歐陸全數(shù)字直流控制器在拉矯機組中的設(shè)計與應(yīng)用

1、<p>　　歐陸全數(shù)字直流控制器在拉矯機組中的設(shè)計與應(yīng)用</p><p>　　摘要：利用歐陸590P全數(shù)字直流控制器的強大功能，控制六臺直流電機，使帶鋼按設(shè)定的延伸率進行拉伸，實現(xiàn)恒延伸率控制。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：歐陸控制器 拉矯 恒張力 延伸率 </p><p><b>　　0 引言 </b></p>&l

2、t;p>　　近年來，冷軋行業(yè)競爭加劇并呈現(xiàn)出日益激烈的態(tài)勢。在這樣的發(fā)展環(huán)境下，市場對冷軋帶鋼表面質(zhì)量提出了更高的要求。為了滿足市場的需求，拉矯機組的應(yīng)用就顯得至關(guān)重要，因為它在保證退火后的帶鋼表面質(zhì)量上發(fā)揮著重要作用，能夠使冷軋帶鋼板型得到有效處理。因此，保證拉矯機組的整條生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定就具有關(guān)鍵性意義。為此，我們選擇了歐陸590P全數(shù)字直流控制器作為機組的傳動裝置，并實現(xiàn)電腦化控制。它的優(yōu)勢不僅在于運行穩(wěn)定、占用空間小，而且

3、由于專業(yè)軟件模塊的設(shè)置，使其使用更加方便。 </p><p>　　1 生產(chǎn)線技術(shù)要求 </p><p>　　1.1 最高線速度要達到300米/分鐘，能夠依照操作工對速度進行的設(shè)置，實現(xiàn)恒速運行。 </p><p>　　1.2 通過控制和設(shè)定恒延伸率，對出口帶鋼較入口帶鋼拉伸矯正。 </p><p>　　1.3 自動控制帶鋼恒張力。 </

4、p><p>　　2 系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)計 </p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 </b></p><p><b>　　系統(tǒng)單線圖 </b></p><p>　　歐陸590P全數(shù)字直流控制器系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)線速度的控制，其方法就是基于對基準輥轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，來影響帶動這個生產(chǎn)線的速度。在運行狀態(tài)中，差速輥的

5、速度要低于基準輥。正是由于兩者存在速度上的差值，才實現(xiàn)了拉伸并在速度逆變狀態(tài)下實現(xiàn)差速輥的被動運行。在恒張力逆變狀態(tài)下，開卷機與前張緊輥在運行中產(chǎn)生前張力。后張力則產(chǎn)生于電動恒張力狀態(tài)下的卷取機與后張緊輥運行之中。矯平輥和彎曲輥位于差速輥與基準輥之間，并在以上各種力同時配合下產(chǎn)生一定張力并施加于帶鋼上。由于材料無法承受這種張力，于是便產(chǎn)生彈塑性變形，形成對帶鋼的拉伸矯平。 </p><p>　　2.2 基準輥的恒

6、速運行：（如基準輥電氣原理圖） </p><p>　　利用操作臺上的電位器，將控制器A4口上的輸入電壓控制在0-10V范圍內(nèi)，并以該電壓信號作為對基準輥的速度的規(guī)定。為了實現(xiàn)電流的滿限幅，直接將電流限幅A6連接到10V上。同時，為了有效控制轉(zhuǎn)速，要采用光電編碼器來作速度反饋。在300米/分鐘的最高線速度下，相比于電機的基速，基準輥的轉(zhuǎn)速更高，這就需要對控制器內(nèi)部勵磁環(huán)進行一定的設(shè)定，即設(shè)置弱磁功能啟動。當電機超過

7、基速的95%時，弱磁升速啟動。為了在單動環(huán)境下實現(xiàn)正反點動，以“228”作為C6的目的標記，使C4控制拉緊模塊，C6控制放松模塊。同時，設(shè)置拉緊放松1為5%，拉緊放松2為-5%。通過A7模擬口，將速度反饋輸出到其他裝置。 </p><p>　　2.3 差速輥實現(xiàn)延伸率 </p><p>　　要想實現(xiàn)延伸率，控制差速輥非常重要。在差速輥基準速度信號的設(shè)定上，選擇基準輥取得的實際速度信號，并將

