【正文】 ~ m/s），卷重增加（45~60 t），且產(chǎn)量提高25~30 %以上。但它們都是采取單卷軋制工藝，第三代可連續(xù)冷軋機(jī)則使冷軋工藝實(shí)現(xiàn)了無(wú)軋制。目前在世界范圍內(nèi)，可連續(xù)形式也有了3種連續(xù)形式，即70年代期間的只有冷軋工序本身連續(xù)的冷軋機(jī)，80年代出現(xiàn)的由冷軋連續(xù)的聯(lián)合機(jī)組（CDCM）和冷軋一連續(xù)退火的全過(guò)程連續(xù)的聯(lián)合工藝線（FIPL）[1]。機(jī)組由五個(gè)機(jī)架，一臺(tái)開(kāi)卷機(jī)，一臺(tái)卷取機(jī)組成，最高軋速4. m/s。主要軋制300~520mm寬的普碳鋼板帶，~,~4mm熱軋板卷，經(jīng)剖切，開(kāi)坯等頭部工序，有五機(jī)架一次軋成。圖 常規(guī) 5 機(jī)架冷連軋機(jī)布置示意圖壓下機(jī)構(gòu)由蝸輪，蝸桿，交流電動(dòng)機(jī)組成，機(jī)旁手動(dòng)操作。上、卸、卷、進(jìn)、出料均由液下傳動(dòng)，機(jī)旁手動(dòng)操作。機(jī)組的升降速由統(tǒng)一的同步給定控制，它是由PLC按秒流量相等原則計(jì)算分配給各機(jī)架的速度給定。機(jī)架間張力經(jīng)張力計(jì)反饋，張力偏差經(jīng)補(bǔ)償直接校正機(jī)架速度。末機(jī)架出口裝有一臺(tái)測(cè)厚儀用于監(jiān)測(cè)成品厚度。 根據(jù)改造合同要求，本改造包括：(1) 軋機(jī)主傳動(dòng)控制系統(tǒng)；(2) 開(kāi)卷、卷取機(jī)控制系統(tǒng)；(3) PLC控制系統(tǒng)三大部分。2主傳動(dòng)系統(tǒng) 卷取過(guò)程中帶鋼受力分析 帶鋼所受張力卷取機(jī)在卷繞帶鋼的時(shí)候必須有一定的卷取張力。卷取張力的值的大小取決于卷取機(jī)的工作狀態(tài)和產(chǎn)品規(guī)格，設(shè)定張力過(guò)大會(huì)破壞產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，并且使設(shè)備電機(jī)容量增大，反之過(guò)小的卷取張力設(shè)定也會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，可以造成帶鋼跑偏，松卷等現(xiàn)象，可見(jiàn)卷取張力過(guò)大或者過(guò)小均會(huì)影響卷取機(jī)的正常工作。帶鋼所受張力的產(chǎn)生原理是由于帶材在軋機(jī)出口處的線速度低于卷取機(jī)入口處線速度。這兩點(diǎn)間速度差的積分用來(lái)描述帶剛張力模型。如圖 21 所示為軋輥與卷筒之間的帶鋼的線速度差示意圖。 圖 線速度差示意圖張力理論公式為： （21）T帶材所受的卷取張力 單位為 kgδ帶材截面積 單位為 l卷筒與軋輥之間的距離 單位為 mmE帶材的彈性模數(shù) 卷取機(jī)建立張力的時(shí)間 單位為 sV軋輥上帶材的線速度 單位為 mm/sV 卷筒上帶材的線速度 單位為 mm/s由公式(21)所示當(dāng)V＞V的時(shí)候再卷取帶材的時(shí)候才能產(chǎn)生卷取張力，并逐漸加大，如果V＜V則卷取過(guò)程沒(méi)有張力無(wú)法保證卷取質(zhì)量。由上式可以看出，帶材作為卷取張力調(diào)節(jié)對(duì)象的時(shí)候，是一積分環(huán)節(jié)，所以當(dāng)帶材的張力達(dá)到工藝所要求的張力給定值時(shí)就應(yīng)該及時(shí)調(diào)整V，使卷筒的線速度V保持穩(wěn)定，此時(shí)就可以保證帶材在給定的張力值下正常卷取。顯然在穩(wěn)定運(yùn)行中，無(wú)論軋輥還是卷筒的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變都會(huì)引起V和V的變化進(jìn)而引起卷取張力的變化。