專利名稱：薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶鋼生產(chǎn)過程的自激振動監(jiān)測，尤其涉及ー種薄板連軋機(jī)突發(fā)性自激振動的檢測和報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
軋機(jī)自激振動，特別是三倍頻程自激振動是限制薄板冷軋產(chǎn)量和質(zhì)量提高的主要障礙之一。與其他自激或顫振現(xiàn)象相比，三倍頻程自激振動往往突然發(fā)生(或發(fā)散)，在幾秒鐘內(nèi)迅速達(dá)到自振的最大幅值，從而造成軋件表面的厚度差，有時(shí)甚至造成冷軋薄帶斷裂。在生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品吋，由于エ藝規(guī)程要求達(dá)到更高大速度，軋機(jī)出現(xiàn)顫振的可能性大大提高，成為薄板連軋機(jī)的共性問題，即在連軋機(jī)的高速機(jī)架易出現(xiàn)突發(fā)性自振發(fā)散，若不及 時(shí)降速會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，由此導(dǎo)致軋制薄規(guī)格帶鋼時(shí)無法采用較高的軋制速度，直接影響了生產(chǎn)效率。這種三倍頻程的自激振動因?yàn)閬韯輧疵秃统蟮膭討B(tài)測量范圍，一般的測振儀器和系統(tǒng)不能勝任或者來不及報(bào)警，因而現(xiàn)場操作人員至今仍靠五官觀察，即每塊鋼在高速段手動升速的同吋，隨時(shí)要做好降速的應(yīng)急準(zhǔn)備，精神高度緊張。即便在毫無振動先兆的情況下，也不敢提高加速度，制約了生產(chǎn)效率的提高。長期以來，不少學(xué)者致カ于軋機(jī)自激(顫振)問題的研究，并取得一定進(jìn)展。研究主要集中在顫振發(fā)生的原因和內(nèi)在機(jī)理、以及如何著手來減弱或抑制自激振動、提高冷軋帶鋼質(zhì)量等等。有的是從故障診斷的角度，分析研究產(chǎn)生顫振的激勵(lì)源及處理對策。然而由于軋機(jī)自激振動是ー個(gè)與數(shù)十種因素有關(guān)的復(fù)雜問題，不可能完全抑制，而當(dāng)務(wù)之急是為現(xiàn)場操作人員提供一種及時(shí)有益的提示，以采取正確有效的操作，并為換輥時(shí)間提供技術(shù)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在解決上述生產(chǎn)瓶頸，提供ー種薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置。本發(fā)明能夠在線監(jiān)測并報(bào)警薄板軋鋼生產(chǎn)過程中的自激振動和突發(fā)性強(qiáng)烈共振。為解決上述問題，ー種薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置，它包括振動傳感器和速度傳感器。所述振動傳感器帶有恒流源電路，它所發(fā)出的振動信號依次通過ESD保護(hù)電路、聞動態(tài)范圍調(diào)通電路并經(jīng)抗混濾波電路和Α/D轉(zhuǎn)換電路輸入一個(gè)隔尚電路；
所述速度傳感器所發(fā)出的速度模擬信號依次通過ESD保護(hù)電路、RFI濾波電路、速度信號調(diào)理電路后經(jīng)抗混濾波電路和Α/D轉(zhuǎn)換電路輸送到所述隔離電路；
所述速度傳感器獲取的速度模擬信號依次通過ESD保護(hù)電路、RFI濾波電路、速度信號調(diào)理電路后經(jīng)抗混濾波電路和Α/D轉(zhuǎn)換電路輸送到所述隔離電路；
所述速度傳感器獲取的速度脈沖信號經(jīng)保護(hù)電路和整形電路輸入所述隔離電路；
所述隔離電路反饋連接高動態(tài)范圍調(diào)理電路，并輸出連接ー個(gè)微處理器，該微處理器利用RFTS協(xié)議連接具有計(jì)算和聲光報(bào)警功能的上位機(jī)，微處理器通過RS232接ロ進(jìn)行參數(shù)配置。本發(fā)明在大量測試和數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，針對自激信號的特點(diǎn)，研制了一種為薄板軋機(jī)生產(chǎn)服務(wù)的報(bào)警裝置。本發(fā)明將振動信號和軋制速度信號分布分別經(jīng)調(diào)理后輸入所述的Α/D轉(zhuǎn)換模塊，并通過RTPS協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。上位機(jī)經(jīng)過特定的信息處理之后，發(fā)出聲光報(bào)警。本發(fā)明填補(bǔ)了本領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用空白，能夠?qū)崿F(xiàn)對軋機(jī)突發(fā)性共振的報(bào)警，防止斷帶等生產(chǎn)事故；能夠讓操作人員在正常的顫振下放心提速，提高生產(chǎn)效率；能夠?qū)σ欢ǚ确秶淖约ふ駝?顫振)作出紀(jì)錄和提示，防止出廠產(chǎn)品出現(xiàn)表面質(zhì)量疑義。本發(fā)明中的高動態(tài)范圍調(diào)理電路的核心是動態(tài)范圍伺服電路。實(shí)現(xiàn)自激振動監(jiān)測和報(bào)警的最大難點(diǎn)是超大的動態(tài)范圍，即要能測量微顫振，又要能測量系統(tǒng)共振時(shí)的高振幅，是一般振動監(jiān)測儀器所達(dá)不到的。本發(fā)明中的高動態(tài)范圍調(diào)理電路，閉環(huán)調(diào)節(jié)直流信號 偏移和共模信號干擾，配以高精度的24位Α/D采樣，實(shí)現(xiàn)了微小顫振和突發(fā)的自激振動的檢測、處理及報(bào)警。RTPS協(xié)議由OMG國際組織在2009年推出，已在航天、軍事等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制中應(yīng)用。