8、其輸入到控制器的A4口。歐陸控制器的一些專業(yè)模塊軟件可以用作電子電位計。在對C4的目的標記進行設(shè)定時，以上升模塊的輸入標記設(shè)定；而將C6設(shè)為下降模塊的輸入標記。以0到-6%作為模塊的輸出值范圍，將速度給定設(shè)定為模塊輸出值與A4速度基準值的相加，并與速度環(huán)的輸入相連接。于是，基準輥轉(zhuǎn)速與延伸率設(shè)定值的差值就是差速輥的轉(zhuǎn)速。在這種情況下，基準輥帶動差速輥，差速輥電機工作于電動機的第二限（如下圖所示）。由于本系統(tǒng)實施了無靜差的速度調(diào)節(jié)，因此不

9、會帶來差速輥速度的加快。作為延伸率設(shè)定的顯示值，上升/下降模塊的輸出在操作臺上通過數(shù)字表顯示出來。 </p><p>　　帶鋼的延伸來自于基準輥與差速輥電機的速度給定之差，考慮到有兩輥輥徑與減速機存在差異，需要對兩臺電機的轉(zhuǎn)速進行換算。通過測量兩輥徑，依據(jù)系統(tǒng)中兩電機的減速比（10：1），計算出滿給定狀態(tài)下電機的轉(zhuǎn)速并進行校準，保證在延伸率設(shè)定為0時，基準輥和差速輥線速度相等。 </p><p

10、>　　轉(zhuǎn)速=最高線速度/輥周長*減速比 </p><p>　　2.4 前張緊輥和后張緊輥的電流限幅通過設(shè)定A6來實現(xiàn)，在聯(lián)動狀態(tài)下達到速度滿給定。鑒于其控制過程較為簡單，因此不再贅述。需要注意的是，為了實現(xiàn)前張緊輥的逆變張力狀態(tài)工作，其速度為反向的滿給定。 </p><p>　　2.5 隨著帶鋼卷徑的變化，開卷和卷取電機也發(fā)生相應(yīng)變化，因此需要通過卷徑計算以保證其在恒張力狀態(tài)下工作。

11、根據(jù)張力與電機轉(zhuǎn)矩公式得： </p><p>　　T*D/2=i*KmφI </p><p>　　I=T*D/2/（i*Kmφ） </p><p>　　T表示張力，D表示帶鋼直徑，Km為電機電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)（為常數(shù)），i為減速比，φ為電機磁通量，I表示電機的電樞電流。 </p><p>　　通過以上公式，電機在恒張力狀態(tài)下的電樞電流限幅就可以被準

12、確地計算出來。前后張緊輥的轉(zhuǎn)速值對開卷和卷取電機線速度起到?jīng)Q定性影響，通過模擬口A2輸入后與直徑計算器模塊的線速度相連接，將本電機轉(zhuǎn)速反饋與模塊的卷取速度相連接，經(jīng)過實際調(diào)試后再進行校準，進而得出帶卷直徑數(shù)值。 </p><p>　　之后，將卷徑傳送至綜合設(shè)定點2，并乘以張力給定。本控制器無法直接得出磁通量，因此將勵磁電流反饋作為除數(shù)，傳送到綜合設(shè)定點2。同時，控制該點的輸出，以便控制開卷和卷取電機的恒張力。 &

13、lt;/p><p>　　2.6 該控制器實現(xiàn)了電流環(huán)PI參數(shù)的優(yōu)化，并實現(xiàn)電流環(huán)的自動調(diào)諧。同時，還可以對電樞電流斷續(xù)與連續(xù)之間的分界點進行準確定位，這樣，控制器的電流環(huán)自適應(yīng)功能就得以實現(xiàn)。 </p><p><b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所述，歐陸590P全數(shù)字直流控制器具有很多特殊的優(yōu)勢：一是它能完成多種指令控制；

14、二是它還能實現(xiàn)自診斷和自適應(yīng)。除此之外，通過采用歐陸公司的編程軟件Celite，該系統(tǒng)能夠更直觀地實現(xiàn)軟件組態(tài)和參數(shù)修改。在冷軋帶鋼的生產(chǎn)過程中，該控制系統(tǒng)以穩(wěn)定的性能和較低的故障率贏得了好評，有力地促進了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]趙家俊，魏立群.冷軋帶鋼生產(chǎn)問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，200

15、7. </p><p>　　[2]歐陸傳動系統(tǒng)有限公司.590+系列直流數(shù)字式調(diào)速器說明書. </p><p>　　[3]陳伯時.電力拖動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991. </p><p>　　作者簡介：董建偉（1975-），男，甘肅天水人，河北鋼鐵集團衡板公司冷軋廠技術(shù)科，助理工程師，研究方向為電氣工程及自動化。楊維（1975-），男，河北衡水人，