可逆冷軋機張力控制系統簡述及故障分析

陳國鋒

(中鋁洛陽銅加工有限公司，河南 洛陽 471039)

Φ1150mm/450mm×1250mm 4輥可逆式冷軋機是我公司80年代初從德國弗洛林公司引進的初軋機，包括軋機機架、液壓壓下、左右張力卷取機、左右上卷取機、1臺開卷機、1臺直頭機和鏈式運輸機、2臺帶材助卷器以及乳液冷卻設備等組成部分，與其配套的電氣設備為ASEA公司的，控制系統采用模擬直流傳動控制系統。該軋機是銅板帶廠的關鍵設備，為銅板帶廠下游工序提供重要保障，簽于其在銅板帶生產中的重要作用，對該設備的維護、檢修及故障的快速處理也顯得越來越重要。卷取機張力的穩定性直接影響帶材的質量和成品率，尤其在帶材被拖動動態升降速的過程中，更要保持張力的恒定以免出現斷帶。所以本文著重對該軋機卷取機的張力控制系統進行簡單的闡述，并對常見的張力故障加以分析、總結，以提高設備維護水平，提高產品質量和成品率。

1 卷取機張力控制系統

1.1 控制原理

卷取張力的控制方法一般分為直接張力控制和間接張力控制兩種類型。該冷軋機卷取機張力控制屬于后者，為最大力矩法控制。如圖1所示，卷取單元的作用是控制電機在帶材上得到恒張力(不論是開卷還是卷取)，張力不受輥徑、帶材速度﹑加減速約束，這意味著直流電機將提供一個總轉矩M(即電動機力矩)，包括作用于實際張力部分、動態加減速部分(機械和卷材)以及機械損耗。

圖1 張力卷取示意圖Fig.1 Tension coiling schematic diagram

1.2 張力控制系統分析

圖2 按最大力矩原則的張力控制系統原理圖Fig.2 Schematic diagram of tension control system based on maximum torque principle

2 冷軋機常見張力故障的處理

(1)高速掉張力的問題。檢測卷徑信號變化混亂，檢查脈沖發生器連線斷，焊接后好。

(2)故障現象，冷軋機右卷取投不上張力。處理過程，翻到電氣圖紙1500頁，查到張力接通信號B465，顯示在PLC柜中的物理位置為+K1/A31/B28.06，由PLC的信號清單查到該信號的存儲器地址為4475，在程序清單中對應該存儲器地址的程序為：

4473 OR B253 M 10.1 TENS ORDER

4474 OR B000 I A11.P0 I Lamp TEST

4475 STO B465 O 10.1 HIX REC TENS

4474為燈測試信號，在主操作臺上測試，燈亮正常，故查4473，與4473對應的程序為：

4453 OR B253 M 10.1 TENS ORDER

4454 STO 030 M 10.1 TENS ORDER

由程序可以看出B253的信號直接影響著4473的值，與B253對應的存儲器地址為4423，對應的程序為：

4415 OR B024 I 10.1 HI REC TENS

AND 742 M 10.1 ROP1+ROP2(準備信號)

OR B253

AND 001 MJOB1

ANDC 327 TO T8 10.1 TENS DO

ANDC 752 M TENS OFF REC R

STO B253 M10.1 TENS ORDER

在張力沒有接通的情況下，查到 4420 為”1”，即不正常狀態；與4420對應的程序段為：

4407 AND 500 I 10.1 HO—N REC TENS(張力斷開)

4410 AND 143 O A31 EN REC R(允許有下卷取工作)

4411 AND 020 M 10.1 ROP1(準備信號)

4412 AND 122 I A31 RP REC R EXP(卷筒漲大)

4413 OR 267 M BLOCK TENS OFF(張力斷開鎖定)

4414 STO 001 MJOB1

4412為1，意味著卷筒已經漲大，與實際情況不符合。通過程序清單中4412附帶的信息，翻到圖紙214頁及313頁，可以查到4412在PLC柜中對應的物理地址為+K3/B10.15，通過查詢+K3的信號清單，找到對應的變量為B302，對應的程序段為：

5474 OR B465 O 10.1 ST REC EXP

5475 AND 426 I 10.1 GSR REC EXP

5476 AND 153 I 10.1 GSR POS 支撐進位

5477 OR 302-------

5500 ANDC 001 MJOB1

5501 STO 302 O A31 RP REC R EXP

查到5476 為0不正常，到現場去看，卷筒支撐上方有一個接近開關的線接反，將線重新處理，此開關右信號，但是仍投不上張力，把卷筒縮小再漲大后，試車正常。結論為投不上張力系卷筒支撐信號不到位，與卷筒漲大也有關系。

(3)故障現象，冷軋機右下卷取機張力數值表一會有數字，一會變黑，當它變黑后，張力電流往上升，然后跳電。處理過程，更換與張力表相關的計算機電路板QHDC131，不行。后發現主操作臺顯示軋機速度的表在擺動，一會回到0，一會到100m/min，查到計算機柜中與速度表有關的電路板H125.16，將此板拔出再插上，速度表不擺動，且右卷取張力數值表顯示也正常，后來又推了一下H125.16，計算機又跳電，張力表也不正常，把此板插頭拔下拆開，發現A13和A8插孔松動，且已氧化發黑，處理后，速度表與張力表顯示皆正常。

冷軋機右卷取張力表黑屏，電動轉速特別慢，測點動給定(YXM143 X1：9)只有-0.11V,而左卷取點動給定值為2.86V,上樓上計算機柜，把計算機板H125.11(右)和H125.10對換，仍是如此，量計算機柜MK2內B50 X3：52和53也只有0.11V，把h125.11板子前邊插座拔下，校線正常，再插上送電，點動速度正常，張力表顯示也正常，測10.1的YXM143X1：9為2.68V。

處理思路，此處理過程遵循先動口后動手及先清潔后維修，在實際維修過程中，密切關注故障發生、發展的過程及趨勢，掌握豐富的現場信息，透過現象查到故障的根源。故障原因為電路板插頭氧化嚴重。解決辦法為擦洗、清潔電路板插頭。

(4)左卷取掉張力，且張力電流很小，檢測積分變化正常，清擦卷取單元和YXR162,裝上后張力電流仍很小，測量從計算機來的TENSREF為0.06，右卷取的為2.36，把左卷取的YXM162，YXM163參數校驗后，其他基本沒有變化，再試張力電流仍是很小，把計算機柜內這兩塊板對調，仍是如此。從柜內找一塊YXM162換上，參數整定完后不會積分，又把原來的YXM162裝上，再試電流仍是很小，但是TENSREF為2.36V，積分也正常。

3 結語

冷軋機常見故障還有卷取機掉張力、電樞過電壓、勵磁欠電流、現場的閥不動作等，大部分故障都是編碼器內部松動、接觸不好、接頭氧化、電纜壞或者接近開關不到位造成的，排查方法與上述舉例大同小異，在此不再贅述。