由于以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的實(shí)時(shí)性達(dá)不到對突發(fā)性共振報(bào)警的要求，本發(fā)明采用RTPS(實(shí)時(shí)分布/訂閱)協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸，開發(fā)了協(xié)議棧并滿足本裝置不丟失任何采樣數(shù)據(jù)的要求，使網(wǎng)絡(luò)通訊的實(shí)時(shí)性達(dá)到新的高度。本發(fā)明可以同時(shí)對所有機(jī)架進(jìn)行顫振監(jiān)測，也可以僅對經(jīng)常性發(fā)生振動的機(jī)架進(jìn)行監(jiān)測。本裝置對振動和軋制速度信號采用獨(dú)立的信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)，采用兩片獨(dú)立AD轉(zhuǎn)換芯片，并確保各機(jī)架振動信號和速度信號的同步采集。合適的Α/D轉(zhuǎn)換速率和采樣周期以及實(shí)時(shí)的通訊協(xié)議的匹配，真正做到不丟失數(shù)據(jù)，以確保為操作人員提供準(zhǔn)確的報(bào)警信
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下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明
圖I為所述聞動態(tài)范圍調(diào)通電路原通框 圖2為本發(fā)明的報(bào)警裝置原理框圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示ー種薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置，它包括振動傳感器I和速度傳感器2,
所述振動傳感器帶有恒流源電路10，它所發(fā)出的振動信號依次通過ESD保護(hù)電路11、高動態(tài)范圍調(diào)理電路12并經(jīng)抗混濾波電路13和Α/D轉(zhuǎn)換電路14輸入ー個(gè)隔離電路3 ；所述速度傳感器2所發(fā)出的速度模擬信號依次通過ESD保護(hù)電路21、RFI濾波電路22、速度信號調(diào)理電路23后經(jīng)抗混濾波電路24和Α/D轉(zhuǎn)換電路25輸送到所述隔離電路3 ；所述速度傳感器2的速度脈沖信號經(jīng)保護(hù)電路26和整形電路27輸入所述隔離電路3 ；所述隔離電路3反饋連接高動態(tài)范圍調(diào)理電路12，并輸出連接ー個(gè)微處理器4，該微處理器4利用RFTS協(xié)議連接具有計(jì)算和聲光報(bào)警功能的上位機(jī)5，微處理器4的參數(shù)配置模6塊通過RS232接ロ連接微處理器4。
所述薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置，所述高動態(tài)范圍調(diào)理電路12包括依次連接的RFI濾波電路121、高通濾波電路122、程控增益/衰減電路123、高速緩沖電路124和差分驅(qū)動電路125并包括ー個(gè)帶有動態(tài)范圍伺服電路126的反饋電路?！?br> 權(quán)利要求
1.ー種薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置，它包括振動傳感器和速度傳感器，其特征在于 所述振動傳感器帶有恒流源電路，它所發(fā)出的振動信號依次通過ESD保護(hù)電路、高動態(tài)范圍調(diào)理電路并經(jīng)抗混濾波電路和Α/D轉(zhuǎn)換電路輸入ー個(gè)隔離電路； 所述速度傳感器獲取的速度模擬信號依次通過ESD保護(hù)電路、RFI濾波電路、速度信號調(diào)理電路后經(jīng)抗混濾波電路和Α/D轉(zhuǎn)換電路輸送到所述隔離電路； 所述速度傳感器獲取的速度脈沖信號經(jīng)保護(hù)電路和整形電路輸入所述隔離電路； 所述隔離電路反饋連接高動態(tài)范圍調(diào)理電路，并輸出連接ー個(gè)微處理器，該微處理器利用RFTS協(xié)議連接具有計(jì)算和聲光報(bào)警功能的上位機(jī)，微處理器通過RS232接ロ進(jìn)行參數(shù)配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述薄板軋機(jī)突發(fā)性自激振動報(bào)警裝置，其特征在于，所述高動態(tài)范圍調(diào)理電路包括依次連接的RFI濾波電路、高通濾波電路、程控增益/衰減電路、高速緩沖電路和差分驅(qū)動電路并包括ー個(gè)帶有動態(tài)范圍伺服電路的反饋電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶鋼生產(chǎn)過程的自激振動監(jiān)測。一種薄板軋機(jī)突發(fā)性三倍頻自激振動報(bào)警裝置，它包括振動傳感器和速度傳感器，所述振動傳感器帶有恒流源電路，它依次連接ESD保護(hù)電路、高動態(tài)范圍調(diào)理電路并經(jīng)抗混濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路連接一個(gè)隔離電路；所述速度傳感器所發(fā)出的速度模擬信號依次通過ESD保護(hù)電路、RFI濾波電路、速度信號調(diào)理電路后經(jīng)抗混濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸送到所述隔離電路；所述速度傳感器的速度脈沖信號經(jīng)保護(hù)電路和整形電路輸入所述隔離電路；所述隔離電路輸出連接一個(gè)微處理器，該微處理器利用RFTS協(xié)議連接具有計(jì)算和聲光報(bào)警功能的上位機(jī)。本發(fā)明能報(bào)警薄板軋鋼生產(chǎn)過程中的自激振動和突發(fā)性的強(qiáng)烈共振。
文檔編號B21B33/00GK102836885SQ20111017057
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者萬年紅, 邵俊紅, 宋杰峰, 馬艷軍, 李時(shí)昌, 汪子頡 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司