【正文】 帶鋼彎曲力矩補償量可按下式計算： （413）式中 —帶鋼屈服強度(N/) H—帶鋼厚度(mm) W—帶鋼寬度(mm) 。其卷取張力設(shè)定值決于上位機給定的卷取單位張力、帶鋼寬度與厚度，在卷取過程中，根據(jù)卷取張力及鋼卷卷徑變化就可以計算出卷取張力力矩，張力力矩計算公式如下： (49) (410)式中 F—卷取帶鋼張力（N）—卷取單位張力（N/）W—帶鋼寬度（mm）H—帶鋼厚度（mm）D—帶鋼直徑（mm）—卷取張力力矩()b)慣性力矩補償在材料線速度恒定條件下，隨著卷徑的變化是卷取機卷筒轉(zhuǎn)速隨卷徑變化，為保證恒定的張力，必須根據(jù)卷筒連同鋼卷自身轉(zhuǎn)動慣量進行慣性力矩補償。因此，在程序中需確定運算周期t、卷徑變化率和卷取時間T。對于卷取機有下式： （45） 式中：——帶鋼線速度；D——卷徑；n——電動機轉(zhuǎn)速 ——機械減速比。設(shè)偏導輥直徑為D(m)，每轉(zhuǎn)一周發(fā)出L個脈沖，速度采樣周期為T(ms)，在一個采樣周期共讀取X個脈沖，則實際線速度可由下式求得： (44)線速度測量精度與脈沖編輯器每轉(zhuǎn)給出的脈沖數(shù)及采樣時間有關(guān)，在轉(zhuǎn)速恒定的情況下，脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)越多，采樣時間越長，則測量精度越高。在正常卷取過程中，速度調(diào)節(jié)器飽和使電動機處于轉(zhuǎn)矩控制狀態(tài)，并實現(xiàn)卷取帶鋼過程的恒定張力控制。張力力矩、慣性力矩補償計算中均與卷徑變量有關(guān)，卷徑計算和各部分力矩計算精度直接影響到卷取張力控制的效果。 卷取機電動機轉(zhuǎn)矩的計算在卷取張力控制系統(tǒng)中，卷取機電動機轉(zhuǎn)矩的計算是該系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。張力調(diào)節(jié)器輸出為電動機轉(zhuǎn)矩設(shè)定值，并通過閉環(huán)使隨卷徑變化是的張力恒定。當系統(tǒng)產(chǎn)生擾動時，如摩檫、速度動態(tài)變化等因素對張力波動的消除，靠系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的各種補償裝置來微調(diào)張力給定值，因而，對張力控制的精度低，不能實現(xiàn)反饋控制，適用于張力要求較低的系統(tǒng)。間接張力控制的優(yōu)點是需要張力計檢測實際張力；靠控制電動機電樞電流，并隨卷徑變化計算電磁轉(zhuǎn)矩來維持張力恒定。圖43 維持控制方案 間接張力控制和直接張力控制1. 間接張力控制間接張力控制不需要張力傳感器或張力測量裝置，控制系統(tǒng)中不用張力調(diào)節(jié)器，張力給定值乘以卷徑實際值，作為轉(zhuǎn)矩設(shè)定值作用于系統(tǒng)，電動機電流隨著卷徑的增加而線性的增加，張力保持恒定。由于這種系統(tǒng)無論線速度是多少、卷徑多大，在基速以下調(diào)速時，電動機均在滿磁下工作。這種系統(tǒng)不管是卷取線速度升高或卷徑減小，要求電動機轉(zhuǎn)速隨卷徑的減少而升高，轉(zhuǎn)速變化按照在基速以下采用調(diào)壓和在基速以上采用弱磁的方法。3)采用這種方式，電動機容量要由最大張力和最大線速度的乘積來決定，但實際上，大張力僅在低速時需要，也使得電動機的功率不能充分利用。2)由于,所以電動機允許的弱磁倍數(shù)應(yīng)等于卷徑變化的倍數(shù)。速度調(diào)節(jié)器的作用是實現(xiàn)卷取機的點動工作和在斷帶時限制電動機的轉(zhuǎn)速。此輸出作為電動機勵磁調(diào)節(jié)的給定值。卷徑測量取自卷取機的線速度和卷取電動機的轉(zhuǎn)速。這種方案的調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖如下：當鋼帶咬入后，速度調(diào)節(jié)器進入飽和，其飽和值由張力給定決定。張力大小有電流給定值決定。其原理圖見圖42。如對卷取機、開卷機、張力輥等的電氣傳動，需要采用張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖41 速度給定框圖 張力控制在各種金屬加工、造紙、塑料、印染等連續(xù)加工生產(chǎn)線中，通常由卷取機、開卷機及兩者中間的一系列工藝設(shè)備如機架、張力輥等組成。按照線速度相等的原則以轉(zhuǎn)速的形式分配給各傳動系統(tǒng)，因為可逆軋制，軋線速度設(shè)定可根據(jù)軋制方向進行設(shè)置。根據(jù)控制功能, 速度設(shè)定有正反向點動設(shè)定，用于故障處理。(2)本系統(tǒng)直流調(diào)速裝置為四象限運行裝置，電樞回路為三相全控橋式電路，采用邏輯無環(huán)流雙橋反并聯(lián)接線，供電相序不作要求，勵磁回路采用單相半控橋，第4章 速度和張力控制系統(tǒng) 速度設(shè)定速度設(shè)定,是按照工藝要求，從上位機進行設(shè)定，通過以太網(wǎng)傳遞給PLC,PLC再分別傳送到各個傳動系統(tǒng)。5. 