[发明专利]一种应用于推拉酸洗生产线的线速度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产线的速度控制方法，具体地说是一种应用于推拉酸洗生产线的线速度控制方法。

背景技术

钢带是一种用途广泛的钢铁产品。它大量的应用于汽车等产品的生产。钢带在生产过程中必须经过酸洗这道工序。目前推拉酸洗带钢生产线由以下设备组成，如图1所示：开卷机1，矫直机2，十二个挤干辊3，活套入口夹送辊4，活套出口夹送辊6，活套坑5，三个张紧辊7，卷取机8。根据工艺操作模式，这些设备分为两个部分。第一部分称为入口部分。它包括开卷机，入口夹送辊，矫直机，12个挤干辊，活套入口夹送辊。剩下的设备属于第二部分，称作出口部分。

酸洗带钢生产工艺要求不同的操作模式具有不同的线速度。如开卷机点动速度，出口部分运行速度，入口部分运行速度，充套速度，入口部分点动速度，出口部分点动速度，出口部分故障时入口部分来回摆动速度。入口部分运行线速度及出口部分运行线速度在0至120M/S的速度范围内平滑调节。活套坑宽5米、深10米。在生产过程中，必须保证带钢在活套坑里形成一定深度的带钢，这样便于调整钢带的中心，使钢带收卷整齐。入口部分的线速度与出口部分的线速度可以相同，也可以不同。但受一些因素的影响，入口部分的线速度与出口部分的线速度总是不同。

现有技术的速度控制方法是在入口设立入口操作台、在出口设立出口操作台。入口操作台控制入口部分的速度；出口操作台控制出口部分的速度；当活套建立后，通过人工调节入口、出口速度使得两者速度尽量相等。现有方法的缺点是两者的速度经常需要人工调节、人工劳动强度大，如果人工调节不好经常出现故障而影响生产。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种应用于推拉酸洗生产线的线速度控制方法，从而实现钢带酸洗生产线的自动控制。

本发明的基本原理如下：

1.影响线速度因素的分析

我们知道：v＝w*r/i(1)

上面的公式中，v是线速度，w是电机的转速，i是齿轮比。

生产线上的一个辊子，由一台交流电机驱动，交流电机由一台变频器驱动。生产线上采用了矢量控制技术而能很好地控制电机的速度。对于一个辊子，其线速度由转速给定所决定，与在合理范围内变化的负载无关。

根据表达式(1)我们还能得到，w＝v*i/r(2)

对于输入部分，由于开卷机的张力相对于其他辊子的总出力较小，当我们按表达式(2)为每一个辊子设定转速给定，我们就能任意地控制入口部分的线速度。

但是对于出口部分，情况要复杂些。存在两种状况。一种状况是卷取机的张力相对于其它辊子的总出力较小，另一种情况是卷取机的张力相对于其它辊子的总出力较大。卷取机的张力由操作人员根据生产工艺设定。它随带钢的宽度及厚度的变化而变化。假定卷取机的张力为T，由第一个张紧辊施加在带钢上的力为T1，由第二个张紧辊施加在带钢上的力为T2，由第三个张紧辊施加在带钢上的力为T3，我们可以得出下面的表达式，

T＞＝T1+T2+T3

三个张紧辊的辊径是一样的，假定为D；i是齿轮比，以第一个张紧辊为例，其电机输出的力矩为M1，

M1＝T1*D/(2*i)    (3)

图2是传动控制系统的机械特性，Me是电机的额定转矩，w0是我们设定的转速给定，w1是电机的实际工作转速。在该图中，a)示出了当M1＜-Me时w1＝w0。这时传动控制系统工作在正常状态，速度调节器没有饱和，始终保持w1＝w0。b)示出了当M1＝-Me时w1＞w0，在这种状态下，速度调节器饱和了，传动控制系统保持电机总是输出额定的制动转矩Me。

第二个张紧辊和第三个张紧辊两个都与第一个张紧辊的工作方式一样，它们的电机工作在第二象限，总是给带钢提供制动转矩。它们的实际工作速度有时与我们设定的相等，有时高一些。

上面的分析告诉我们，入口部分的线速度总是等于我们设定的线速度，因此易于控制。问题是如何控制出口部分线速度。

2.线速度控制方法

对于入口部分，我们根据等式(1)来控制每一个辊子的线速度。

对于出口部分，当T＜＝T1e+T2e+T3e时，我们根据等式(1)来控制每一个辊子的线速度，这里每一个辊子的额定张力分别为

T1e＝M1e*i*2/D

T2e＝M2e*i*2/D

T3e＝M3e*i*2/D

M1e、M2e、M3e分别是第一、第二、第三张紧辊电机的额定转矩。