卷筒上帶鋼的線速度V和卷筒的轉(zhuǎn)速n由公式(22)確定。V =πDn (22)D鋼卷直徑 單位為 mmn卷筒轉(zhuǎn)速 單位為 r/min由公式(22)所示卷筒上帶鋼的線速度V與鋼卷直徑成正比關(guān)系，所以隨著鋼卷的直徑不斷加大V也不斷加大，那么由公式(21)可知必然使卷取張力不斷加大，這在生產(chǎn)環(huán)境中是絕對(duì)不能被允許的，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，卷筒的轉(zhuǎn)速n隨著鋼卷直徑D 的加大是不斷減小的以保證V恒定。從而保證卷取張力恒定。實(shí)際設(shè)定卷取機(jī)的工作張力不能超過(guò)帶剛的屈服極限σ，對(duì)經(jīng)過(guò)軋制的帶鋼，由于鋼內(nèi)部組織晶粒的再排列，有一個(gè)加工硬化過(guò)程，引起屈服強(qiáng)度σ的增大，根據(jù)軋制規(guī)程制定的總壓下量的不同，σ有不同的變化值，卷取機(jī)設(shè)定的工作張力也不同。因此應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的產(chǎn)品品種與規(guī)格來(lái)綜合考慮設(shè)定卷取機(jī)的工作張力的大小。一般選取工作張力的公式為公式(23)。T=（）σ (23)T卷取機(jī)工作張力 單位為 kgσ?guī)т摰那O限 單位為 kg 帶鋼所受壓緊力為了使帶鋼能夠順利卷入卷取機(jī)，在卷取機(jī)前端設(shè)有夾送輥，夾送輥采用不同的輥徑，上輥大，下輥小，這樣可以使帶鋼經(jīng)夾送輥后利于產(chǎn)生向下彎曲的彈性塑變，從而得以順利地進(jìn)入卷取機(jī)。當(dāng)夾送輥的最大夾緊力是根據(jù)最大卷取張力下帶鋼與夾送輥之間不產(chǎn)生打滑來(lái)設(shè)計(jì)的。公式(24)為壓緊力計(jì)算公式，對(duì)于一些厚帶鋼，高強(qiáng)度，高韌性鋼，由于張力值增大，可能會(huì)產(chǎn)生夾緊力不足，這樣會(huì)導(dǎo)致帶剛頭彎曲不足，不能順利進(jìn)入卷取機(jī)，會(huì)造成卷形不良，甚至廢卷，使帶鋼頭部對(duì)導(dǎo)向板，助卷輥，卷筒等的沖擊力非常大，很容易損壞設(shè)。P= (24)T為帶鋼的張力 單位為 kgμ上下夾送輥與帶鋼之間的摩擦系數(shù)，一般取 根據(jù)卷取工藝的不同，在整個(gè)卷取過(guò)程中帶鋼要經(jīng)過(guò)軋輥、張力輥、夾送輥、助卷輥等，因此帶鋼經(jīng)過(guò)這些滾筒的時(shí)候還要受到相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力。在卷取過(guò)程中已經(jīng)成卷的帶鋼不同的帶鋼層之間還有可能有摩擦力，這些摩擦力的計(jì)算需要根據(jù)加工的帶鋼品種和軋制速度的不同進(jìn)行。 系統(tǒng)控制方案 傳動(dòng)控制系統(tǒng)的規(guī)則軋機(jī)主傳動(dòng)由三臺(tái)630 kW，二臺(tái)500 kW, 440 V/1000 r/min的直流電動(dòng)機(jī)及直流驅(qū)動(dòng)器組成。為滿(mǎn)足高速、快速停車(chē)時(shí)制動(dòng)力矩的需要和方便反向沖動(dòng)操作，主回路采用4象限直流驅(qū)動(dòng)器，可選西門(mén)子6RA70系列或歐陸590系列直流驅(qū)動(dòng)器，本設(shè)計(jì)采用歐陸590系列直流驅(qū)動(dòng)器；(2) 交流側(cè)電抗器、熔斷器、斷路器、快速開(kāi)關(guān)（過(guò)電流保護(hù)用）、接觸器，直流側(cè)電抗器按所選驅(qū)動(dòng)器要求設(shè)計(jì)；(3) 非獨(dú)立勵(lì)磁，基速以上保持反電勢(shì)恒定，弱磁升速?