1、热轧带钢上下表面检测仪方聪丽（中冶赛迪公司自动化事业部, 重庆 400013）摘 要介绍了上下表面检测仪在热轧带钢厂的应用，对上下表面检测仪的系统构成，主要技术参数，安装设计，相关条件进行了论述。关键词摄像机 氙照明 上表面检测器 TS 下表面检测器 BS GB 以太网1前言随着照相技术数字化、网络化的发展，PC 计算机的性能日益增强，GB 以太网的出现，上下表面检测仪的生产技术也随着进行了一系列硬件软件的改进，使其硬件的组成越来越小，越来越少，性价比越来越高，实行 100的工业化标准部件，GB以太网摄像机，WWW 操作运行，开放性增强，性能增强，操作培训越来越方便易学，调试时间缩短，系统的可
2、靠性增强，故障率减少。上下表面检测仪的缺陷检测、缺陷分类，生成的产品质量报告对产品的质量分级及有效利用，提高了产品对不同应用领域的合格率及有效利用，减少因缺陷导致的浪费，对提高经济效率有着重要的价值意义，故国外许多大型造纸厂，板材生产厂从上世纪 80 年代就开始使用上下表面检测仪进行质量跟踪、分析，形成质量报告，对产品的销售使用起指导作用。国内热轧带钢厂使用上下表面检测仪大概在 2003 年开始使用。现在有许多新建的热轧带钢厂和改造的热轧带钢厂都相继设置了上下表面检测仪。这是钢铁技术发展的必然趋势。2上下表面检测仪 SIS 的配置关于上下表面检测仪 SIS(SURFACE INSPECTION
3、SYSTEM)的配置，现以德国百视太(Parsytec)公司2006 年 5 月推出的新系统 espresso SI 为例(带钢宽度以 1500mm2000mm)进行介绍，其配置见图 1所示。图1 上下表面检测仪SIS的配置图带钢的宽度不同，其摄像机、氙照明灯的个数不同，上表面检测器 TS、下表面检测器 BS 的支架大小也不同。摄像机、氙照明灯可分别在支架上移动，找到最佳检测位置后固定。上下表面检测器均配有光路保护器，下表面检测器的光路保护器还设置排水管，每个摄像机 1 根排水管，照明灯侧两端各设 1 根排水管。同时，还设 1 台离心鼓风机和风管分配器分别对 6 个摄像机保护管及光路保护器进行
4、吹扫，防止灰尘及水雾积聚在机镜头的玻璃窗上，确保摄像机镜头的玻璃窗干净和光路的干净。每台摄像机通过 GB 以太网和 Switch 与接线箱(Junction Box)紧凑型 PCI 6 块连接，2 个摄像机对应 1 块 PCI。6 块紧凑型 PCI 通过 GB 以太网和Switch 与同步单元、I/O 接线单元、SIS 服务器相连接，实现开关照明灯和对摄像机的同步工作进行控制。接线箱同时对上下表面检测器进行供电。接线箱的电源为单相 85265 VAC/50 Hz/3.5 kW,不需要 UPS 电源。数据服务器、SIS 检测终端(个数根据需要配置)、调试终端、L2 级计算机通过 Switch与
5、SIS 服务器相连接，该网络可设计成独立网络，也可是带钢厂的公共网络。也可通过该网络与轧线上其他轧线仪表(如宽度仪、平直度仪、多功能仪等)相连接。网线长度小于 100 m；长度大于 100 m后，采用光纤和光电转换器。I/O 接线单元为上下表面检测仪与轧线 PLC 系统的 I/O 信号连接，信号的内容为：AI:带钢速度；DI:带钢头部信号 1；带钢头部信号 2(选择用)；DI:带钢尾部信号 1；带钢尾部信号 2(选择用)；DI:上表面检测仪 TS 自动启动停止(选择用)；DI:下表面检测仪 BS 自动启动停止(选择用)；DI:卷取开始(选择用)；DO:SIS 系统正常； 系统故障；SISDO:
6、摄像机故障；照明灯故障。紧凑型 PCI 和 SIS 检测终端不带硬盘，分别利用 SIS 服务器和数据服务器的硬盘。SIS 服务器和数据服务器最好采用 UPS 电源对主机进行供电，电源：单相 220 VAC/50 Hz/1.5 kW。上下表面检测仪 SIS 的大量设备为外购件，核心技术在外购设备的集成上和软件系统的开发上。新系统推出 HTS 5.0, HTS 5.1，p5i 应用软件系统。除对缺陷分类器的建立，给出合理建议，形成产品质量报告外，还能计算出带钢的宽度。上下表面检测仪 SIS 的设备技术参数见表 1。表 1 上下表面检测仪 SIS 的设备技术参数3 上下表面检测仪 SIS 的安装和施
