带钢卷取过程张力的控制系统
摘要：金属带钢作为不同金属、机械产品的原材料，以其高精度的尺寸、良好的表面质量及优越的机械性能，在各行业中得到了广泛的应用。本文根据带钢卷取过程中张力的产生机理和张力控制的基本原理，结合目前使用的张力控制方法以及带钢卷取特点，提出基于恒速度间接张力控制系统的设计研究；分析了电动机加减速时惯性力矩的变化对控制系统的影响，并对其进行了力矩补偿计算和动态补偿计算；选用西门子T400工艺板来完成卷取张力的控制，根据控制系统所用到的硬件设备性能特点和带钢卷取过程的工艺要求，设定了控制I/O点地址分配、主电路图、数字量输入/输出接线图和数字量输出模块接线图；最后结合车间带钢生产的相关工艺参数和技术要求，运用所搭建的控制系统对其进行生产控制，通过分析检测数据，得到带钢张力随着卷取过程的进行基本处于稳定，验证了基于恒速度间接张力控制系统的合理性。
关键词：带钢；卷取过程；恒张力；控制系统
The control system of strip tension during the coiling process
ABSTRACT:The metal strip as the raw materials for different metals and machinery products, has been widely used in various industries with its high precision size, good surface quality and superior mechanical properties.The mechanism of control tension and the basic principles of control are based on in coiling process, combining with the tension control method and its characteristics, the design study is proposed basing on the constant speed control system in this paper; The calculations for torque compensation calculation and dynamic compensation are based on the analysis for the moment inertia during the acceleration and deceleration of the motor; Siemens T400 technology board is used to complete the coiling tension control, according to the performance characteristics of hardware used in system and process requirements, control I/O point address assignment, the main circuit, digital input / output wiring diagrams and wiring diagram of the digital output module are set in this paper; Finally, the control system is used in its production which are based on the workshop process parameters and technical requirements for strip manufactures, it obtained that the strip tension coiling process is basically in a stable work and verified the reasonableness of the constant speed based on indirect tension control system by analyzing the test data.
Keywords: Strip steel; Coiling process; Constant tension; Control system
目 录
第1章 引言 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 卷取张力控制系统原理 2
1.3 国内外张力控制的研究 3
1.4 课题主要研究内容 5
第2章 卷取张力控制及基本原理 6
2.1 卷取过程中张力的产生及其分析 6
2.2 卷取张力的控制方法 8
2.2.1 直接张力控制 8
2.2.2 间接张力控制 9
2.3 惯性力矩和动态电流的补偿计算 13
2.3.1 卷取机惯性力矩的补偿计算 13
2.3.2 动态电流的补偿计算 16
第3章 卷取张力控制系统硬件的选型及设计 17
3.1 S7-300PLC可编程序控制器 17
3.2 变频器 21
3.3 光电脉冲编码器 25
3.4主传动电机 26
3.5 带钢卷取控制系统的输入输出点及地址分配 27
第4章 卷取张力控制的数据检测分析 29
4.1 T400工艺板 29
4.2 车间带钢卷取主要技术参数 31
4.3 车间数据检测结果 34
第5章 结论 36
致谢 36
参考文献 37
毕业设计附录目录 40
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