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本文介紹了在冶金軋鋼自動化控制系統(tǒng)的張力調(diào)節(jié)和荷重傳感器的應(yīng)用。

   冶金行業(yè)的連軋機(jī)軋鋼控制系統(tǒng)，一般分為過程監(jiān)控、操作監(jiān)控和設(shè)備監(jiān)控三級控制管理系統(tǒng)，包括各種自動檢測儀表、稱重傳感器、電子裝置、液壓裝置等組成局部控制系統(tǒng)，按功能來分為速度給定調(diào)節(jié)系統(tǒng)、壓下位置控制系統(tǒng)、張力控制系統(tǒng)、厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、進(jìn)出料控制系統(tǒng)等等，從上卷喂鋼、穿帶、軋制參數(shù)設(shè)定直到軋制產(chǎn)品成型的數(shù)據(jù)記錄打印等全部實現(xiàn)了自動化控制。

   在軋鋼自動化控制系統(tǒng)工作過程中，張力軋制即鋼坯在軋輥軋制變形是在一定前張力與后張力共同作用下進(jìn)行的，用于調(diào)節(jié)各軋機(jī)間帶鋼的張力并使其保持穩(wěn)定，特別是鋼板冷軋控制系統(tǒng)中，冷軋機(jī)處于大張力軋制狀態(tài)時，各架軋機(jī)間的鋼帶張力可達(dá)10噸以上，過大的張力波動會使鋼板產(chǎn)生拉張力或堆鋼事故，嚴(yán)重的拉鋼會造成鋼板斷裂，堆鋼則會造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。所以張力恒定與否是影響連軋機(jī)間出現(xiàn)堆鋼、拉鋼現(xiàn)象的主要因素，實際生產(chǎn)中，由于各種因素的影響，機(jī)架間的張力不能常保持恒定，而通常采用的是速度跟隨，微張力控制，來保證機(jī)架間的張力保持恒定；微張力控制一般用張力測量輥直接檢測機(jī)架間的鋼帶張力，由電子計算機(jī)通過調(diào)節(jié)后一機(jī)架的液壓壓下位置達(dá)到調(diào)節(jié)張力的目的。如果機(jī)架間張力低于工藝控制數(shù)學(xué)模型所選定的最佳張力給定值，則可以增大后一機(jī)架的輥縫開口度，由此產(chǎn)生的鋼帶彈性張力積分效應(yīng)便使機(jī)架間鋼帶張力升高，達(dá)到給定值。如果軋機(jī)控制系統(tǒng)中具有軋制力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，則張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量就被輸出作為軋制力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值，同樣也能達(dá)到調(diào)節(jié)和穩(wěn)定張力的目的。機(jī)架間張力恒定控制是利用張力測量輥直接檢測出張力的實際值，經(jīng)張力調(diào)節(jié)器送入系統(tǒng)中進(jìn)行閉環(huán)控制。張力測量輥的張力檢測反饋信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，在軋鋼工藝參數(shù)控制系統(tǒng)是十分重要的。

   荷重傳感器應(yīng)用于張力檢測系統(tǒng)，其工作原理主要是——稱重傳感器安裝在軋機(jī)兩側(cè)鋼板運輸輥道軸座下面，在當(dāng)鋼板軋制過程中，由于軋鋼生產(chǎn)線前后的鋼板開卷機(jī)和收卷機(jī)傳動速率的不同，使軋制產(chǎn)品---鋼板繃緊產(chǎn)生一個張力，同時，由于在壓力輥到的作用下，鋼板和張力測量輥道形成一個包角，測量輥道上的鋼板不僅存在一個前后的張力，同時也對測量輥道產(chǎn)生一個垂直方向的力。

   測量張力值F＝（（gA＋gB）／(sinα＋sinβ)）－自重－糾偏

   當(dāng)F1和F2不同方向的作用力使鋼板形成一個張力，同時由于角度α和β的存在，在鋼板與測量輥的交點上形成一個向下的分力g，g+輥道本身的自重（常量），就是作用在安裝于輥道軸承座下面的兩個荷重傳感器（A+B）上的力值。當(dāng)鋼板在軋制過程中形成張力后，荷重傳感器檢測到一個力值△g，PLC根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系進(jìn)行邏輯運算，計算出實際測量的張力，通過DA轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號，傳輸給軋鋼控制系統(tǒng)的PC機(jī)。上位機(jī)通過邏輯運算生成張力數(shù)值顯示在控制臺上組態(tài)畫面中，以供使用人員觀察監(jiān)控或經(jīng)張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行鋼板軋制過程中微張力聯(lián)調(diào)控制。

意大利某設(shè)備公司的鋼板軋鋼生產(chǎn)線——鋼板平整工藝過程控制系統(tǒng)，本套系統(tǒng)采用開卷機(jī)和卷取機(jī)產(chǎn)生鋼板張力，通過調(diào)節(jié)其傳動電機(jī)張力電流的方法來加以調(diào)節(jié)，在張力設(shè)定值不變的情況下，鋼卷直徑隨著軋制進(jìn)程不斷變化，計算機(jī)組成的張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)也要不斷的計算調(diào)節(jié)，以保持開卷機(jī)和卷取機(jī)的張力穩(wěn)定，某公司提供的張力測量系統(tǒng)，在本自動化控制系統(tǒng)中起到了不可或缺的作用。

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