连续退火生产线中卷取机张力控制研究.pdf

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1、第16卷第1期辽宁科技学院学报Vo1．16No．12014年3月JOURNALOFHAONINGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYMar．—l4文章编号：10．3969／j．issn．1008—3723．2014．03．005连续退火生产线中卷取机张力控制研究赫右(本钢浦项冷轧薄板有限责任公司设备部，辽宁本溪117000)摘要：基于卷取机在连退生产线的重要性，分析卷取机的机械结构，研究卷取机的控制系统。通过实际应用，说明采用间接张力控制的最大转矩法来实现卷取机系统的恒张力是有效的。

2、关键词：卷取机；连续退火生产线；张力控制；最大转矩法中图分类号：TP273文献标识码：A冷轧带钢是应用极为广泛的一种工业原料，在为了保持带钢的质量，使得带钢有较好的板形，轧制产品中所占比例较大。近年来，在轧钢生产中，要求穿带结束后，在整个卷取的过程中加在带钢上连续退火线带钢的生产发展迅速，故带钢的退火技的张力必须恒定不变。因此，卷取机控制的核心就术水平，在一定程度上反映了一个国家的钢铁工业是保证带钢在卷取时张力恒定。在卷取机卷取的过技术水平¨j。而卷取机系统位于连退生产线出口程中，钢卷的卷径不断增大，因此要使

3、线速度保持恒段处，更是整条连退生产线的一个重要环节。本文定，就必须相应地降低卷筒的转速。卷取机的控制针对本钢浦项冷轧连退机组卷取机进行研究，分析系统，就是通过对轴芯电机转速的精确调节，最终实卷取机的机械组成以及张力控制。现恒张力控制。1卷取机机械组成从我国轧制生产的实际情况来看，目前主要采带钢从连退线出口段的涂油机出来后，依次经用的张力控制方法有两种：直接张力控制和间接张过夹送辊、飞剪、导向辊等设备，然后进入卷取机。力控制引。在本条连退生产线的卷取机系统的组成如图1所直接张力控制是将张力计测量出的实际张力值示

4、。反馈到输入端，形成张力负反馈，通过调节器对张力进行控制。但这种张力控制对张力计性能依赖较大，整个系统的精度和动态过程的响应速度，很大程度上取决于张力计的精度和响应速度。若其精度不够高，响应速度不够快，则该系统在建张过程或大偏差时容易产生振荡，严重时会将带材拉断。随着可编程控制器运算速度的提高，间接张力控制逐渐被应用。因为间接张力控制的精度和响应速度，主要依赖于算法及控制器本身的运算速度和性能。其先由三级计算机设定张力及钢卷外径，再经过PLC精确计算出摩擦力矩、张力力矩、惯性加iI减速转矩及弯曲力矩，最后将它

5、们的和作为电流内14l霸环的转矩设定值。因此高性能的控制器和PLC更1．飞剪入口夹送辊2．飞剪3．18#导向辊4．19#导向辊5．过渡运输机6．1#卷筒7．2#卷筒8．1#皮带助卷器9．2}}皮带助容易获得比较满意的控制结果，并且通过修正值将卷器10．1#外支撑11．2#外支撑12．1#压辊l3．2#压辊14．1#稳态误差降到可以接受的范围，则可以在连续生产钢卷小车15．2#钢卷小车16．1#穿带导板17．2#穿带导板中，发挥间接张力控制稳定性好的这项优势。在本钢浦项冷轧连续退火生产线的卷取机控制图1卷取机系

6、统组成系统中，采用的是间接张力控制以实现恒张力卷取。2张力控制2．1间接张力控制原理以前的卷取设备大多使用直流电动机，因为其收稿日期：2013—06—12转速和转矩控制精度较高。近年来随着交流变频技作者简介：赫广才(1982一)，男，满族，辽宁本溪人，本钢浦术的飞速发展，交流电机也可以达到较高的控制精项冷轧薄板有限责任公司工程师，硕士．度，而且表现出优于直流电机的诸多特性，因此本系6辽宁科技学院学报第16卷统采用交流电机。采用矢量控制的方法控制交流电本钢浦项冷轧连退生产线卷取机控制系统中，机与直流电动机的控制

7、类似，所以在此，按照直流控采用的是最大转矩法的间接张力控制，并加人动态制的原理研究其控制方案。补偿以保证控制的精确性。其张力控制原理图如图电动机的转矩可表示为：2所示。MD=MT+Md+Mw+M+M。(1)式中：M。为电动机电磁转矩；M为建立张力所需的转矩；M为加减速时的动态补偿转矩；Mw为带钢弯曲变形转矩；M为克服机械摩擦的转矩；M为电动机空载转矩。其中，M=D·T／2，在稳态轧制时M=0。轧制薄带钢时M可以忽略不计，暂时忽略M，M。用电动机的效率表示，则Md+Mw+M=0r(2)：．MrL11图2张力控制

8、原理框图根据电机学原理，电动机的转矩可表示为：3卷取机张力控制系统I卷取机系统的恒张力，是用间接张力控制的最2CM～i·IJD=K。(3)大转矩法来实现的。由于卷取机在恒张力控制时，式中，T为卷取机与主轧机之间的轧件上的张张力和线速度均恒定，因此在不考虑补偿和损耗的力；D为钢卷直径；i为传动系统的减速比；C为电情况下，负载的功率可表示为：功率=张力X线速动机常熟；K为常熟；I为电动机电枢电流；为电度