Fife纠偏在冷轧带钢连续生产线上的实际应用

【摘 要】唐钢冷轧2#镀锌作为一条连续生产线，Fife纠偏在整条生产线上的作用至关重要，带钢偏移的问题不仅可能造成生产线速度减慢，而且还会给生产设备甚至是钢带本身带来损坏。为了保证机组的稳定运行及获得边部整齐的钢卷，研究Fife纠偏的实际应用尤为重要。本文对带钢在连续生产线上的跑偏原因进行了分析，提出了在生产线上常用的两种纠偏控制原理，介绍了纠偏在实际应用中的维护方式、方法。

【关键词】跑偏 纠偏 传感器 控制

带钢在连续生产线上主要与各种辊子接触，从力的角度来说，带钢的横向扰动力小于带钢和辊子的横向静摩擦力，带钢是不会发生跑偏的。但当带钢的横向扰动力大于带钢和辊子的横向静摩擦力，带钢将相对于原来的位置发生偏移，此时静摩擦力也会相应改变成动摩擦力，带钢就会发生跑偏，直到横向扰动力再次小于横向动摩擦力，带钢将停止跑偏，在新的中心线上继续运动。在达到动力学平衡的过程中，带钢会趋向于偏向与每个辊垂直的方向，带钢也会受到硬度、压力分布、惯性、摩擦力和负荷分配等一些因素的影响而发生跑偏现象。

Fife纠偏在唐钢镀锌生产线上大致分为两种：CPC（对中纠偏控制）和EPC（对边纠偏控制），其基本纠偏系统都是由探测传感器、控制器、动力执行机构和纠偏方式组成。简单的说，探测传感器监测移动的带钢的准确位置，然后把位置信息传递给控制器之后，控制器发送一个信号给动力执行机构，动力执行机构动作来调整带材，使带材保持在准确的设定位置上。

CPC的感应式传感器基本组成为2个发送线圈和2个接收线圈，根据外界条件，这些线圈被分成2组：主动发送线圈和从动接收线圈。为了检测金属带钢的中心位置，设备采用了两对传感器，这些传感器被安排在同机组中心相对称的位置。每对传感器分别用于检测带钢的一边，其中一个传感器用作发射装置，相对应的另一个用作接收装置，每个传感器本身又可视作有方向的空心变压器，发射线圈作为初级，接收线圈作为次级，带钢在通过发射线圈和接收线圈时，在所连接的线圈之间会产生磁通量差异，该差异就被作为测量结果。发射线圈提供一个有规则的正弦波电压波形，根据带刚在框架中的实际位置，在接收线圈中将感应产生一个相对应的电压波形。2个传感器测量值相减并放大，就可以得出带钢偏离机组中心线的一个连续位置信号，此信号被控制器比较放大后控制伺服阀，伺服阀不间断地控制液压缸，从而让带钢保持在机组中心线上。

EPC主要由抗干扰的高频波光源和探测器组成，其中数字式探测器利用7450个像素感光元件来探测带钢的边缘，当卷取机建张时，带钢遮挡住一部分光源，此时探测器计算出带钢的实际边部位置，并记录此位置，在以后的动作中以此位置作为基准，纵向调节卷取机的实际位置，达到边部整齐的卷曲效果。

在实际应用中，由于生产现场的震动、粉尘、设备老化和人为破坏等，也是需要人为维护的。例如定期清理传感器上的灰尘、油泥，紧固传感器固定螺栓，防止长时间由于震动降低纠偏的灵敏度。在实际工作中遇到的一些问题及解决方法如下：

（1）针对CPC控制画面显示带钢或纠偏框架的位置为0或者100%时，首要测量传感器的供电电源是否正常，如电源正常再检查纠偏控制箱内报警灯是否亮起，顺着报警灯可以查到控制板连接电磁传感器框架的信号线，将此信号线拔下报警灯就会熄灭。打开电磁传感器框架就会发现此信号线由于现场震动绝缘被破坏，导致感应磁场的信号线接地，进而报警，处理好损坏的绝缘，故障就会消除。

（2）针对EPC虽然显示的带钢和框架实际位置均在0到100%之间，但卷曲时带钢依然发生跑偏的现象。这时需要将EPC探头和PC相连接，在没有带钢遮挡的情况下应用DAC04TOOL软件查看相应波形图，就会发现故障时与正常时波形的区别（见图1），造成这种现象的原因同样是由于设备的震动，使探头或者发光源位置发生偏离。

此时需要调节探头和光源的位置，原则就是保证在没有遮挡物的情况下探头接收到的光通量最大，当波形图显示为上图左侧图形时，说明光源和探头的角度不是很理想，需要调节实际位置；当波形图显示为上图右侧的图形时，说明角度正确，调整完毕。之后需要进行位移精准度测试，将一块测试板放置在光源之上，并依次向驱动侧或者操作侧移动相应的距离（如依次移动1cm，5cm，10cm），并依次测量卷取机的位移是否也对应移动相同的距离。如果不同则需要检查传感器安装高度及时校正距离是否正确，如果相同故障才得以解决。

冷轧生产线上高速运行的带钢经常会出现跑偏情况，影响生产线的正常运行，实践经验证明唐钢2#镀锌线采用的美国Fife纠偏完全能够较好的控制带钢跑偏现象，而且其设备免维护、抗干扰能力强、和生产线通讯方式种类多、通讯平台开放性强等优点，维护起来比较简单，应用效果十分理想。

参考文献：

[1] 王傲霜.FIFE纠偏系统（GUIDING SYSTEM）[M].2011.

[2]澳钢联，克莱西姆.唐山镀锌线[M].FEO15056700设计书，2004.

作者简介：贾东光（1982—），男，河北唐山人，工程师，本科，研究方向：冶金自动化。