(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910536849.3
(22)申请日 2019.06.20
地址 030032 山西省太原市高新技术开发
区中心北街2号
(72)发明人 胡尚举 吕坚 王向宇
(74)专利代理机构 北京奥文知识产权代理事务
所(普通合伙) 11534
代理人 张文 苗丽娟
(51)Int.Cl.
B65H 23/26(2006.01)
B65H 26/04(2006.01)
G05B 19/05(2006.01)
(54)发明名称
制系统及方法
(57)摘要
本发明公开了一种0.05mm以下精密不锈钢
带张力辊组主从控制系统及方法，该方法包括：
接收所述主速度信号和旋转编码器的反馈信号，
发出主转矩输出值，控制对应的伺服电机运转。
从矢量变频器中，过程控制器接收所述主转矩输
出值和从动辊的从转矩输出值，发出辅助速度信
号，速度控制器接收所述辅助速度信号和所述主
速度信号，发出从速度信号；转矩控制器接收所
述从速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出从
转矩输出值，控制对应的伺服电机运转。本发明
的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制
系统及方法，同步性较高，可以实现精确张力控
制，
抗干扰能力较强。权利要求书2页 说明书6页 附图5页CN 110329825 A 2019.10.15
C N 110329825
A
1.一种0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述张力辊组包括一个主动辊以及多个从动辊，所述系统包括：PLC、矢量变频器、伺服电机、旋转编码器和通讯总线；
每个张力辊对应一个所述矢量变频器、一个所述伺服电机和一个所述旋转编码器，每个所述矢量变频器与对应的伺服电机连接，控制所述伺服电机运转，每个所述伺服电机与对应的所述旋转编码器连接，所述旋转编码器用于检测电机转速并将检测数据发送给所述矢量变频器；
所述矢量变频器包括：转矩控制器、过程控制器和速度控制器；
主矢量变频器中，速度控制器接收PLC速度设定值以及过程控制器发出的张力补偿值，发出主速度信号；
转矩控制器接收所述主速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出主转矩输出值，控制对应的伺服电机运转，所述主矢量变频器为所述主动辊对应的矢量变频器；
每个从矢量变频器中，所述主速度信号作为速度控制器的主速度信号，过程控制器接收所述主转矩输出值和所述从动辊的从转矩输出值，发出辅助速度信号；所述速度控制器接收所述主速度信号和所述辅助速度信号，发出从速度信号，所述转矩控制器接收所述从速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出从转矩输出值，控制对应的伺服电机运转，所述从矢量变频器为所述从动辊对应的矢量变频器。
2.根据权利要求1所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述矢量变频器还包括：转矩动态补偿功能块；
所述从矢量变频器中，所述主速度信号经过所述转矩动态补偿功能块进入所述过程控制器；
所述主矢量变频器中，所述主速度信号经所述转矩动态补偿功能块对所述主转矩输出值进行补偿后发送给每个所述从矢量变频器中的过程控制器。
3.根据权利要求1所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述系统还包括张力计，所述主矢量变频器中的过程控制器接收张力设定值和所述张力计测得的张力实际值，根据所述张力设定值和所述张力实际值发出所述张力补偿值。
4.根据权利要求1所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述PLC为西门子S7-300系列。
5.根据权利要求1所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述矢量变频器为Lenze9300系列。
6.根据权利要求1所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述旋转编码器和所述伺服电机一体化设置。
7.根据权利要求1所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，其特征在于，所述通讯总线为profibus通讯总线。
8.一种0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制方法，其特征在于，所述方法包括；
主矢量变频器中，速度控制器接收PLC速度设定值和张力补偿值，发出主速度信号，转矩控制器接收所述主速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出主转矩输出值，控制对应的伺服电机运转；
从矢量变频器中，过程控制器接收所述主转矩输出值和从动辊的从转矩输出值，发出辅助速度信号，速度控制器接收所述辅助速度信号和所述主速度信号，发出从速度信号；转
矩控制器接收所述从速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出从转矩输出值，控制对应的伺服电机运转。
9.根据权利要求8所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制方法，其特征在于，所述主矢量变频器中，所述主速度信号经转矩动态补偿功能块对发送给所述从矢量变频器的主转矩输出值进行补偿；
所述主速度信号进入所述从矢量变频器后经转矩动态补偿功能块发送给所述过程控制器。
10.根据权利要求8或9所述的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制方法，其特征在于，所述主矢量变频器中，所述过程控制器接收张力设定值和张力实际值，根据所述张力设定值和所述张力实际值发出所述张力补偿值。
0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及钢带加工技术领域，尤其涉及一种0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统及方法。
