[發明專利]一種用于消除鋼卷塔型的動態控制裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710713938.1
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107570533B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 李輝;楊振興;韓景輝;李杰;王寶月;杜蒙;徐立勇;黃慶剛;袁世昊;張國超
• 申請（專利權）人: 北京首鋼自動化信息技術有限公司
• 主分類號: B21B15/00
• 分類號: B21B15/00;B21B37/48
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉建民

一種用于消除鋼卷塔型的動態控制裝置及其方法，自動控制技術領域。主要解決生產卷徑較大鋼卷時卷取出現塔型的問題。控制裝置包括卷徑檢測傳感器，張力控制器以及可編程控制器，其中卷徑檢測傳感器安裝于卷取機框架大梁上，張力控制器與卷取機相連接，卷徑檢測傳感器、張力控制器分別與可編程控制器相連接；所述的可編程控制器中設置張力補償計算模塊，通過張力補償的計算來控制張力控制器。基本消除了鋼卷出現扇形或塔形的問題，保證了成品質量，提高了生產線產量。

技術領域

本發明屬于工藝和自動控制技術領域，提供了一種根據卷徑變化調節卷取機張力從而消除鋼卷在卷取過程中出現塔型問題的裝置及方法能。

背景技術

冷軋鍍鋅線出口卷取機在生產過程中主要進行帶鋼卷取作業，一般母卷重約20噸左右，如不進行分卷處理(根據客戶實際訂單需求)，則直接產出卷徑較大的鋼卷。

當鋼卷在卷取過程中外徑超過1.2m時，極易出現扇形卷、塔形卷，由此造成包裝線無法對鋼卷進行包裝，嚴重時，則必須在重卷線進行重新生產處理，對成品質量以及整條鍍鋅線產量都有十分惡劣的影響。

發明內容

本方法的目的在于卷取機生產大卷徑鋼卷的工況下，提供了一種根據卷徑變化動態調節卷取機張力的控制功能。利用此功能，可以有效地消除生產卷徑較大鋼卷時卷取出現塔型的問題，鑒于此前發生該類問題時需人工修復鋼卷或者運至重卷線進行重新加工，且在運輸和修復過程中塔型鋼卷會難以避免地受到永久性損傷，使用本方法，可以顯著提高成品質量和產線成材率。

本方法的工作原理為：根據大卷徑的工藝特點，由可編程控制器進行張力補償計算，并將補償張力作為附加值添加到卷取機的張力設定值，起到調整張力以消除鋼卷塔型的目的。

一種用于消除鋼卷塔型的動態控制裝置，裝置包括卷徑檢測傳感器，張力控制器以及可編程控制器，其中卷徑檢測傳感器安裝于卷取機框架大梁上，張力控制器與卷取機相連接，卷徑檢測傳感器、張力控制器分別與可編程控制器相連接。

所述的可編程控制器中設置張力補償計算模塊，通過張力補償的計算來控制張力控制器：

所述的張力補償計算模塊的張力補償值T_補償為：

T_補償＝T_動+T_靜；

動態張力補償系數T_動：

T_動＝∑J×a×i/(30×D)；

式中∑J為鋼卷轉動慣量、齒輪箱轉動慣量和電機轉動慣量的總和，其中鋼卷轉動慣量是主變量，可通過GD²/4g獲得，式中G為鋼卷質量，D為鋼卷直徑，g為重力加速度，a為鋼卷轉動加速度，i為齒輪比。

靜態張力補償系數T_靜：

T_靜＝〔∑F×μ×(D/2)×i〕/r；

式中∑F為傳動軸承所受載荷，包括卷取張力、鋼卷重力及傳動裝置自重等對軸承產生的反作用力總和，μ為軸承摩擦系數，D為鋼卷直徑，i為齒輪比，r為樞軸直徑。

通過鋼卷直徑的變化，獲得張力補償值，將張力補償值與卷取機初始張力設定值加和得到卷取機實時張力值，發送到張力控制器，用來動態調節卷取機張力。

一種用于消除鋼卷塔型的動態控制方法，其步驟如下：

步驟一、確定實時張力補償值：

張力補償值T_補償為：

T_補償＝T_動+T_靜；