｜ －－鬣 设计ｓ计算骜 ｊ 一 ｌ 锤 §ｌ 警尊 ｜ｌ 萋囊 善 ＣＦＨＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 保证连续轧制进行。每当焊机焊接完成后将向入口 段发出“焊接完成”信号，入口段接到该信号后方 可建张； １ 张力辊组为一主三从配置，靠近活套的张力 辊为主辊，用于设定入口段速度基准。主辊与从辊 需要做负荷平衡； １ 纠偏辊采用ＣＰＣ纠偏系统，保证进入活套 的带钢对中良好。在工作过程中处于自动工作状 态。 １．２活套设备 该轧线人口活套为水平活套，由活套小车、卷 扬机、传动装置等设备组成。活套小车上配置３个 转向辊，形成６层套量，活套小车行程１２０ ｍ，最 大带钢储存量７２０ ｍ。活套电机为交流变频电机， 驱动卷扬机收放钢丝绳，完成对活套小车的控制。 活套电机上安装有测速编码器，用于速度闭环控 制，建张后活套电机为恒转矩控制；在卷扬机轴端 安装有绝对值编码器，用于小车位置计算；活套两 终端设有行程开关，做为活套小车充、放套限位； 活套两端设有磁开关，做为活套小车充、放套减速 点；活套中部设有接近开关，对活套小车进行位置 校准；卷扬机上安装接近开关，用于钢丝绳叠绕状 态检测（见图２）。 Ｉ－活套小车 一一 段 艺段 图２活套设备 ２ 工作流程 （１）１ 开卷机将带尾以穿带速度传送到上层液 压剪切尾，１ 张力辊组向活套送料，直到带尾到达 焊机，在此过程中工艺段不停机继续轧制，活套处 于放套状态； （２）２ 开卷机穿带，在下层液压剪处切头后穿 带到焊机，与已切尾的带材在焊机处焊接； （３）焊接完成，２ 开卷机建张，入口段升速， 入口段速度大于工艺段速度，此时活套处于充套状 态 ３ 电气控制系统的硬件结构 活套电气控制系统主要由ＨＭＩ监控系统、 ＰＬＣ过程控制及传动系统组成（见图３）。 赶网 图３电气控制系统 活套ＨＭＩ做为人口区ＨＭＩ画面的一部分主要 显示活套车位置、充套及放套速度，活套张力、活 套存储量及活套电机电流、转速报警等信息。通过 活套ＨＭＩ监控系统还可以完成活套张力的设定工 作。活套ＨＭＩ系统与ＰＬＣ通过工业以太网进行通 讯。 活套和入口区设备共用西门子ｓ７—４００控制 器，主要完成活套的逻辑顺序控制、张力给定、速 度给定、参数计算等。通过ＰｒｏｆｉｂｕｓＤＰ网络，将处 理好的参数传送给传动装置，如启动命令、速度、 张力等；同时得到传动装置反馈的电流值、速度值 等参数。通过工业以太网将相关参数传送到ＨＭＩ 显示。 活套传动装置选用西门子６ＳＥ７０逆变器，该 逆变器和人口区变频调速系统共用一段直流母线用 以控制活套电机。直流母线系统具有整流回馈功 能。在静张和充套过程中，活套电机工作在电动状 态下；而在放套过程中，活套电机工作处于发电状 态，向电网回馈能量。 ４ 活套控制 当活套没有建张时，活套车可以点动控制，此 时电机处于速度控制状态，速度环和电流环同时参 与控制。当活套建张，活套车速度给定后，同时给 定一个附加速度，使速度环处于饱和状态，速度调 节器输出为速度上限幅，此时活套电机工作在电流 环，可以实现张力控制的目的（见图４）。 ４．１ 活套张力控制计算 活套电机的转矩给定由多个变量决定，其公式 如下： ＴＭ＝研 ＋ ＋ ……………………（１） ２０１１年第１苴ＥＩｌ总１３９期） Ｙｚ ｉｓ＠ｃｆｈＬｃｏｍ ｜ ＿ ￣Ｌｉｔ４ｊｉ／－ｆｃ ＿ ＿ 放套时小车速度： ： ………………………（６） 活套小车速度与活套电机转ｎ ｆｒ／ｍｉｎ）速关系 为： Ⅳ＿ ……………………（７） 将计算得出的活套电机转速 占额定转速百分 比，做为传动装置速度给定值。转速的方向按充、 放套做正、反给定。 ５活套电机工作状态 活套电机驱动卷扬机通过钢丝绳带动活套小车 动作，活套张力也由此建立。