摘要：介紹鋼帶軋機的的作用和結(jié)構(gòu)，設(shè)備無張力傳感器，用張力開環(huán)控制，使用吉泰科張力專用驅(qū)動器GK800T，內(nèi)置卷徑計算，轉(zhuǎn)矩控制。

關(guān)鍵詞：軋機、無張力傳感器、張力開環(huán)，卷徑計算，變頻器，驅(qū)動器

一、鋼帶軋機簡介

鋼帶軋機是通過壓榨部分機械加壓，將原料通過矯直，冷軋，形成鋼帶，并均勻收卷的工藝過程，系統(tǒng)圖如下：

放卷分部：被動放卷，由于原料本身剛性很強，所以是靠后面壓軋部分拉動，進行被動放卷，無控制。

矯直部分：由于材料是成卷扭曲的，材料本身會有扭曲，如果直接壓軋會導(dǎo)致最終壓軋后的鋼帶不平整，所以需要通過矯直部分進行矯直。矯直原理如下圖：通過兩組的矯直器進行四個維度的矯直，保證進入壓軋部分的原料是平整的。

壓軋部分：由一臺電機驅(qū)動，減速箱兩個出軸，分別帶動上、下壓軋棍，通過調(diào)整上下壓軋輥之間的間隙來控制壓軋的壓力，滿足工藝要求，該部分采由PLC通過Modbus給定，進行速度控制。原理如下

收卷部分：出于成本考慮，收卷部分機械未采用張力傳感器，完全由驅(qū)動器控制電機完成中心收卷功能。GK800T驅(qū)動器，通過設(shè)定的初始卷徑和牽引的前饋及給定轉(zhuǎn)矩信號，自動計算出當前收卷的線速度，保證收卷和壓軋部分之間在任何卷徑下張力保持一致。

二、系統(tǒng)控制的要點

1、壓軋輥由于需要將圓形原料直接冷軋為扁帶狀，壓力以噸位單位，對于電機來說負載極高，需要驅(qū)動能提供足夠的轉(zhuǎn)矩，GK800驅(qū)動器能在提供足夠輸出轉(zhuǎn)矩時，并以平穩(wěn)的速度運行。

2、收卷部分是采用的中心收卷，并且由于沒有張力傳感器，需要驅(qū)動器通過內(nèi)部計算收卷的電機轉(zhuǎn)速來適應(yīng)壓軋的線速度。解決此問題的關(guān)鍵在于對壓軋到收卷之間的無傳感器張力控制。如何才能控制恒定的張力？首先看下面幾點：

什么是張力？

張力是材料延輥切線方向所受的拉力，Tension（張力）=Torque（轉(zhuǎn)矩）/r（收卷軸半徑）

什么是張力控制？

張力控制就是使實際張力保持在設(shè)定值一定誤差之內(nèi)，誤差越小，控制效果越好。

收卷過程中轉(zhuǎn)矩恒定會怎樣？如下圖，根據(jù)公式Tension（張力）=Torque（轉(zhuǎn)矩）/r（收卷軸半徑），如果收卷的卷徑越大，在恒轉(zhuǎn)矩的過程中，材料的實際張力會越來越小，并非恒張力收卷

4、系統(tǒng)為什么需要張力控制？

對于這套系統(tǒng)，由于張力很大，需要避免系統(tǒng)張力對機械的破壞

提高收卷的質(zhì)量，避免出現(xiàn)初期由于張力過大收卷較緊，到卷軸直徑變大后，導(dǎo)致外圈收卷很松，從而影響收卷效果。甚至會導(dǎo)致內(nèi)部已經(jīng)收好的材料在后期會崩開。

三、吉泰科無傳感器張力解決方案

GK800T張力專用驅(qū)動器，具有以下功能：

驅(qū)動器自帶編碼器接口，無需另外配置板卡，節(jié)約成本；

可在無張力傳感器模式下，實現(xiàn)收卷卷徑計算，實現(xiàn)恒張力控制；

用戶可自行設(shè)置錐度張力控制曲線，；

具有滑動和高速滑動摩擦補償；

具有機械慣量補償系數(shù)；

通過設(shè)置卷軸初始卷徑、系統(tǒng)設(shè)定張力和壓軋的當前線速度，驅(qū)動器可通過內(nèi)部實時計算卷徑，來調(diào)整電機輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，達到穩(wěn)定的張力控制效果。

驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置如下：

四、 結(jié)后語：

經(jīng)過簡單的調(diào)試，收卷張力控制非常穩(wěn)定，解決客戶之前使用純轉(zhuǎn)矩方式收卷，需要操作工頻繁改變轉(zhuǎn)矩給定的工作方式，使設(shè)備全自動運行，無需在收卷過程中進行人工干預(yù)，節(jié)省生產(chǎn)成本，設(shè)備經(jīng)過長期穩(wěn)定運行，獲得客戶好評。