CN103472765A - 带材卷径检测系统及检测方法 - Google Patents

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杨德林
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Zhenjiang Hongye Technology Co., Ltd.
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JIANGSU HENGTE HONGYE HEAVY INDUSTRY Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种在铝带（箔）压延设备、造纸设备、卷扬设备等设备中用来对带材卷径进行检测的检测系统及检测方法。该系统包括有用来对开卷或卷取设备的直流电机的运转进行控制的控制器、能够采集直流电机运转状态信息的编码器、能够对运行参数进行集中处理并向控制器输出控制信号的PLC模块；所述编码器的电机旋转圈数信号的输出端连接至一个圈数信号采集模块，圈数信号采集模块的信号输出端连接至PLC模块。本发明能够在带材生产设备的控制系统中产生相对准确的、稳定的、线性的卷径信号，并且系统构成简单、实施成本低。

Description

带材卷径检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及一种在铝带（箔）压延设备、造纸设备、卷扬设备等设备中用来对带材卷径进行检测的检测系统及检测方法。
背景技术
在带材的生产中，对于带材的开卷、卷取过程，带材的实时卷径是生产过程控制参数确定的重要依据。例如在铝带（箔）的轧制设备中，卷径的准确测量是卷取张力有效控制的保证，它决定了卷取机能否正常工作以及卷取效果的好坏，直接关系到轧机的生产和产品质量。现有带材生产设备中，卷径信号的取得一般采用激光测距仪，超声波测距仪，直线电位器等装置直接测量卷径。但是，激光测距仪，超声波测距仪，直线电位器受环境（温度，光照，震动，距离，位置等等）影响较大。在检测中往往会出现波动，死区，检测的信号不能线性。极大的影响到卷径质量。有时会造成重大的不良后果。当然，有功能强大的激光测距仪，超声波测距仪受环境影响较小，但是，价格比较高，不够经济。
在大多数带材生产设备的卷取、开卷的控制系统中，通常会使用编码器采集直流电机的转速信号，但编码器仅作为转速控制的依据。而编码器不但能够准确的检测出电机的转速，而且可以准确检测出电机在某段时间中旋转的圈数。现有带材生产设备的卷取、开卷的控制系统并未对编码器的这一检测参数加以利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够在带材生产设备的控制系统中产生相对准确的、稳定的、线性的卷径信号，并且系统构成简单、实施成本低的带材卷径检测系统及检测方法。
本发明的带材卷径检测系统包括有用来对开卷或卷取设备的直流电机的运转进行控制的控制器、能够采集直流电机运转状态信息的编码器、能够对运行参数进行集中处理并向控制器输出控制信号的PLC模块；所述编码器的电机旋转圈数信号（Z信号）的输出端连接至一个圈数信号采集模块，圈数信号采集模块的信号输出端连接至PLC模块，供PLC模块根据圈数信号计算带材卷径，作为控制依据。
所述圈数信号采集模块和控制器集成在一个型号为DCS 800的直流变流器（ABB公司产品）中。
本发明的带材卷径检测方法基于上述的带材卷径检测系统，在所述PLC模块中按照以下方法计算：首先根据卷筒直径和卷筒上的初始带材厚度计算获得初始卷径Dcs，再结合卷绕的带材厚度H、编码器采集到的电机旋转圈数Njq以及变速箱的变比i，计算当前卷径Ddq；卷取时当前卷径Ddq = Dcs + Njq/i ×2H，开卷时当前卷径Ddq = Dcs －Njq/i ×2H。
本发明的优点体现在：1、相对现有的检测方法减少了激光测距仪、超声波测距仪、直线电位器等设备投入，直接利用原有直流电机控制系统中的编码器采集圈数信号，大大降低了设备成本；2、检测过程不受温度，光照，震动等运行环境的影响，检测精度高；3、利用ABB公司的 DCS 800的直流变流器作为控制器和圈数信号采集模块，简化了系统构成，进一步降低了成本。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。
具体实施方式
如图所示，该系统包括有用来对开卷或卷取设备的直流电机的运转进行控制的控制器、能够采集直流电机运转状态信息的编码器、能够对运行参数进行集中处理并向控制器输出控制信号的PLC模块；所述编码器的电机旋转圈数信号（Z信号）的输出端连接至一个圈数信号采集模块，圈数信号采集模块的信号输出端连接至PLC模块，供PLC模块根据圈数信号计算带材卷径，作为控制依据。圈数信号采集模块和控制器集成在一个型号为DCS 800的直流变流器（ABB公司产品）中；将8线的编码器的A+、 A- 、B+、B-、Z+、Z-、U+、0各信号输出端接入DCS 800直流变流器输入端，其中的Z信号为电机旋转圈圈数信号。该系统运行过程中，在PLC模块中按照以下方法计算当前卷径：首先根据卷筒直径和卷筒上的初始带材厚度计算获得初始卷径Dcs，再结合卷绕的带材厚度H、编码器采集到的电机旋转圈数Njq以及变速箱的变比i，计算当前卷径Ddq；卷取时当前卷径Ddq = Dcs + Njq/i ×2H，开卷时当前卷径Ddq = Dcs －Njq/i ×2H。

Claims (3)

1.一种带材卷径检测系统，包括有用来对开卷或卷取设备的直流电机的运转进行控制的控制器、能够采集直流电机运转状态信息的编码器、能够对运行参数进行集中处理并向控制器输出控制信号的PLC模块；其特征是：所述编码器的电机旋转圈数信号的输出端连接至一个圈数信号采集模块，圈数信号采集模块的信号输出端连接至PLC模块，供PLC模块根据圈数信号计算带材卷径。
2.根据权利要求1所述的带材卷径检测系统，其特征是：所述圈数信号采集模块和控制器集成在一个型号为DCS 800的直流变流器中。
3.一种基于权利要求1所述带材卷径检测系统的带材卷径检测方法，其特征是：在所述PLC模块中按照以下方法计算，
根据卷筒直径和卷筒上的初始带材厚度计算获得初始卷径Dcs，再结合卷绕的带材厚度H、编码器采集到的电机旋转圈数Njq以及变速箱的变比i，计算当前卷径Ddq；卷取时当前卷径Ddq = Dcs + Njq/i ×2H，开卷时当前卷径Ddq = Dcs －Njq/i ×2H。
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Address before: 212000 Fenghuang Mountain Road, private economic development zone, Zhenjiang, Jiangsu

Applicant before: Jiangsu Hengte Hongye Heavy Industry Co., Ltd.

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