背景技术
[0002]太钢精密带钢公司主要生产厚度为0.02mm～0.5mm的高精端不锈钢带材产品，广泛应用于航空航天，手机半导体等精密元器件领域。在光亮退火线生产厚度为0.02mm带钢的过程中，由于带钢张力值和带钢与辊面的摩擦阻力值相差很小，张力和速度变化等外界扰动会使钢带和张力辊之间产生差速滑动，导致断带、抽带、跑偏等问题，因此，高精度的张力控制是保证极薄带钢整个退火过程顺利进行的必要条件。
发明内容
[0003]为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统及方法。具体技术方案如下：
[0004]第一方面，提供了一种0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统，所述张力辊组包括一个主动辊以及多个从动辊，所述系统包括：PLC、矢量变频器、伺服电机、旋转编码器和通讯总线；每个张力辊对应一个所述矢量变频器、一个所述伺服电机和一个所述旋转编码器，每个所述矢量变频器与对应的伺服电机连接，控制所述伺服电机运转，每个所述伺服电机与对应的所述旋转编码器连接，所述旋转编码器用于检测电机转速并将检测数据发送给所述矢量变频器；所述矢量变频器包括：转矩控制器、过程控制器和速度控制器；主矢量变频器中，速度控制器接收PLC速度设定值以及过程控制器发出的张力补偿值，发出主速度信号；转矩控制器接收所述主速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出主转矩输
出值，控制对应的伺服电机运转，所述主矢量变频器为所述主动辊对应的矢量变频器；每个从矢量变频器中，所述主速度信号作为速度控制器的主速度信号，过程控制器接收所述主转矩输出值和所述从动辊的从转矩输出值，发出辅助速度信号；所述速度控制器接收所述主速度信号和所述辅助速度信号，发出从速度信号，所述转矩控制器接收所述从速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出从转矩输出值，控制对应的伺服电机运转，所述从矢量变频器为所述从动辊对应的矢量变频器。
[0005]在一种可能的设计中，所述矢量变频器还包括：转矩动态补偿功能块；所述从矢量变频器中，所述主速度信号经过所述转矩动态补偿功能块进入所述过程控制器；所述主矢量变频器中，所述主速度信号经所述转矩动态补偿功能块对所述主转矩输出值进行补偿后发送给每个所述从矢量变频器中的过程控制器。
[0006]在一种可能的设计中，所述系统还包括张力计，所述主矢量变频器中的过程控制器接收张力设定值和所述张力计测得的张力实际值，根据所述张力设定值和所述张力实际值发出所述张力补偿值。
[0007]在一种可能的设计中，所述PLC为西门子S7-300系列。
[0008]在一种可能的设计中，所述矢量变频器为Lenze9300系列。
[0009]在一种可能的设计中，所述旋转编码器和所述伺服电机一体化设置。
[0010]在一种可能的设计中，所述通讯总线为profibus通讯总线。
[0011]第二方面，提供了一种0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制方法，所述方法包括；
[0012]主矢量变频器中，速度控制器接收PLC速度设定值和张力补偿值，发出主速度信号，转矩控制器接收所述主速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出主转矩输出值，控制对应的伺服电机运转；
[0013]从矢量变频器中，过程控制器接收所述主转矩输出值和从动辊的从转矩输出值，发出辅助速度信号，速度控制器接收所述辅助速度信号和所述主速度信号，发出从速度信号；转矩控制器接收所述从速度信号和旋转编码器的反馈信号，发出从转矩输出值，控制对应的伺服电机运转。
[0014]在一种可能的设计中，所述主矢量变频器中，所述主速度信号经转矩动态补偿功能块对发送给所述从矢量变频器的主转矩输出值进行补偿；所述主速度信号进入所述从矢量变频器后经转矩动态补偿功能块发送给所述过程控制器。
[0015]在一种可能的设计中，所述主矢量变频器中，所述过程控制器接收张力设定值和张力实际值，根据所述张力设定值和所述张力实际值发出所述张力补偿值。
[0016]本发明技术方案的主要优点如下：
[0017]本发明的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组主从控制系统及方法，通过将主动辊控制回路中的主速度信号和主转矩输出值作为从动辊控制回路的输入，同步性较高，可以实现精确张力控制，控制系统抗干扰能力较强，避免出现断带、抽带、跑偏等问题，保证了极薄带钢的顺利生产，经济效益较高。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本发明一个实施例提供的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组控制系统的结构示意图；
[0020]图2为本发明一个实施例提供的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组控制系统的控制原理图；
[0021]图3为本发明一个实施例提供的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组控制系统中转矩动态补偿功能块的转矩补偿值关系示意图；
[0022]图4为本发明一个实施例提供的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组控制系统使用时1#辊张力动态和稳态变化图；
[0023]图5为本发明一个实施例提供的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组控制系统使用时2#辊张力动态和稳态变化图；
[0024]图6为本发明一个实施例提供的0.05mm以下精密不锈钢带张力辊组控制系统使用时3#辊张力动态和稳态变化图；
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议