7、工设计上下表面检测仪 SIS 的安装首先是确定上下表面检测器的安装位置，下表面检测器安装在层流冷却后，卷取机前辊道下的下小房内；上表面检测器最好安装在层流冷却后，卷取机前辊道上的上小房内，空间大，对带钢表面的处理有利；也有将上表面检测器安装在精轧后，层流冷却前辊道上的上小房，但由于精轧后带钢温度 1000比层流冷却后带钢温度 700高，对摄像机的热辐射较大；轧线仪表多功能仪(凸度仪)、平直度仪大型仪表集中安装，空间有限，带钢表面的水珠和水雾不太好处理，其检测的伪缺陷较多，不是理想的位置。上下表面检测器支架的地坪安装高度到带钢表面通过线的高度的距离务必满足制造商给出的最大最小距离要求。下小房的地
8、坪高度受氧化铁皮沟的深度制约，在确保冲化铁皮水畅通的前提下，考虑下小房的地坪高度最小距离要求。另外，地下油库的房顶高度也制约下小房的地坪高度。在地下基础的设计时务必考虑相互的关系，确定三者的最佳高度尺寸。下小房内的排水沟的预埋排水管务必设计在层流冷却侧，以防止卷取机侧积水后倒灌水到下小房内。上小房的地坪高度尽可能接近最大距离要求限制，以利于上小房的地坪隔热厚度、活动地板的高度、上小房下的防冲撞板及隔热板、检修悬臂葫芦吊的安装。上下表面检测器的测量中心线的间距设计务必满足制造商给出的最小距离要求。测量中心线的轧辊间距务必满足测量视区的宽度要求和辊道翻板的宽度要求。辊道翻板的设计形式有各种样式，测
9、量区域前后的辊道为内冷式。上小房的设备吊装孔设计、上小房地坪测量开孔设计务必满足制造商给出的开孔尺寸及定位尺寸要求。下小房的设备吊装孔设计、下小房房顶测量开孔设计务必满足制造商给出的开孔尺寸及定位尺寸要求；同时还要考虑辊道螺栓基础最小间距尺寸要求。若这两者发生冲突，务必提供相关尺寸请制造商重新给出下小房房顶最合适的开孔尺寸及摄像机的布置尺寸。下小房还要考虑房顶防水设计，测量开孔的保护挡板开关控制设计，辊道翻板的开关控制设计。以上设计务必在带钢工程前期委托轧钢专业、设备专业、土建专业开展轧线辊道设备设计和地下基础设计。由于新型的上下表面检测仪 SIS 设备较老系统少，在设计上下小房时，可选择一个
10、小房作为接线箱、网络箱、SIS 服务器、数据服务器等设备安装的场所。为了保持摄像机玻璃和氙照明灯玻璃的干净，每个班均要擦一次玻璃；故上下表面检测器的四周务必留有足够的维护空间。特别是下小房，还要考虑风管分配器占用的空间。总之，考虑各种因素后，确定上下小房的大小、开孔、预埋钢板后，委托土建专业设计。上下表面检测器的光路保护器的安装螺栓螺孔务必在可拆装的钢结构件上进行，用于固定光路保护器和损坏后好更换。凡与光路相关的设备和材料务必涂刷耐高温黑漆，防止反光干扰测量。为了减少带钢表面水珠和水雾的影响，在层流冷却后，上下表面检测仪前设计传动侧，操作侧高压(1.3 MPa1.7 MPa)水侧喷，或顶喷，清
11、除带钢表面的积水和水珠。在上下表面检测仪前辊道上下传动侧，操作侧，后辊道上操作侧，设置 0.4 MPa0.6 MPa 压缩空气侧喷清除水雾。同时在操作侧设置 2 台轴流风扇吹扫水雾。为防止离心鼓风机的振动影响摄像机的测量，离心鼓风机安装在下小房外地坪上，风管上安装带法兰的橡胶软管；为减少空气噪声，风管 DN 400 mm最好在靠近风管分配器处再缩径到 DN 300 mm 与风管分配器相连接；风管的厚度务必 3 mm，薄了不能焊接。为防止照明灯对测量的干扰，上下小房照明务必分工作区和非工作区设计。由于设备的贵重性，还应考虑紧急故障照明、火灾报警、消防设施等。下小房有人值班时，务必考虑通风换气的设
12、计。上下小房均设置恒温恒湿空调。空调能力务必满足下小房换气和上小房受带钢热辐射的影响。根据需要设置 SIS 检测终端的数量及安装的操作室，一般轧线主操作室设置一个 SIS 检测终端和打印机；检查线操作室设置一个或二个 SIS 检测终端和一台打印机；钢卷质量管理室设置一个 SIS 检测终端和打印机；精整平整线操作室设置一个 SIS检测终端和打印机；根据使用习惯在某个操作室设置一个调试终端。将这些终端和打印机委托电气专业布置；I/O 信号及金属检测器委托电气设计；仪表电源、风机、风扇、空调等辅助设备的电源及控制委托电气设计。与 L2 级的通讯委托计算机专业设计。上下表面检测仪 SIS 的安装和施工设计涉及轧钢、设备(含液压)、土建(建筑、结构)、电气、仪表、电讯、计算机、燃气、通风、热力、水道等 11个专业。设计和施工时务必密切配合。4 结束语上下表面检测仪 SIS 是先进技术的集成，随着使用产生的成品有效利用的杰出效果，必将成为带钢生产的重要仪表而大量应用在钢铁行业上。