活套工作过程也就是 保持活套内带钢张力恒定的过程。当活套车充套、 放套时由于加速或减速所产生的活套内带钢张力的 变化是一个张力调节的过程。当活套建立静张力时 活套电机处于堵转状态，静张力的大小按工艺要求 设定。在静张建立后，当速度环饱和时，系统处于 电流环单闭环状态。 活套电机具体工作状态如下： （１）活套处于非建张状态。活套车电机点动正 反转，传动系统处于电流、转速双闭环控制状态； （２）活套处于建立静张过程中，活套电机驱动 卷扬机带动钢丝绳将活套小车向入口段方向拉紧， 活套电机带动卷扬机卷筒做卷取工作，活套电机处 于电动状态； （３）静张建立。此时活套电机给定一个附加速 度，而速度实际值为０，活套电机电流按工艺张力 给定计算，活套电机堵转； （４）轧线工艺段及入口段速度同步。此时活套 张力已建立，速度给定依然为附加速度给定，速度 环饱和，系统处于电流环单闭环控制状态； （５）当开卷机处于甩尾或因焊机焊接导致的放 套状态时，轧线工艺段继续工作，轧线人口段速度 为０或低于工艺段速度，活套小车拉动卷扬机放 套，此时传动装置处于逆变发电状态，电机运行在 第４象限； （６）焊机焊接完成并开始充套时，入口段加 速，人口段速度大于工艺段速度，活套小车充套。 此时活套电机速度为正，电流为正，电机工作在第 １象限。当人口段侧磁开关发信号后，人口段降速 到工艺段速度，入口段与工艺段同步运行。 ６活套摆动控制 当入口速度 和出口速度 。相等时，活套车 理论上处于静止状态，此时活套电机因带钢张力处 于堵转状态，这会加大电机的热负荷，影响了活套 电机的使用寿命。为此引入摆动控制手段，并通过 ＰＬＣ程序来实现。当Ｖ ＝ ≠０时，在人口速度设 定值上叠加±５ ｍ／ｍｉｎ的摆动速度，使活套车在活 套量５％范围内往返摆动。当入口段速度叠加＋５ ｍ／ ｍｉｎ的摆动速度时，活套车速度Ｖ＝Ｖ ＋５ｍ／ｍｉｎ—Ｖ：＝ ５ ｍ／ｍｉｎ（因为Ｖ。＝ｖ９，活套以５ｍ／ａｒｉｎ的速度充 套。当入口段速度叠加一５ｍ／ｒａｉｎ的摆动速度时，活 套车速度Ｖ＝Ｖｌ一５ ｍ／ｍｉｎ—Ｖ２＝一５ ｍ／ａｒｉｎ（因为 ｌ＝ ２），活套以５ ｍ／ｍｉｎ的速度放套。当活套储量增 加５％时，活套车以５ ｌｒｄｍｉｎ的速度放套；当活套储 量减少５％时，活套车以５ ｒｎ／ｍｉｎ的速度充套。 由于活套车摆动控制的引入，活套车在入口速 度和出口速度相等时，并不是静止不动的，而是以 ５ ｍ／ａｒｉｎ的速度、在套量５％的范围内做往复运动。 当入口速度和出口速度不相等时，ＰＬＣ程序跳出摆 动控制。 ７ 结语 本文从工程应用的角度，介绍了水平活套的功 能结构，并根据活套的实际机械配置和功能特点， 给出了可靠的电气控制方案。该系统在建张后当速 度达到限幅时，速度环相当于开环。必须注意的 是：在系统建立静张开始，一直处于恒张力控制状 态下，由于受加减速、摩擦损耗等因素影响，需要 对转矩进行补偿，以保证活套内带钢张力的稳定。 此外，所有活套的电气硬件，如ＨＭＩ、主操作台、 ＰＬＣ、ＤＣ直流母线都应集成在轧线入口区控制系 统中。总之，活套的控制核心在于活套车速度控制 （轧线入口段和工艺段的速度协调）和活套张力控 制。而一个稳定的活套张力系统对工艺段也是至关 重要的。通过实际测试，活套张力波动范围目标值 设定为：稳态时２％，加减速时４％，完全能够满 足冷连轧机工作需要。 参考文献 ［１］电气传动自动化技术手）ｔｆ／ｉｆ￣．＿津电气传动设计研究所编著．——２ 版．——北京：机械工业出版社，２００５．６． ［２］杨景明，陈雷云，车海军，刘今禹．１４５０ｍｍ冷连轧机活套张力 控制系统．电气传动２００８． 收稿日期：２０１】一０１—２４ ２０１１年第１期（总１３９期） ｙｚ．ｊｓ＠ｃｆＮ．ｃｏｍ