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1、工艺流程简介

    唐钢连续彩涂生产线是一条具有国际先进水平的高速度、高产量的彩涂生产线，采用日本新日铁先进的涂层技术，具有生产多种规格、颜色、各种涂层种类高质量的建筑和家电用彩涂板，产品涂层均匀、黏附性好、并具有优良的机械性能和耐腐蚀性能。

   
    连续彩涂生产线由入口段、化学段、工艺段、出口段组成。属紧凑型生产线设计。其工艺特点是入口段采用双开卷，可满足高速生产的需要；开卷机和1号夹送辊之间采用磁性皮带，有助于开卷时的穿带作业，提高生产效率，特别是在生产薄规格带钢产品时尤为明显。全线有9套CPC、1套EPC系统，保证带钢运行稳定和成品卷整齐。涂层机带有博士刀，保证涂层均匀并节约涂料，同时涂层机辊间有磁尺测量辊缝大小，从而控制涂层的厚度。

图１
   
　　　　 本文主要是针对入口段的自动测宽、测径以进行详细地阐述。在入口段，自动控制能否实现，其自动的测宽、测径是关键。上卷小车能否自动地把钢卷输送并插入到开卷机适当的位置，以保证新上钢卷的中心位置与生产线的中心位置重合，也是生产线能否实现连续生产和生产高质量产品的关键所在。图1是我厂入口段的示意图。

2、入口段测径、测宽数学模型介绍

2．1         测径数学模型介绍
　　测径的装置是三对光电开关成上下垂直排列（A、B、C），测宽的装置同样是一对光电开关。

图　２

　　　　钢卷小车鞍座与带钢的接触面为楔形，过两楔面交叉点的水平面我们规定为本系统地参照面，楔面与水平面角度为θ，从而钢卷圆心与楔面及钢卷圆心重垂线亦成θ角。我们照上图设定钢卷上边缘水平切面距光电开关中心为X(即小车提升到光电开关的距离，编码器差值),光电开关距参照面距离为K,设钢卷直径为D, 钢卷下边缘水平切面距参照面为h ，设钢卷中心距开卷机芯轴为L，芯轴距参照面为K’,另设光电开关距参照面距离分别为A、B、C。其中K’、θ、K（即是当相应的光电开关（A、B、C）由接通变成非接通时相应A、B、C距参考面的距离。）的值要实地测量出来，我们在这里把他们当作已知量来参加运算。
　　　　首先，由图1-2中钢卷鞍座、钢卷及光电开关的位置关系得出如下算式：

，从而得出                        (式1)

又有，把式1带入求出钢卷直径D:   (式2)

　　我们现在已经求出钢卷的直径，但它不是我们的最终目的，真正的目的是为了能够通过PLC自动化系统，在无人干预的情况下实现小车的自动上卷。因此我们还学要计算出小车在最下方时钢卷得圆心距开卷机芯轴圆心的距离。所以，再由图2中钢卷鞍座、钢卷及开卷机芯轴的位置关系得出如下算式：  　(式3)

　　　　求出L的值即可知道小车还需提升多少距离就可把钢卷中心与开卷机芯轴对中，实现自动上卷。因此，我们把式1、式2带入式3，得出如下算式：

即，最终得出L的算式如下：

　　从图2我们可以看出钢卷小车在最低点时，钢卷直径的大小与三对光电开关（A、B、C）的高度有三种情况，如下： A、B、C均接通，A非接通而B、C均接通，A、B均非接通而C均接通，而当出现A、B、C均为非接通时本系统就无法正常测算出钢卷的直径，因而我们应该知道本生产线所能生产钢卷的最大的直径，从而调整光电开关的高度以适应需要。

2．2         测宽数学模型介绍

　　钢卷测宽相对测径比较简单，测宽需要一对光电开关即可。当钢卷小车向开卷机方向移动时，从光电开关被钢卷挡住开始到光电开关再次接通结束，两次记录下钢卷小车横移的编码器的值，再求出差值便得到了钢卷的宽度。    
 

                  
　　　得知钢卷宽度 :  (其中C1、C2 均为钢卷小车横移编码器的值乘上编码器脉冲当量，单位：mm/个)，光电开关到生产线中心线的距离可实际测出（即为L），所以钢卷小车从带钢开始挡住光电开关到把钢卷上到芯轴的中心线上（即生产线中心线）的距离为：。

3、结束语

　　　从我厂彩涂生产线，入口自动化生产过程基本满足了设计要求。自动测宽、测径方法在很多其他生产线上也得到了广泛的应用，如镀锌线、酸洗线等，且实现简单，这种先进的工艺和自动化技术为提高生产能力和产品质量起到了决定性的作用，值得广泛推广。

参考文献：

［1］         张启富，黄建中．有机涂层钢板．化学工业出版社，2003，9．