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吉泰科GK800T驱动器在钢带轧机上的应用

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供稿:中国工控网 2016/3/18 15:45:06

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  • 关键词: GK800T驱动器 钢带轧机
  • 摘要:本文介绍吉泰科GK800T驱动器在钢带轧机上的应用:钢带轧机的的作用和结构,设备无张力传感器,用张力开环控制,使用吉泰科张力专用驱动器GK800T,内置卷径计算,转矩控制。

摘要:介绍钢带轧机的的作用和结构,设备无张力传感器,用张力开环控制,使用吉泰科张力专用驱动器GK800T,内置卷径计算,转矩控制。

关键词:轧机、无张力传感器、张力开环,卷径计算,变频器,驱动器

一、钢带轧机简介

钢带轧机是通过压榨部分机械加压,将原料通过矫直,冷轧,形成钢带,并均匀收卷的工艺过程,系统图如下:

  放卷分部:被动放卷,由于原料本身刚性很强,所以是靠后面压轧部分拉动,进行被动放卷,无控制。

  矫直部分:由于材料是成卷扭曲的,材料本身会有扭曲,如果直接压轧会导致最终压轧后的钢带不平整,所以需要通过矫直部分进行矫直。矫直原理如下图:通过两组的矫直器进行四个维度的矫直,保证进入压轧部分的原料是平整的。

  压轧部分:由一台电机驱动,减速箱两个出轴,分别带动上、下压轧棍,通过调整上下压轧辊之间的间隙来控制压轧的压力,满足工艺要求,该部分采由PLC通过Modbus给定,进行速度控制。原理如下

   

  收卷部分:出于成本考虑,收卷部分机械未采用张力传感器,完全由驱动器控制电机完成中心收卷功能。GK800T驱动器,通过设定的初始卷径和牵引的前馈及给定转矩信号,自动计算出当前收卷的线速度,保证收卷和压轧部分之间在任何卷径下张力保持一致。

二、系统控制的要点

1、压轧辊由于需要将圆形原料直接冷轧为扁带状,压力以吨位单位,对于电机来说负载极高,需要驱动能提供足够的转矩,GK800驱动器能在提供足够输出转矩时,并以平稳的速度运行。

2、收卷部分是采用的中心收卷,并且由于没有张力传感器,需要驱动器通过内部计算收卷的电机转速来适应压轧的线速度。解决此问题的关键在于对压轧到收卷之间的无传感器张力控制。如何才能控制恒定的张力?首先看下面几点:

什么是张力?

  张力是材料延辊切线方向所受的拉力,Tension(张力)=Torque(转矩)/r(收卷轴半径)

什么是张力控制?

  张力控制就是使实际张力保持在设定值一定误差之内,误差越小,控制效果越好。

  收卷过程中转矩恒定会怎样?如下图,根据公式Tension(张力)=Torque(转矩)/r(收卷轴半径),如果收卷的卷径越大,在恒转矩的过程中,材料的实际张力会越来越小,并非恒张力收卷

4、系统为什么需要张力控制?

  对于这套系统,由于张力很大,需要避免系统张力对机械的破坏

提高收卷的质量,避免出现初期由于张力过大收卷较紧,到卷轴直径变大后,导致外圈收卷很松,从而影响收卷效果。甚至会导致内部已经收好的材料在后期会崩开。

三、吉泰科无传感器张力解决方案

GK800T张力专用驱动器,具有以下功能:

驱动器自带编码器接口,无需另外配置板卡,节约成本;

可在无张力传感器模式下,实现收卷卷径计算,实现恒张力控制;

用户可自行设置锥度张力控制曲线,;

具有滑动和高速滑动摩擦补偿;

具有机械惯量补偿系数;

通过设置卷轴初始卷径、系统设定张力和压轧的当前线速度,驱动器可通过内部实时计算卷径,来调整电机输出转矩及转速,达到稳定的张力控制效果。

驱动器参数设置如下:

四、 结后语:

经过简单的调试,收卷张力控制非常稳定,解决客户之前使用纯转矩方式收卷,需要操作工频繁改变转矩给定的工作方式,使设备全自动运行,无需在收卷过程中进行人工干预,节省生产成本,设备经过长期稳定运行,获得客户好评。

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