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當h=5時，ASR退飽和超調(diào)量為 δ%= (361)式中，為電動機允許過載系數(shù)，按題意 =；z為負載系數(shù)，設(shè)為理想空載起動，則z=0；為調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降，= ==；是基準值為時的超調(diào)量相對值，而=。由上述條件得，ASR的超前時間常數(shù)為： =h== (355)轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為： == (356)于是，ASR比例系數(shù)為： == (357)4. 校驗近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 === = (358)(1)電流閉環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為，現(xiàn)在， == (359)故滿足該簡化條件。故ASR選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： (354)3. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨性能和抗擾性能較好的原則選擇h=5，求出轉(zhuǎn)速超調(diào)量δ%和過渡過程時間 。(2)取轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)：根據(jù)所用測速發(fā)電機波紋情況 =，(3)轉(zhuǎn)速環(huán)的時間常數(shù)為：按小時間常數(shù)近似處理，取 =+= (352)根據(jù)上述參數(shù)可以達到的動態(tài)指標為 δ%=%5% (353)故能滿足設(shè)計要求。(3)小時間常數(shù)近似處理條件為 ， == (351)故滿足該近似條件。電流調(diào)節(jié)器選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： (346)積分時間常數(shù) = = s為滿足δ%5%要求，取電流環(huán)開環(huán)增益為： == = (347)于是，電流調(diào)節(jié)器比例系數(shù)為： = = (348)電流環(huán)截至頻率==，(1)晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為： 現(xiàn)在， = (349)故滿足該近似條件。卷取機電流環(huán)設(shè)計：(1)根據(jù)已知數(shù)據(jù)得 T==s= (342) = (343)(2)三相橋式晶閘管整流電路的平均失控時間；(3)，為了基本濾平波頭，應(yīng)該有(1～2)，因此取電流反饋濾波時間常數(shù)。 左右卷取機機已知條件及控制對象的基本參數(shù)晶閘管直流供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相全控橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：主電動機參數(shù)為：=344kW，=400V，=468A，=750rpm，=1900rpm；允許過載倍數(shù)：=；晶閘管裝置放大倍數(shù)：=40；主電路電阻：R=；電樞繞組電阻：=； 電樞回路總電感：L=；電力拖動系統(tǒng)部分折算到電機軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩：=128；電流反饋系數(shù)：β≈=:轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：α≈=0..021Vmin/r。當h=5時，=%，故起動到額定轉(zhuǎn)速，即 = 時，退飽和超調(diào)量為 δ=%10% (339)5． 易犯錯誤計算空載起動到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時間時，若查表可得：當h=5時，得 == = (340)是不對的，此錯誤在于：表中所列數(shù)據(jù)是系統(tǒng)處于線性狀態(tài)下得到的跟隨性指標，它只適用與線性系統(tǒng)。(2)小時間常數(shù)近似處理條件為 ，現(xiàn)在，== (337)故滿足該簡化條件。如果能夠滿足設(shè)計要求，則可根據(jù)所選的h值計算有關(guān)參數(shù)；否則要改變h值重新進行計算，直到滿足設(shè)計要求為止。1． 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)由于設(shè)計要求中不允許系統(tǒng)有靜差，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，為此，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用近似PI調(diào)節(jié)器，又根據(jù)動態(tài)要求，應(yīng)該按典型II型系統(tǒng)進行設(shè)計。