卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量的新方法

1、卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量的新方法安連祥1 ,楊毅1 ,唐建芳2 ,蔡召君2(1. 河北工業(yè)大學(xué) 電氣與自動(dòng)化學(xué)院 ,天津 300130 ;2. 北京北整意安機(jī)電設(shè)備有限公司 ,北京 102628)摘要 :在可逆冷軋機(jī)組的電氣控制中 ,當(dāng)主機(jī)加減速時(shí) ,補(bǔ)償加減速造成的動(dòng)態(tài)力矩對(duì)張力的影響 ,避免張力的振蕩 ,是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。介紹了一種卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算的新方法 ,利用該方法可方便地計(jì)算出動(dòng)態(tài)補(bǔ)償力矩 ,可以滿足薄帶張力穩(wěn)定性要求較高場合下張

2、力的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償及慣量補(bǔ)償。經(jīng)過實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行證明 , 該系統(tǒng)張力控制穩(wěn)定 , 運(yùn)行可靠 , 克服了薄帶容易斷帶的現(xiàn)象 , 提高了成品率。關(guān)鍵詞 :動(dòng)態(tài)慣量補(bǔ)償 ;動(dòng)態(tài)力矩 ;張力控制中圖分類號(hào) : TG3332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :ANew Method of Calculating Inertia Moment of CoilerAN Lian2xiang1 , YAN G Yi1 ,TAN G Jian2fang2 ,CAI Zh

3、ao2jun2(1. Electrical and A utomation Institute , Hebei University of Technology , Tianjin 300130 , China;2. N EWB R P Electrical Equi pment Co. , L t d , Bei jing 102628 , China)Abstract :Compensating the dynamic moment

4、 which is caused by speeding up or slowing down of mainmaster is a key technology for cold reversing mill control system. This article introduced a new method of cal2culating inertia moment of coiler. Dynamic moment comp

5、ensation is calculated conveniently using this method.It can satisfy the dynamic and inertia compensation of tension in the situation which demands high stability ofthin strip tension. This tension control system is prov

6、ed reliable and steady by realistic producing. It over2comes the thin strip break and increases the ratio of finished product.K ey words :dynamic inertia compensation ;dynamic moment ;tension control作者簡介 :安連祥(1946 - ) ,男

7、 ,教授 ,Email :zago001 @163. com1 引言在可逆冷軋機(jī)組的電氣控制中 ,卷取張力的控制極為重要。對(duì)于卷取機(jī)張力控制系統(tǒng)的控制性能來說 ,在主機(jī)加減速時(shí) ,如何補(bǔ)償加減速造成的動(dòng)態(tài)力矩對(duì)張力的影響 ,避免張力的振蕩 ,是一個(gè)必須要注意的問題。因此 ,為保證帶材加減速時(shí)的張力控制精度 ,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償力矩的計(jì)算是必不可少的 ,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償力矩為M = J · d ω dt (N · m) (1)從式

8、(1) 可看出 ,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償力矩的準(zhǔn)確性除了依賴加速度的給定精度等因素外 ,還取決于機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的準(zhǔn)確性。電機(jī)軸上總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以分為兩部分。一部分為固定不變的 Jf ,它等于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及卷筒軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)化到電機(jī)軸上的部分。另一部分為可變的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J v ,它等于鋼卷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等效到電機(jī)軸上的部分。即 :J = Jf + J v由于目前廣泛采用了全數(shù)字傳動(dòng)技術(shù) ,鋼帶加速度的大小及補(bǔ)償時(shí)機(jī)等都可滿足要求 ,而對(duì)于設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣

9、量 J ,如果不測量的話 ,主要取決于設(shè)備設(shè)計(jì)者所給出的數(shù)值 ,所給數(shù)值在計(jì)算中或進(jìn)行簡化計(jì)算 ,或省略一些小部件 ,最終只是一個(gè)近似值 ,必需進(jìn)行校驗(yàn)。在許多電氣改造項(xiàng)目中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值無法得知 ,所以為保證動(dòng)態(tài)補(bǔ)償精度 ,在現(xiàn)場需要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行測量。由于廣泛采用了全數(shù)字傳動(dòng)技術(shù) ,原始數(shù)據(jù)測量方便 ,精度高且已數(shù)字化。另外 ,要求現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間比較短 ,面對(duì)新技術(shù)新情況 ,原來的一些方法已顯得不方便了 ,作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn) ,提出一個(gè)