；僖韵骂~定勵(lì)磁，調(diào)壓調(diào)速；(4) 速度指令包括同步速度給定，正反沖動(dòng)給定和張力校正給定三部分，同步速度給定由PLC發(fā)出，給斜坡處理后輸入；(5) 設(shè)有PI張力調(diào)節(jié)器將發(fā)生的張力調(diào)節(jié)器輸出用于校正機(jī)架速度；最大校正能力177。20 %。(6)選取電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，驅(qū)動(dòng)器額定電流至少應(yīng)等于電機(jī)最大電樞電流 RPM/VMN (25) 式中：PM—電機(jī)輸出功率；VMN—電機(jī)額定電壓。驅(qū)動(dòng)器輸出勵(lì)磁電流至少應(yīng)等于電機(jī)的額定勵(lì)磁電流。開(kāi)卷、卷取機(jī)各一臺(tái)1000 kW，400 V/1200 r/min的電流電動(dòng)機(jī)及支流驅(qū)動(dòng)器組成。 張力控制的方法采用最大力矩法，控制開(kāi)卷，卷取機(jī)電動(dòng)機(jī)，張力a/D,其中為勵(lì)磁，Ia為電樞電流，D為卷徑；即基速以下，保持 (26)Ia C式中：C為常數(shù)，基速以上，保持Ia C (27)C式中：C為常數(shù), (2) 速度指令包括1/5機(jī)架速度，正、反沖動(dòng)給定和聯(lián)動(dòng)時(shí)的速度給定三部分；(3) 采用光電脈沖發(fā)生器的卷徑測(cè)量裝置；(4) 力矩設(shè)定包括張力矩，動(dòng)態(tài)力矩補(bǔ)償，靜態(tài)力矩補(bǔ)償三部分；采用張力計(jì)反饋的張力調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)張力偏差的PI調(diào)節(jié)。3歐陸590直流驅(qū)動(dòng)器590系列電動(dòng)機(jī)速度控制裝置，是作為與配套控制設(shè)備安裝在標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)箱內(nèi)的部件而設(shè)計(jì)的?？刂蒲b置使用交流110~500 V的3相標(biāo)準(zhǔn)電壓，提供直流輸出電壓和電流，用于電樞和勵(lì)磁，適用于直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)的控制。590系列的控制，是用16位微處理器實(shí)現(xiàn)的。它具有許多先進(jìn)性能:(1) 復(fù)雜的控制算法，這是簡(jiǎn)單的模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。(2) 標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊與可組態(tài)的軟件控制電路相結(jié)合。(3) 通過(guò)串行線路，可與其它傳動(dòng)裝置或主計(jì)算機(jī)通訊，能構(gòu)成先進(jìn)的過(guò)程系統(tǒng)。　590控制板電動(dòng)機(jī)電樞控制裝置，有再生和非再生兩種型式。非再生控制裝置，由一個(gè)全控晶閘管橋構(gòu)成，具有瞬態(tài)過(guò)載保護(hù)和配套的電子控制電路；在一個(gè)選定旋轉(zhuǎn)方向上，提供精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制。再生控制裝置，由兩個(gè)全控晶閘管橋和高級(jí)的電子控制裝置構(gòu)成，在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上，能控制加速和減速，以及速度與轉(zhuǎn)矩。