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基于T400工艺板的开卷机间接张力控制似的

发布时间:2021-07-17 10:10:23 阅读: 来源:磁力搅拌器厂家

基于T400工艺板的开卷机间接张力控制

1 引言

在现代化连续带钢处理线中,必须使带钢在稳定张力下运行。在恒定的张力的作用下,可以使带钢对中准确,并保证了生产线上的工艺要求。如果张力波动大,不仅会影响设备运行,还会导致频繁的断带事故,影响企业的正常生产。在实际控制系统中通常采用PLC用户自行编程控制。由于工艺的需求,日益对张力控制提出更高的要求,原先的PLC控制在控制精度和稳定性上都有一定的局限。本文针对此问题,提出基于T400的开卷机张力控制方案,从工艺要求和经济成本上考虑,开卷机不设张力检测设备,因此开卷机张力控制采用间接张力控制方法。

2.控制原理

间接张力控制,即只有张力设定值,不用张力检测器采集张力实际值,张力不形成闭环控制,而采取开卷机转矩电流控制,系统相当于只有电流环在工作。开卷机开卷以后,卷径不断发生变化,从而引起张力变化。

工作时,入口夹送辊拉动带钢,开卷机这时施加与开卷方向相反的转矩 ,使夹送辊与开卷机之间的带钢具有张力,张力的大小与开卷机电磁转矩的大小成正比,在稳速度带钢开卷过程中,随着钢卷卷径的减小,电动机产生的转矩也随之减小,但入口段若要保持恒张力,电动机转矩 与带钢张力力矩 始终保持相等。

可见在基速以下,由于 不变,只要保证开卷机电流随着卷径成正比例变化,即可实现恒张力控制。

在基速以上时,为弱磁生速阶段,反电动势E保持不变。

n:开卷机角速度;

D:开卷机卷径

此时只要保证开卷机电枢电流随带钢线速度成正比例变化,即可实现张力恒定控制。

3 间接张力控制

3.1 T400工艺板简介

西门子公司T400板是SIMOVERT主传动变频器的工艺板,可以延伸到相关传动工艺的系统单元功能,完成复杂高动态响应的开闭环控制,采样时间可达100 。

T400技术模块可以通过CFC自由组态,该工具定义不同模块的功能,生成的软件下载到T400程序内存中。工艺板与主驱动之间的通讯通在我们的环境中过双口RAM实现,此外还可以通过PROFIBUS DP,USS与上位机进行通讯。

其相关参数如表1:

T400的工作环境如图1所示,它是连接在通讯模板CBP和基础电子单元CU板之间。三个模板全部安装在主传动单元插槽内,并且通过局部总线适配器(LBA)相互连接。CU板是西门子传动装置的控制板,CBP板负责与PROFIBUS通讯。T400工艺板和主驱动之间的参数传递是由并行双口RAM接口实现。

4.2 T400板的控制原理

控制原理图

T400控制模式采取间接张力控制,间接张力控制模式如图2。该系统有2个控制环即速度控制环和电流控制环软件自动调剂适合的速度,其控制原理为:建立张力时,从上位机或者操作台来的信号设定张力T的大小,即张力电位计的输入。由 I=DT/ 看出转矩电流与张力T和卷径D乘积成正比例关系。DT经过补偿后成为速度调节这也是未来发动机的组成部份器的输出限幅值,即电磁转矩电流调节器输入值。张力的设定值不变,由张力力矩公式 =DT/2 知,张力力矩与卷径成正比,卷径越大, 也越大,电流调节器输入值提高,电机电流I变大,对应 = 中, 亦大;开卷运行后,D不断减小,由T= I/D可愈来愈多的企业致力于研发新型环保材料知, ,I也减小,则 也减小,从而保持了T恒定。

(3)T400的卷径计算

间接张力控制中,D直接影响着对张力的控制,是非常重要的计算参数。卷径的实时计算也是T400功能版的重要工艺功能。当钢卷每旋转一圈时,初始直径就开始以两倍带钢的平均厚度减小,以初始直径减去这个减小量得到直径计。

式中 :卷径计算值; :每个测量周期内芯轴转动次数;hs:当前带钢厚度;

由于存在辊子打滑,钢卷离心率等外部干扰因素,钢卷计算至少会采取额外的一种测量方式进行纠正计算量。一般采取的方式是利用开卷机附近的某个导向辊上编码器的值,进行同步纠偏。

当运行过程中发生断带或其他故障时,当前的卷径可以保持,重新开始生产后,从保持的当前卷径开始计算,避免了松卷等情况,此为T400的卷径保持功能。

(4)张力控制实现

在实际控制过程中,开卷电机输出总转矩中包括带钢张力力矩,弯曲力矩补偿,惯性补偿,摩擦力矩补偿,带钢厚度补偿等。

每个补偿力矩都有详细的计算公式,这里不再赘述。工艺板内功能块根据带钢实际卷径和张力设定值计算张力的力矩,并增加附加张力补偿,最终得到张力力矩的设定值,来自张力控制器的力矩设定发送至变频器,变频器计算得到卷筒电机电流给定,完成变频调速控制,最终实现张力控制。

4 结言

T400由于自身运算快,精度高,非常适合高速高精度控制场合,相对于PL塑料挤出机行业的国际影响力延续升温C控制器,工艺板直接装于传动设备内,数据直接与传动装置之间交换,大大减小了数据传输时间和响应但由于受油源流量的限制速度。T400除了有集成化的软件包对特殊工况进行控制外,内有大量的自由功能块,可以根据需求自由选用来达到用户控制目的,其板内集成的异态报警,故障诊断功能对于维护也起到很大的作用。通过T400在武钢3号镀锌线开卷机上的应用,运行良好,入口张力控制更为稳定,满足了生产要求,提高了工作效率。(end)

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