浅谈板材张力拉矫机自动控制系统

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冷轧板材连续生产过程中，普遍使用拉伸弯曲矫直机，以下简称拉矫机。在酸洗工艺中，为了提高热轧带锕表面酸洗质量，在连续酸洗线的入口段设置拉矫机破鳞，清除氧化铁皮和其他杂质；在连续热镀锌镀后处理工艺段中，为了获得良好板形，消除板面的浪边、浪形、瓢曲及轻度的镰刀弯，改善材料的各向异性，消除屈服平台，阻止滑移线形成，同样设置拉矫机以满足工艺要求。当拉伸矫直时，板材因受张力拉伸和弯曲辊作用而具有纵向、横向、垂直于表面的厚度方向等三个自由度的变形，因而，在所有轴线位置上的滑移面都能活动，这就是拉伸弯曲矫直机的优越性。 1.拉矫机控制系统原理分析 拉矫机采用两种控制模式。 (1)拉矫机张力控制模式 当焊缝通过拉矫机时，弯曲辊和矫直辊自动抬起。当操作者在机旁操作箱选择了普通运行方式时，拉矫机一直处于张力控制方式，直至选择了延伸率控制，弯曲辊和矫直辊不能压下，张力值取决于拉矫机前的光整机和拉矫机后的张力辊。张力控制方式下，延伸率电机M3与主电机M2之间没有速度差，拉矫机4支辊子R1—R4线速度相等，传动力矩均由M2提供。 (2)拉矫机延伸率控制模式  当操作选择了延伸率控制方式，张力辊R3的速度取决于主电机M2和延伸率电机M3的速度和，张力辊R4的取决于补偿电机M4和延伸率电机的速度和。延伸率电机M3速度比主电机快，延伸率值E即为两者的速度差。延伸率控制投入时，弯曲辊和矫直辊自动压下，在大张力下调整带钢板形和平直度。 2.拉矫机各环节控制系统 (1)过程信号采集。 (2)张力辊扭矩检测 拉矫机运行过程中，各个张力辊上所受张力值由扭矩传感器LB70/200KN检测，LB70输入电压10—35V直流，输入电压在标称范围内每增加1V，输出电压增加10mV，使用电压24V。将4个扭矩参数值送入现场力矩测量控制系统转换成国际标准信号0—10V，然后送往计算机系统AEPW转换成数字量参与闭环控制。安装时扭矩传感器标称方向与所受力方向相同时，输出为正，反之为负。在现场力矩测量控制系统中4个信号必须统一调零。 (3)带钢长度测量 为了计算拉矫机的延伸率，采用FG4AK-5000型2台脉冲发生器。每转5000个脉冲。实际值与设定值比较后实现闭环控制。每个脉冲发生器输出A、B两组脉冲列，可以实现方向辨认和双向计数。直流输入电压24V。用屏蔽电缆将信号送入计算机的32位高速脉冲计数器MMC-DE22。 (4)通道控制字 a.PLC可编程序控制器与计算机之间的控制通道本系统中PLC是主令程序控制器，它通过通道发出所有使能信号，控制命令，参考值和运行信号给计算机。再由功能计算机传给拉矫机基础自动化级。PLC可编程序控制器CC3与功能计算机SSAP之间采用LE-BUS并行通讯总线。 b.基础自动化级控制字结构  张力拉矫机基础自动化级由工艺计算机板TP-MSR和SIMOREGK组成。从直流电机Ml—M4相对应设置了TP和SIMOREG，TP的任务是连续不断地接受上级计算机SSA和PLC通过DUST-6B串行总线传下来的控制电文，并将处理后的控制字电文用光纤电缆发送给SIMOREG；同时，TP接受SIMOREG-K运行的实际值并以返回电文格式传给上级功能计算机系统SSA和PLC。SIMORFG-K是全数字微处理机反并联无环流桥式整流装置，用于提供动力、调节速度和张力。控制电文格式分为四种：单电文；预报电文；参数电文和返回电文。拉矫机主电机M2-方面为4个张力辊提供动力，另一方面时刻跟随生产线的速度变化，因此M2的功能计算机TP接收上级功能计算机SSA传下来的预报电文和单电文，由电机上脉冲发生器、TP和SIMOREG-K构成速度环；延伸率控制电机M3和补偿电机Ml、M4只接受单电文，除了它们各自都跟随生产线速度，由电机上脉冲发生器、TP和SIMOREG-K构成速度闭环以外，还分别由张力辊R1、R4带钢长度测量脉冲发生器、拉矫机功能计算机STRECK、TP和SIMOREG-K构成延伸率闭环控制；由扭矩传感器，拉矫机功能计算机STRECK，TP和SIMOREGK构成张力闭环控制。电文正文由10个16位控制字组成，2个控制字，占4个字节；参数设定区占有16个字节。在电文块头有文本起始标志和接受地址，返回地址；块尾有块检测和块结尾标志字节。(图/文www.wxlgjx.cn)

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