試析金屬帶材壓力加工中張力控制系統(tǒng)

李明　王磊

摘 要：隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的不斷變化與發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，大大推動了相關(guān)行業(yè)的建設(shè)發(fā)展，尤其是近年來，我國在工業(yè)上的發(fā)展獲得了很大的進步。各種科學技術(shù)的不斷涌現(xiàn)被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)實際中，但與此同時也暴露出了一些新的問題。文章主要針對我國現(xiàn)階段金屬帶材壓力加工等方面存在的問題進行了簡要的分析與總結(jié)，并根據(jù)不同時期所存在的問題提出了相應(yīng)的解決措施，以便更好地促進工業(yè)建設(shè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：金屬帶材壓力加工；直接張力控制；間接張力控制；復(fù)合張力控制

引言

金屬帶材壓力加工是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的一種作業(yè)方式，科學技術(shù)的大量出現(xiàn)為其發(fā)展提供了有利的客觀條件。然張力控制系統(tǒng)是金屬帶材壓力加工中最為復(fù)雜的一種，首先讓我們先了解一下什么是張力控制系統(tǒng)。嚴格意義上來講，張力系統(tǒng)分為兩個部分：一是直接張力；二是間接張力。兩者想結(jié)合就組成了復(fù)合張力系統(tǒng)，為了達到有效的控制，更好地提高工作效率，對于整個系統(tǒng)的運行情況我們必須給予清楚的劃分，然后集中進行管理與監(jiān)控。

張力控制系統(tǒng)是軋機設(shè)備最主要的系統(tǒng)之一，對于整個帶材軋制的生產(chǎn)都有著極其重要的影響和作用。所以在其生產(chǎn)過程中，對于張力控制系統(tǒng)的把握必須按照嚴格的技術(shù)指標進行規(guī)范監(jiān)督，這樣才能保證生產(chǎn)出來的帶材軋制厚度均勻，表面亮潔，平整度與均勻度符合國家的規(guī)范要求，同時也能提高產(chǎn)量。

張力控制系統(tǒng)中，直接控制系統(tǒng)是利用傳感器進行有效的張力控制，通常將實際測量的張力與其給定的張力數(shù)值進行比較，并通過傳感器進行處理偏差，根據(jù)偏差處理系統(tǒng)結(jié)果，將其實際張力與給定的接近張力進行分析，最終達到一致。其自身控制系統(tǒng)所決定，直接控制系統(tǒng)又被稱為反饋控制系統(tǒng)，這種測量技術(shù)要求相對較高，能夠以準確的精度和速度進行高質(zhì)量的作業(yè)，對此通常被用于較高的張力控制系統(tǒng)中。

間接張力控制系統(tǒng)不能自身進行測定張力，它被設(shè)定在一個固定的張力數(shù)值內(nèi)，然后由相關(guān)的工作人員進行各種數(shù)據(jù)的分析整理對比，再進行張力數(shù)值的預(yù)定，保證其可以達到相應(yīng)的穩(wěn)定性。這種間接張力控制系統(tǒng)的操作需要操作人員具備完善的專業(yè)技能以及熟練的操作技巧，才能避免錯誤的出現(xiàn)，減少不必要的經(jīng)濟損失。

1 張力控制方法

減少張力和增加系統(tǒng)，以實現(xiàn)在該張力時，必須考慮動態(tài)扭矩加速或減速造成的產(chǎn)生的張力帶來的影響的過程中的控制將盡力確保該卷取機的移動速度與磨機相一致，從而消除所帶來的振蕩體系，確保產(chǎn)品質(zhì)量的張力。

在實際生產(chǎn)加工過程中，由于會受到外界不同因素的影響，系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的參數(shù)也會發(fā)生變化，所以在實際工作中必須引起足夠的重視，以便更好地維持張力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。文章針對直接張力控制系統(tǒng)與間接張力控制系統(tǒng)都作了詳細的分析與介紹，可以將其兩者的優(yōu)點結(jié)合在一起，對系統(tǒng)中的張力進行有效的監(jiān)督控制，并設(shè)定一個合理的參考數(shù)值，使其穩(wěn)定性保持在這個范圍之內(nèi)，這樣就能夠進行高效率的處理，維持其正常的工作運轉(zhuǎn)。

