动纠偏控制系统，该系统采用单片机开发系统，提高了转换电路的精度，降低了成本，保证自动纠偏控制系统实时、准确、智能化工作，提高了反应速度，系统工作稳定，具有较强的抗干扰性和可靠性，可以确保生产过程中对物料卷绕、分切的整齐。

本发明所采用的技术方案是：

带材自动纠偏控制系统主要由A/D转换前置信号处理电路、电流信号处理电路、RS-485通信电路组成。其中控制系统由CCD光电检测装置、位移传感器、纠偏控制器、电液伺服控制系统等，而电液伺服控制系统又由伺服放大器、伺服阀、油缸、油源等部分组成，该系统具有自动纠偏、手动纠偏、状态显示、参数设置、输出控制等功能，出控制等功能，主要用于对带钢在传送过程中的边缘进行实时跟踪并实现对中纠偏。

所述自动纠偏控制系统中，当带钢在传送过程中偏离机组中心位置时，由CCD光电检测装置检测对应带钢边缘的实时点位信息，并通过RS-485把点位信息送到单片机进行处理，计算得出带材实际偏离的位移量，将计算的偏移位移量通过PID算法处理，经由DlA转换将纠偏信号送到电液伺服系统，通过油缸带动纠偏辊进行纠偏，从而形成一个闭环控制系统。

所述A/D转换前置信号处理电路采用运算放大器做为电压跟随器，增大电路的输入阻抗中用运算放大器做减法电路，实现不同信号的转换。A/D转换电路采用的数模转换器件为Microchip公司的MCP4921，该芯片是单路输出，具有12位的分辨率，接口为SPI串口的D/A转换芯片，单片机的RBO, RC3, RC5分别接该芯片的片选端CS、时钟输入端SCK和数据输入端SDI。