試析金屬帶材壓力加工中張力控制系統

李明　王磊

摘 要：隨著國民經濟建設的不斷變化與發展，人們生活水平的逐漸提高，大大推動了相關行業的建設發展，尤其是近年來，我國在工業上的發展獲得了很大的進步。各種科學技術的不斷涌現被廣泛的應用于生產實際中，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，并根據不同時期所存在的問題提出了相應的解決措施，以便更好地促進工業建設的發展。

關鍵詞：金屬帶材壓力加工；直接張力控制；間接張力控制；復合張力控制

引言

金屬帶材壓力加工是工業生產中最常用的一種作業方式，科學技術的大量出現為其發展提供了有利的客觀條件。然張力控制系統是金屬帶材壓力加工中最為復雜的一種，首先讓我們先了解一下什么是張力控制系統。嚴格意義上來講，張力系統分為兩個部分：一是直接張力；二是間接張力。兩者想結合就組成了復合張力系統，為了達到有效的控制，更好地提高工作效率，對于整個系統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控。

張力控制系統是軋機設備最主要的系統之一，對于整個帶材軋制的生產都有著極其重要的影響和作用。所以在其生產過程中，對于張力控制系統的把握必須按照嚴格的技術指標進行規范監督，這樣才能保證生產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范要求，同時也能提高產量。

張力控制系統中，直接控制系統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值進行比較，并通過傳感器進行處理偏差，根據偏差處理系統結果，將其實際張力與給定的接近張力進行分析，最終達到一致。其自身控制系統所決定，直接控制系統又被稱為反饋控制系統，這種測量技術要求相對較高，能夠以準確的精度和速度進行高質量的作業，對此通常被用于較高的張力控制系統中。

間接張力控制系統不能自身進行測定張力，它被設定在一個固定的張力數值內，然后由相關的工作人員進行各種數據的分析整理對比，再進行張力數值的預定，保證其可以達到相應的穩定性。這種間接張力控制系統的操作需要操作人員具備完善的專業技能以及熟練的操作技巧，才能避免錯誤的出現，減少不必要的經濟損失。

1 張力控制方法

減少張力和增加系統，以實現在該張力時，必須考慮動態扭矩加速或減速造成的產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，確保產品質量的張力。

在實際生產加工過程中，由于會受到外界不同因素的影響，系統數據模型的參數也會發生變化，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的穩定性。文章針對直接張力控制系統與間接張力控制系統都作了詳細的分析與介紹，可以將其兩者的優點結合在一起，對系統中的張力進行有效的監督控制，并設定一個合理的參考數值，使其穩定性保持在這個范圍之內，這樣就能夠進行高效率的處理，維持其正常的工作運轉。

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

在加工過程中，軋輥直徑所承載的力與質量有著直接的關系，因為外在因素的影響會引起模型參數的變化，所以在進行加工時必須引起高度的重視，如果發現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定的進行張力作業。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，從而保證參數在一定范圍內是趨于穩定的。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，這個環節要觀察前夾送輥工作是否正常，運行狀態是不是正常，才能保障加工的順利進行。

具體的參數要求：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）低速輥直徑沒有達到最大值，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。在軋制過程中，保證了控制的精度應在加速和減速變化，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矩。它連同張力調節，是張力控制系統的設計和調試的關鍵問題。

3.2 直接張力控制法

在穩態軋制階段，采用直接張力控制法：直接張力控制方法的原理：主要單元是電流調節器，轉速調節器，張力調節器，控制對象及其反饋回路的組成。

（1）當卷點動，啟動，停止，調速器投入運行，當系統的速度和電流雙閉環調速系統；（2）當卷取機工作正常，張力構建，速度調節器被裁剪，開環速度環的等效，速度環路解除，只有目前的單圈工作，因為緊張電路的輸入端，緊張構成一個閉環系統，在這種情況下，在操作中的張力環，該系統工作在間接張力控制狀態，用最大轉矩控制方法。實現恒張力控制。即超過基本速度，對于反電動勢E項的閉環調節恒定的狀態下，電機繞組勵磁系統；（3）如果在加工中發現張力不足的時候，就要通過調節設備將張力調高，滿足加工的需要， 這個系統的控制就需要雙向調節的實時跟蹤的自適應系統來完成。

4 結束語

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，張力控制系統是極其重要的一種壓力加工控制系統，對于工業建設的發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，嚴格意義上來講我們可以通過兩個方面進行提高，一種是在靜態的情況加以改善提高；一種是動態。同時還可以引進先進的管理技術及自動化控制系統，信息智能技術，來加強對張力控制系統的監督與使用，以便更好地保證其精準度，促進工業加工的建設發展。

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在重卷機組中的應用[J].中小企業管理與科技（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].中國高新技術企業，2009（7）.

[4]史琳蕓.帶鋼縱剪自動化控制系統改造方案[J].科技促進發展（應用版），2010（8）.