在既定設(shè)備條件下,工藝操作和工藝參數(shù)管理對(duì)設(shè)備能力和產(chǎn)品質(zhì)量的提高都起著十分重要的作用。在可逆式軋制生產(chǎn)中,工藝管理的主要項(xiàng)目是在壓下規(guī)程、輥型控制和帶鋼張力的調(diào)整。這里主要闡述帶鋼張力的調(diào)整,?！∠到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖各種型式的電樞控制裝置，都配備勵(lì)磁調(diào)節(jié)器作為標(biāo)準(zhǔn)部件。該調(diào)節(jié)器，由一單相全波半控晶閘管橋構(gòu)成，有瞬態(tài)過(guò)載保護(hù)。該調(diào)節(jié)器提供固定的電壓源或電流源，取決于所選擇的恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行方式，勵(lì)磁電流工作方式，還可以進(jìn)一步得到加強(qiáng)，以便為要求擴(kuò)大速度控制范圍和恒功率控制的系統(tǒng)，提供一個(gè)削弱磁場(chǎng)的范圍。控制電路與電源電路完全隔離，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)內(nèi)部控制裝置之間的接線，并改進(jìn)了操作安全性；所有裝置都設(shè)計(jì)為使用插銷(xiāo)的簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的面板安裝方式；在整個(gè)范圍內(nèi)，都采用標(biāo)準(zhǔn)化零部件，可減少維持多傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行所需的備件品種；起動(dòng)和確定故障，有人機(jī)接口顯示，自動(dòng)顯示第一次故障。歐陸590直流驅(qū)動(dòng)器,內(nèi)部有36類(lèi)功能模塊,用戶(hù)通過(guò)模塊組態(tài)可滿(mǎn)足各種傳動(dòng)特性的要求。590提供兩個(gè)相加模塊，功能相同。通過(guò)相加模塊，用戶(hù)可設(shè)定三路給定。其中一路可以通過(guò)由電位器給定，也可由其他模擬量輸出設(shè)備給定，這樣就可以得到正確的求和值。模擬量輸入共有5個(gè)模塊，模擬量輸出有3個(gè)模塊。： 模擬量輸入模塊速度回路可設(shè)定4路輸入，輸入經(jīng)停車(chē)斜坡處理后，與速度反饋相減，速度偏差經(jīng)PI補(bǔ)償后輸出。速度反饋方式由參數(shù)選擇，分電樞電壓，測(cè)速機(jī)及光電脈沖發(fā)生器三種。 停車(chē)邏輯InOutT2T1T1—停車(chē)時(shí)間，T2—可編程停車(chē)時(shí)間，In—速度給定，Out—輸出電流回路主要包括電流給定限幅（速度回路輸出限幅），電流反饋及電流偏差PI補(bǔ)償三部分。在卷取/開(kāi)卷工作方式中，速度環(huán)飽和，張力電流給定經(jīng)由正向電流限幅及反向電流限幅進(jìn)入電流回路。電流曲線主要是限制弱磁升速階段的電樞電流值。弱磁升速階段，支流電機(jī)換向器的換向能力弱，應(yīng)限制電樞電流值。 電流曲線階躍給定經(jīng)斜坡處理形成斜坡輸出或S曲線輸出。S曲線可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)加減速，得到平滑的速度變化，消除負(fù)責(zé)加減速度的突變過(guò)程。采用S曲線還可減小加減速過(guò)程中的機(jī)械應(yīng)力，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。，加速度,速度。，其中 ab段：a=k1t k1t2bc段：k2 v0+k2tcd段：k2－k3t k2t－1/2*k3t2因此，整個(gè)加速過(guò)程ab段分成三部分，形成的速度變化像S字母，稱(chēng)之S曲線。采用S曲線，并不一定