10、新方法。卷取機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。1 4EL ECTRIC DRIVE 2008 Vol. 38 No. 3 電氣傳動(dòng) 2008 年 第 38 卷 第 3 期監(jiān)控程序采用西門子監(jiān)控組態(tài)軟件 WINCC編程環(huán)境 ,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)和監(jiān)控要求設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)主畫面、 變配電監(jiān)控畫面、 變頻調(diào)速監(jiān)控畫面、 油冷系統(tǒng)監(jiān)控畫面、 風(fēng)冷系統(tǒng)監(jiān)控畫面、 阻尼控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面。主畫面簡單、 實(shí)時(shí)、 直觀顯示動(dòng)力系統(tǒng)所有設(shè)

11、備狀態(tài)和重要的系統(tǒng)信息 ,是監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)接口的主要界面。輸入輸出畫面查詢 PLC 模塊與系統(tǒng)設(shè)備對(duì)應(yīng)聯(lián)系的所有輸入輸出點(diǎn)的狀態(tài)。故障報(bào)警畫面將系統(tǒng)所有報(bào)警、 故障進(jìn)行分類并顯示、 便于報(bào)警或故障時(shí)查詢故障點(diǎn) ,同時(shí)通過故障報(bào)表查詢歷史故障信息。數(shù)據(jù)報(bào)表包括試驗(yàn)信息和系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息 ,供查詢和打印。其中定子溫度、 推力瓦溫度、 機(jī)架導(dǎo)瓦溫度、 機(jī)架油溫分別取相同類型各溫度的最大值。5 結(jié)束語?5 m 立式風(fēng)洞動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)自投入使用至今已

12、 2 年多 ,系統(tǒng)一直工作正常 ,未出現(xiàn)過任何故障 ,表明系統(tǒng)是穩(wěn)定可靠的 ,設(shè)計(jì)是成功的。該系統(tǒng)屬于典型的 FCS 系統(tǒng) (代表工業(yè)過程控制最前沿的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)) ,其成功應(yīng)用為 S72400PLC 在風(fēng)洞電氣傳動(dòng)中的應(yīng)用提供了一個(gè)很好的參考。參考文獻(xiàn)1 西門子公司. WinCC5. 0 技術(shù)手冊(cè) ,2001.2 西門子公司. 使用 STEP7 V5. 3 編程手冊(cè) ,2004.收稿日期 :2007208202修改稿日期

13、:2007210206(上接第 42 頁)帶鋼密度 ,kg/ m3 ; Dcore為卷筒直徑 , mm; s 為鋼卷的緊密系數(shù); i 為減速箱傳動(dòng)比。4 實(shí)現(xiàn)方法與應(yīng)用效果本項(xiàng)目系統(tǒng)采用西門子 SIMA TIC S72400 作為基礎(chǔ)控制器件 ,專門編寫了程序功能塊 FB1 來計(jì)算卷取機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ,此功能塊設(shè)有自己的輸入輸出參數(shù) ,通過改變參數(shù)對(duì)其循環(huán)調(diào)用 ,使其按公式計(jì)算出當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J ,固定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jf以及可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

14、 J v 。程序塊如圖 3 所示。圖 3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算程序功能塊Fig. 3 Inertia measure function block該轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測量方法與 2006 年 12 月應(yīng)用于江蘇某集團(tuán) 1450 可逆冷軋機(jī)的控制系統(tǒng)中。應(yīng)用該方法之前 ,用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量近似值對(duì)卷取張力進(jìn)行補(bǔ)償 ,卷取張力的精度大約在 ± 5 %。根據(jù)該方法計(jì)算出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的數(shù)值 ,在加減速時(shí)對(duì)卷取機(jī)卷取張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償 ,卷取張力穩(wěn)定在&#

15、177; 3 %以內(nèi) ,張力的精度較應(yīng)用該方法前有一定的提高 ,且張力穩(wěn)定性好 , 克服了以往薄帶卷取時(shí)容易斷帶的現(xiàn)象 , 提高了成品率。實(shí)際控制效果如圖 4 所示。該卷取機(jī)慣量轉(zhuǎn)矩測量的新方法 ,解決了以往卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量難以測量的狀況 ,用該方法計(jì)算出的卷取機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的數(shù)值準(zhǔn)確 ,滿足了加減速時(shí)卷取機(jī)卷取張力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊?。圖 4 實(shí)際轉(zhuǎn)速 - 電流曲線Fig. 4 Speed - current curve參考文獻(xiàn)1 宋

16、銀賓. 電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)[ M ]. 北京 :冶金工業(yè)出版社 ,1999 :58- 65.2 孫瑞均. 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測定 [J ]. 冶金自動(dòng)化 , 1995(6) :16 - 19.3 西門子公司. T2400 工藝板使用手冊(cè). 2006 :41 - 45.收稿日期 :2007203205修改稿日期 :20072102243 5張賢德 ,等 :基于 S72400 PLC 的立式風(fēng)洞動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的研制 電氣傳動(dòng) 2008 年