除進程的加速和減速在軋機速度恒定的狀態(tài)變化的張力進行調(diào)整，還要考慮變化的影響將產(chǎn)生滾動，避免振蕩。

在加工過程中，軋輥直徑所承載的力與質(zhì)量有著直接的關(guān)系，因為外在因素的影響會引起模型參數(shù)的變化，所以在進行加工時必須引起高度的重視，如果發(fā)現(xiàn)任何異常情況都必須要馬上停止加工，仔細檢查并合理解決，這樣才能保證其安全穩(wěn)定的進行張力作業(yè)。對于所存在的問題，可以通過將直接張力與間接張力進行有效的整合來集中進行控制的處理方法，從而保證參數(shù)在一定范圍內(nèi)是趨于穩(wěn)定的。可以采用以下兩種方式進行加強：（1）為了保障建張與消張階段張力的穩(wěn)定性與安全性，可采用間接張力控制法，有針對性的在這個過程中，有效地補償動態(tài)張力的變化。（2）與所述相對的間接張力控制方法，以及直接張力控制方法，由于其相對高的精確度的方法，它通常被施加到穩(wěn)定軋制階段。

2 工藝要求

在這個工藝加工過程中，要求我們必須做好準備工作，了解每個過程的關(guān)鍵點的要求，以保證加工精度。在進行過程開始，開卷機首先進行工作，這個環(huán)節(jié)要觀察前夾送輥工作是否正常，運行狀態(tài)是不是正常，才能保障加工的順利進行。

具體的參數(shù)要求：開卷機的卷筒直徑為0.5m，最大開卷直徑為1.3m。卷取機的卷取速度1.515m/s，軋制速度5.0m/s。卷取張力范圍為A：8000-80000N。采用恒張力卷取，卷筒部分的飛輪轉(zhuǎn)矩為40kg·m2。卷筒的寬度450mm，外徑500mm，電動機為并勵式直流電動機，轉(zhuǎn)速0-1560r/min，輸出功率145kW。

3 控制原理

3.1 間接張力控制法

（1）在磁場范圍電機線圈直徑的變化而變化不再受限，可以選擇，以便于標準化的電機制造；（2）低速輥直徑?jīng)]有達到最大值，則不會達到電樞電流的最大值，從而降低機械應(yīng)力和損耗；（3）采用先升壓弱磁控制，往往在全磁電機啟動時，減少無功功率的影響；（4）由于電機總是在全電壓，從而大大提高了功率因數(shù)。在軋制過程中，保證了控制的精度應(yīng)在加速和減速變化，例如每一批次不同寬度的條帶的直徑，與夾送輥和卷取機的摩擦的變化之間的變化量被認為是在卷取機的轉(zhuǎn)矩。它連同張力調(diào)節(jié)，是張力控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試的關(guān)鍵問題。

3.2 直接張力控制法

在穩(wěn)態(tài)軋制階段，采用直接張力控制法：直接張力控制方法的原理：主要單元是電流調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，張力調(diào)節(jié)器，控制對象及其反饋回路的組成。

（1）當卷點動，啟動，停止，調(diào)速器投入運行，當系統(tǒng)的速度和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)；（2）當卷取機工作正常，張力構(gòu)建，速度調(diào)節(jié)器被裁剪，開環(huán)速度環(huán)的等效，速度環(huán)路解除，只有目前的單圈工作，因為緊張電路的輸入端，緊張構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，在這種情況下，在操作中的張力環(huán)，該系統(tǒng)工作在間接張力控制狀態(tài)，用最大轉(zhuǎn)矩控制方法。實現(xiàn)恒張力控制。即超過基本速度，對于反電動勢E項的閉環(huán)調(diào)節(jié)恒定的狀態(tài)下，電機繞組勵磁系統(tǒng)；（3）如果在加工中發(fā)現(xiàn)張力不足的時候，就要通過調(diào)節(jié)設(shè)備將張力調(diào)高，滿足加工的需要， 這個系統(tǒng)的控制就需要雙向調(diào)節(jié)的實時跟蹤的自適應(yīng)系統(tǒng)來完成。

4 結(jié)束語

通過簡短的分析介紹，我們可以清楚的了解到，在機械加工中，張力控制系統(tǒng)是極其重要的一種壓力加工控制系統(tǒng)，對于工業(yè)建設(shè)的發(fā)展也有著一定的影響作用。如何有效地控制好張力控制系統(tǒng)，嚴格意義上來講我們可以通過兩個方面進行提高，一種是在靜態(tài)的情況加以改善提高；一種是動態(tài)。同時還可以引進先進的管理技術(shù)及自動化控制系統(tǒng)，信息智能技術(shù)，來加強對張力控制系統(tǒng)的監(jiān)督與使用，以便更好地保證其精準度，促進工業(yè)加工的建設(shè)發(fā)展。

參考文獻

[1]桑廣斌.臥式有心卷取機的制造安裝難點淺析[J].裝備制造，2009（8）.

[2]曹鉅榮.淺談西門子6RA70在重卷機組中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011（7）.

[3]宋曉云，陳文濤，臧元國，等.可逆冷軋機組的卷徑計算[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009（7）.

[4]史琳蕓.帶鋼縱剪自動化控制系統(tǒng)改造方案[J].科技促進發(fā)展（應(yīng)用版），2010（8）.