摘要：经济在不断的发展，社会在不断的进步，在卷材卷取与开卷的时候，随着卷径的变化，其张力也将随之发生变化，为冷轧机的正常运行造成不利影响。本文主要阐述了冷轧机生产过程中张力波动的影响因素，以及张力控制的基本原理和张力的基本概念等，希望通过本文的研究为冷轧机生产过程中的张力控制提供有益的借鉴。 关键词：冷轧机；电气控制；张力控制 引言 20世纪90年代以后，我国铜加工企业陆续从国外引进了一些现代化铜板带轧机。在消化、吸收国外先进技术的基础上，我国近年来也自行开发研制了一批新型高精度轧机，大大提升了我国铜板带生产的装备水平。本文介绍我院为某铜加工厂设计制造的560~可逆铜带冷轧机电气控制系统的原理和系统组成。 1张力在轧制过程中的作用 张力是指轧机的前后卷筒给带材拉紧的力，或者机架之间相互作用使带材承受的拉力。以前张力为例，卷筒的外缘线速度只有大于带材的出辊速度，也就是速度之差大于零，才能建立前张力。在轧制过程中，张力有如下作用:(1)能降低单位压力，调整主电机的负荷。张力 的作用使变形区的应力状态发生了变化，减少了纵向的压应力，从而使轧制时金属的变形抗力减少，降低了轧制压力，减少轧制时的能耗。前张力使轧制力矩减少，后张力使轧制力矩增加，当前张力大于后张力时，能减轻主电机的负荷、增大道次的加工率。(2)调节张力可控制带材厚度。由弹跳方程H=S+P/K(其中，H为轧出厚度，mm;S为轧辊辊缝，mm;P为轧制压力，kg;K为刚度系数，kg/mm)可知，用改变张力大小的方法来改变轧制压力，可使轧出的厚度发生变化。(3)调整张力可控制板形。改变张力能够改变轧制力，压力的变化影响到轧辊的弹性弯曲，从而改变了辊缝的形状。此外，改变张应力沿带材宽向的分布，使金属沿横向的延伸均匀，从而获得良好的板形。(4)防止带材跑偏，保证轧制稳定。在张力作用下，配合对中系统将有效防止带材跑偏。(5)防止出现断带、堆料等现象。高速轧制中前后张力波动太大，会出现断带，如果辊缝在断带后不及时打开，会堆料引发火灾等灾害性事故。
2有效控制张力的基本方法
pvc编织地毯双极化天线 2.1直流传动控制装置
主机和卷取机传动都采用ABB公司生产的DCS601〕系列全数字直流传动装置，功率为160一732kW。速度反馈信号取自脉冲编码器，利用激光测距仪直接测量卷径;同时，根
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据带材厚度和圈数计算卷径值，与激光测量的卷径值进行比较，以防止各种因素对卷径测量的干扰，影响张力控制精度。张力控制采用间接张力控制、最大力矩工作方式，以提高速度控制精度及合理利用电动机功率。直流传动装置通过光纤和AC80控制器相连，使数据的传输具有更高可靠性;系统中张力控制要求的静态补偿、动态补偿，工艺要求的4种轧制工作制和3种轧制方式，大、小卷筒的切换，以及轧制方向的改变、高速、低速等，均由AC80中的控制程序实现;主机采用速度控制系统，通过AC80向传动装置发出各种指令，包括正反向点动、穿带、升速、保持、降速、停车等;AC80通过与机组程控器通讯，经过I/0传递接受各种信号，以实现轧机的自动轧制功能。左、右卷取机为恒张力控制，采用间接张力控制系统中的最大力矩控制方式。实测出电机的性能参数后，根据工艺要求、电动机的实时磁通量及卷径值，设定大小卷筒和各道次张力给定值，通过控制电动机电枢电流实现带材张力恒定。为了补偿各种摩擦力对张力的影响，在力矩给定上增加了随速度变化的空载力矩补偿。为保证加、减速阶段张力的恒定，在力矩给定上增加了动态补偿。 2.2比例控制法 比例控制法又称为间接张力控制法，其工作原理是通过对与张力相关的电气量的控制实现对张力的控制。比例控制系统由磁场控制和电枢电流控制两个独立的部分组成。其中 电动机的转矩计算公式为:
其中MD表示电动机的转矩;Cm代表电动机的机构常数;T代表张力;D代表卷材料卷的直径;i代表减速机的减速比; 代表电动机磁通;Ia代表电动机电枢电流;M0为电动机空转时的转矩;Md代表电动机运转速度增加与降低时的动态转矩。根据上式我们可以推导出张力T的计算公式:
铲雪机 由上式可以看出，通过使Ia正比D/而变化或维持Ia等于常数，同时使/D等于常数均能维持张力T的恒定。通过前面的分析我们可以看出:磁场控制部分的工作原理是通过对电动机励磁电流的调节，使磁通与卷材料卷D之间呈正比变化，从而保持/D比值的恒定;电枢电流控制部分的工作原理是通过对电动机电枢电压的调节维持Ia的恒定。由于电枢电阻Ｒ的值很小，所以当电势量E和电枢电压μ发生变化时，即使变化量很细微，电枢电流Ia也会发生较大的变化，因此通过电枢电流控制部分是主要的，磁场控制部分的变化较慢，通常应用于卷径D发生变化的情况。比例控制法具有易于搭建控制系统、结构简单的优点，同时其缺点也十分明显，当系统不在最大卷径下工作时，电机一直在弱磁状态运转，不能充分
发挥出电机的效率;而当卷径发生较大的变化时，弱磁倍数增加，提高了对电机的要求，不利于设备的选型。
2.3动态补偿法
当采用间接张力控制法时，保证张力控制的准确性是非常重要的。为了对张力控制的准确性给予保障，对冷轧机本身固有的摩擦力和其在运转速度变化过程中的转动惯量对转矩所造成的影响加以充分的考虑是非常必要的，在实际应用的过程中，动态转矩和空载转矩是不容忽视的，为了保证冷轧机卷绕过程中的张力恒定，需要从冷轧机电动机的空载补偿电流、动态补偿电流和张力电流三个部分对电动机的电流进行有效控制。
2.4机组操作控制装置
PLC采用OMRON公司的C200H系列产品，采用远程I/0控制方式，由主、从单元组成，主从单元通过串行方式进行通讯，控制直流传动连锁操作、上卸卷、机前机后装置、换辊及交流辅助传动等。为保证4种工作制下都能实现精确的不松头轧制，在各卷筒减速箱上安装了脉冲编码器，通过PLC的高速计数器计算卷筒上的带材长度并记忆。在逆向轧制接近料尾时，根据当时的速度优化减速、爬行、停车时间，做到准确停车。在轧机两侧安装有光电传感器，可测量料头通过的时间，和编码器计算的带材长度相配合，判断是不留
头轧制还是断带，可精确控制停车时的料头位置及切除卷取机张力(或直接传送断带信号)，以达到最高成品率。主操作台上有一台NT631C触摸屏，和PLC之间采用RS485通讯，通过可切换画面设定和显示带材种类、张力、速度、卷取长度、工作制等生产过程中的参数。操作手可以通过棒图、数字/模拟仪表盘、趋势图等，监控各个参数的变化，并对过程参数全面了解，及时进行故障判断。
结语
张力控制在轧机控制中具有相当重要的作用，高速轧制中张力波动会导致断带、火灾等事故，深入研究张力控制对我们工程技术人员而言具有深远的意义。
参考文献
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