试析金属带材压力加工中张力控制系统

李明　王磊

摘 要：随着国民经济建设的不断变化与发展，人们生活水平的逐渐提高，大大推动了相关行业的建设发展，尤其是近年来，我国在工业上的发展获得了很大的进步。各种科学技术的不断涌现被广泛的应用于生产实际中，但与此同时也暴露出了一些新的问题。文章主要针对我国现阶段金属带材压力加工等方面存在的问题进行了简要的分析与总结，并根据不同时期所存在的问题提出了相应的解决措施，以便更好地促进工业建设的发展。

关键词：金属带材压力加工；直接张力控制；间接张力控制；复合张力控制

引言

金属带材压力加工是工业生产中最常用的一种作业方式，科学技术的大量出现为其发展提供了有利的客观条件。然张力控制系统是金属带材压力加工中最为复杂的一种，首先让我们先了解一下什么是张力控制系统。严格意义上来讲，张力系统分为两个部分：一是直接张力；二是间接张力。两者想结合就组成了复合张力系统，为了达到有效的控制，更好地提高工作效率，对于整个系统的运行情况我们必须给予清楚的划分，然后集中进行管理与监控。

张力控制系统是轧机设备最主要的系统之一，对于整个带材轧制的生产都有着极其重要的影响和作用。所以在其生产过程中，对于张力控制系统的把握必须按照严格的技术指标进行规范监督，这样才能保证生产出来的带材轧制厚度均匀，表面亮洁，平整度与均匀度符合国家的规范要求，同时也能提高产量。

张力控制系统中，直接控制系统是利用传感器进行有效的张力控制，通常将实际测量的张力与其给定的张力数值进行比较，并通过传感器进行处理偏差，根据偏差处理系统结果，将其实际张力与给定的接近张力进行分析，最终达到一致。其自身控制系统所决定，直接控制系统又被称为反馈控制系统，这种测量技术要求相对较高，能够以准确的精度和速度进行高质量的作业，对此通常被用于较高的张力控制系统中。

间接张力控制系统不能自身进行测定张力，它被设定在一个固定的张力数值内，然后由相关的工作人员进行各种数据的分析整理对比，再进行张力数值的预定，保证其可以达到相应的稳定性。这种间接张力控制系统的操作需要操作人员具备完善的专业技能以及熟练的操作技巧，才能避免错誤的出现，减少不必要的经济损失。

1 张力控制方法

减少张力和增加系统，以实现在该张力时，必须考虑动态扭矩加速或减速造成的产生的张力带来的影响的过程中的控制将尽力确保该卷取机的移动速度与磨机相一致，从而消除所带来的振荡体系，确保产品质量的张力。

在实际生产加工过程中，由于会受到外界不同因素的影响，系统数据模型的参数也会发生变化，所以在实际工作中必须引起足够的重视，以便更好地维持张力系统的稳定性。文章针对直接张力控制系统与间接张力控制系统都作了详细的分析与介绍，可以将其两者的优点结合在一起，对系统中的张力进行有效的监督控制，并设定一个合理的参考数值，使其稳定性保持在这个范围之内，这样就能够进行高效率的处理，维持其正常的工作运转。

除进程的加速和减速在轧机速度恒定的状态变化的张力进行调整，还要考虑变化的影响将产生滚动，避免振荡。

在加工过程中，轧辊直径所承载的力与质量有着直接的关系，因为外在因素的影响会引起模型参数的变化，所以在进行加工时必须引起高度的重视，如果发现任何异常情况都必须要马上停止加工，仔细检查并合理解决，这样才能保证其安全稳定的进行张力作业。对于所存在的问题，可以通过将直接张力与间接张力进行有效的整合来集中进行控制的处理方法，从而保证参数在一定范围内是趋于稳定的。可以采用以下两种方式进行加强：（1）为了保障建张与消张阶段张力的稳定性与安全性，可采用间接张力控制法，有针对性的在这个过程中，有效地补偿动态张力的变化。（2）与所述相对的间接张力控制方法，以及直接张力控制方法，由于其相对高的精确度的方法，它通常被施加到稳定轧制阶段。

2 工艺要求

在这个工艺加工过程中，要求我们必须做好准备工作，了解每个过程的关键点的要求，以保证加工精度。在进行过程开始，开卷机首先进行工作，这个环节要观察前夹送辊工作是否正常，运行状态是不是正常，才能保障加工的顺利进行。

具体的参数要求：开卷机的卷筒直径为0.5m，最大开卷直径为1.3m。卷取机的卷取速度1.515m/s，轧制速度5.0m/s。卷取张力范围为A：8000-80000N。采用恒张力卷取，卷筒部分的飞轮转矩为40kg·m2。卷筒的宽度450mm，外径500mm，电动机为并励式直流电动机，转速0-1560r/min，输出功率145kW。

3 控制原理

3.1 间接张力控制法

（1）在磁场范围电机线圈直径的变化而变化不再受限，可以选择，以便于标准化的电机制造；（2）低速辊直径没有达到最大值，则不会达到电枢电流的最大值，从而降低机械应力和损耗；（3）采用先升压弱磁控制，往往在全磁电机启动时，减少无功功率的影响；（4）由于电机总是在全电压，从而大大提高了功率因数。在轧制过程中，保证了控制的精度应在加速和减速变化，例如每一批次不同宽度的条带的直径，与夹送辊和卷取机的摩擦的变化之间的变化量被认为是在卷取机的转矩。它连同张力调节，是张力控制系统的设计和调试的关键问题。

3.2 直接张力控制法

在稳态轧制阶段，采用直接张力控制法：直接张力控制方法的原理：主要单元是电流调节器，转速调节器，张力调节器，控制对象及其反馈回路的组成。

（1）当卷点动，启动，停止，调速器投入运行，当系统的速度和电流双闭环调速系统；（2）当卷取机工作正常，张力构建，速度调节器被裁剪，开环速度环的等效，速度环路解除，只有目前的单圈工作，因为紧张电路的输入端，紧张构成一个闭环系统，在这种情况下，在操作中的张力环，该系统工作在间接张力控制状态，用最大转矩控制方法。实现恒张力控制。即超过基本速度，对于反电动势E项的闭环调节恒定的状态下，电机绕组励磁系统；（3）如果在加工中发现张力不足的时候，就要通过调节设备将张力调高，满足加工的需要， 这个系统的控制就需要双向调节的实时跟踪的自适应系统来完成。

4 结束语

通过简短的分析介绍，我们可以清楚的了解到，在机械加工中，张力控制系统是极其重要的一种压力加工控制系统，对于工业建设的发展也有着一定的影响作用。如何有效地控制好张力控制系统，严格意义上来讲我们可以通过两个方面进行提高，一种是在静态的情况加以改善提高；一种是动态。同时还可以引进先进的管理技术及自动化控制系统，信息智能技术，来加强对张力控制系统的监督与使用，以便更好地保证其精准度，促进工业加工的建设发展。

参考文献

[1]桑广斌.卧式有心卷取机的制造安装难点浅析[J].装备制造，2009（8）.

[2]曹钜荣.浅谈西门子6RA70在重卷机组中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（7）.

[3]宋晓云，陈文涛，臧元国，等.可逆冷轧机组的卷径计算[J].中国高新技术企业，2009（7）.

[4]史琳芸.带钢纵剪自动化控制系统改造方案[J].科技促进发展（应用版），2010（8）.