主軋機轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計：1. 時間常數(shù)(1)電流環(huán)的等效時間常數(shù)為 2=。(2) 略反電動勢影響的近似條件為 ： 現(xiàn)在 == (327)故滿足該近似條件。(4) 電流環(huán)的小時間常數(shù)為：按小時間常數(shù)近似處理，取+= s+= (321)2. 擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求：δ%5%，而且=＜10 (322)因此電流環(huán)仍按典型I型系統(tǒng)設(shè)計。電機在額定磁通下的電動勢轉(zhuǎn)速： (318)設(shè)計要求：穩(wěn)態(tài)指標：無靜差；動態(tài)指標：電流超調(diào)量%5%，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10%。晶閘管的觸發(fā)脈沖由觸發(fā)裝置形成，在時間上由電樞電流調(diào)節(jié)器和預控制器的輸出值決定。 圖33 勵磁供電結(jié)構(gòu)簡圖圖中，lU1,1V1,1W1為3AC380V電樞電源進線端子，3U1,3W1為2AC 260V勵磁電源進線端子，1C1,1D1輸出直流至電樞，3C,3D輸出為電動機勵磁電源。對左右卷取機： ，取20 。對左右卷取機: (313)其中,為晶閘管電流計算系數(shù),此時,取450A作為額定電流。——為均壓系數(shù),一般為。通?？煽紤]倍的裕量，即 (39)其中: ——為晶閘管電壓計算系數(shù)比, ?！娋W(wǎng)頻率。(4) 為勵磁回路和電子板電源的無線電干擾抑制沌波器，按電動機勵磁額定電流加IA選取。(2) 為電樞回路的進線電抗器，按電動機電樞額定電流來選取。當使用無線電干擾抑制濾波器時，為了在緩沖電路中解禍，整流器的輸入端必須使用進線電抗器。 電路進線電抗器及相關(guān)電氣參數(shù)計算 電抗器和無線電干擾抑制濾波器布置整流器進線電抗器和無線電干擾抑制濾波器布置如圖32所示：圖32 電抗器和無線電抗器干擾抑制濾波器圖中，1U1,1W1,1N1為電樞電源進線端子，3U1,3W1為勵磁電源進線端子，5Ul，5WI，5Nl為電子板電源進線端子，本系統(tǒng)接的是2AC230V。各部分由獨立的電動機分布傳動，全線被帶材連為一體，形成一定的張力，進行協(xié)調(diào)控制?！熬o急停止”被觸發(fā)時，控制范圍內(nèi)的所有設(shè)備將以可能的最快速度停車?？焖偻Ｖ沟募铀俣容^正常停止的加速度要大。3. 保持：用于人工干預，即機組在升速或降速過程中，操作人員如果按了“保持”按鈕，機組升速或降速的過程將停止，并保持在操作員期望的速度上運行。2. 降速：使機組速度降低，控制范圍內(nèi)的設(shè)備將以相同的速度和均勻的加速度運行，減速過程中如不干預，速度將最終降低至0(停止)；另外，開卷機甩尾控制將是自動運行的，即PLC將計算開卷機卷筒上剩余帶鋼的長度，并自動使機組降速，直到將卷尾送到卷取機為止。速度通過轉(zhuǎn)向輥上裝的編碼器測量。斷帶投入急停，左張力給定、左卷取沖動、右張力給定、右卷取沖動、主機速度(全機聯(lián)動)。左卷取聯(lián)動、單動、左卷取正沖、反沖。即：放卷切換成收卷，收卷切換成放卷，如此循環(huán)直至鋼帶軋成目標厚度。系統(tǒng)啟動后，收放卷電機以設(shè)定的張力在主驅(qū)動電機的帶動下運動，為了不使鋼帶“松弛”或“拉斷”，必須確保系統(tǒng)中每一點鋼帶的線速度(秒流量)都相等，即張力恒定。本次設(shè)計的可逆冷軋機主要由以下幾個部分構(gòu)成：主驅(qū)動電機、放卷電機、收卷電機構(gòu)成。第3章 可逆冷軋機工藝流程及電控要求 可逆冷軋機的工藝流程冷軋機是在“再結(jié)晶”溫度(包括常溫)下將一定厚度的鋼板軋成目標厚度的設(shè)備。(3) 6RA70變流器供電的直流傳動系統(tǒng)，己廣泛地應(yīng)用于要求控制性能好的調(diào)速系統(tǒng)中。它具有系統(tǒng)精度高、響應(yīng)速度快，易于穩(wěn)定、便于調(diào)整等優(yōu)點。 可以通過端子39和40設(shè)定電機的點動和運行狀態(tài) P761=13 點動 P401=5% 點動速度P762=15 爬行 P402=5% 爬行速度 運行 1 2開關(guān)合 點動 2 3開關(guān)合 爬行 2 4開關(guān)合 另外，對于系統(tǒng)的運行，點動，爬行，我們可以通過PLC來實現(xiàn)。輸入?yún)?shù)結(jié)束后，可以開動電動機，正式工作。至此，優(yōu)化過程結(jié)束。 參數(shù)P110,P111,P112,P115,P156，P255,P256,P884,和P887自動地被設(shè)定。我們可以通過參數(shù)P051選擇下列之一的優(yōu)化運行。然后分別對主軋機和左右卷取機設(shè)置下列參數(shù)： P070=2 觸發(fā)板類型P071=V 整流裝置額定直流電壓 P072=A 整流裝置額定電樞電流 P073=A 整流裝置額定勵磁電流 P074=2 四象限整流器 P076=1 功率單元 接下來，按面板上的上升鍵進行初始化，之后設(shè)置下