卷取機轉動慣量測量的新方法

1、卷取機轉動慣量測量的新方法安連祥1 ,楊毅1 ,唐建芳2 ,蔡召君2(1. 河北工業(yè)大學 電氣與自動化學院 ,天津 300130 ;2. 北京北整意安機電設備有限公司 ,北京 102628)摘要 :在可逆冷軋機組的電氣控制中 ,當主機加減速時 ,補償加減速造成的動態(tài)力矩對張力的影響 ,避免張力的振蕩 ,是一個關鍵的技術。介紹了一種卷取機轉動慣量計算的新方法 ,利用該方法可方便地計算出動態(tài)補償力矩 ,可以滿足薄帶張力穩(wěn)定性要求較高場合下張

2、力的動態(tài)補償及慣量補償。經(jīng)過實際的生產(chǎn)運行證明 , 該系統(tǒng)張力控制穩(wěn)定 , 運行可靠 , 克服了薄帶容易斷帶的現(xiàn)象 , 提高了成品率。關鍵詞 :動態(tài)慣量補償 ;動態(tài)力矩 ;張力控制中圖分類號 : TG3332 文獻標識碼 :ANew Method of Calculating Inertia Moment of CoilerAN Lian2xiang1 , YAN G Yi1 ,TAN G Jian2fang2 ,CAI Zh

3、ao2jun2(1. Electrical and A utomation Institute , Hebei University of Technology , Tianjin 300130 , China;2. N EWB R P Electrical Equi pment Co. , L t d , Bei jing 102628 , China)Abstract :Compensating the dynamic moment

4、 which is caused by speeding up or slowing down of mainmaster is a key technology for cold reversing mill control system. This article introduced a new method of cal2culating inertia moment of coiler. Dynamic moment comp

5、ensation is calculated conveniently using this method.It can satisfy the dynamic and inertia compensation of tension in the situation which demands high stability ofthin strip tension. This tension control system is prov

6、ed reliable and steady by realistic producing. It over2comes the thin strip break and increases the ratio of finished product.K ey words :dynamic inertia compensation ;dynamic moment ;tension control作者簡介 :安連祥(1946 - ) ,男

7、 ,教授 ,Email :zago001 @163. com1 引言在可逆冷軋機組的電氣控制中 ,卷取張力的控制極為重要。對于卷取機張力控制系統(tǒng)的控制性能來說 ,在主機加減速時 ,如何補償加減速造成的動態(tài)力矩對張力的影響 ,避免張力的振蕩 ,是一個必須要注意的問題。因此 ,為保證帶材加減速時的張力控制精度 ,動態(tài)補償力矩的計算是必不可少的 ,動態(tài)補償力矩為M = J · d ω dt (N · m) (1)從式

8、(1) 可看出 ,動態(tài)補償力矩的準確性除了依賴加速度的給定精度等因素外 ,還取決于機械設備的轉動慣量的準確性。電機軸上總的轉動慣量可以分為兩部分。一部分為固定不變的 Jf ,它等于電機的轉動慣量及卷筒軸上的轉動慣量轉化到電機軸上的部分。另一部分為可變的轉動慣量J v ,它等于鋼卷的轉動慣量等效到電機軸上的部分。即 :J = Jf + J v由于目前廣泛采用了全數(shù)字傳動技術 ,鋼帶加速度的大小及補償時機等都可滿足要求 ,而對于設備的轉動慣

9、量 J ,如果不測量的話 ,主要取決于設備設計者所給出的數(shù)值 ,所給數(shù)值在計算中或進行簡化計算 ,或省略一些小部件 ,最終只是一個近似值 ,必需進行校驗。在許多電氣改造項目中轉動慣量值無法得知 ,所以為保證動態(tài)補償精度 ,在現(xiàn)場需要對轉動慣量進行測量。由于廣泛采用了全數(shù)字傳動技術 ,原始數(shù)據(jù)測量方便 ,精度高且已數(shù)字化。另外 ,要求現(xiàn)場調試時間比較短 ,面對新技術新情況 ,原來的一些方法已顯得不方便了 ,作者結合實際工作經(jīng)驗 ,提出一個

10、新方法。卷取機傳動結構示意圖如圖 1 所示。1 4EL ECTRIC DRIVE 2008 Vol. 38 No. 3 電氣傳動 2008 年 第 38 卷 第 3 期監(jiān)控程序采用西門子監(jiān)控組態(tài)軟件 WINCC編程環(huán)境 ,根據(jù)系統(tǒng)設備結構和監(jiān)控要求設計了監(jiān)控系統(tǒng)主畫面、 變配電監(jiān)控畫面、 變頻調速監(jiān)控畫面、 油冷系統(tǒng)監(jiān)控畫面、 風冷系統(tǒng)監(jiān)控畫面、 阻尼控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面。主畫面簡單、 實時、 直觀顯示動力系統(tǒng)所有設

11、備狀態(tài)和重要的系統(tǒng)信息 ,是監(jiān)控系統(tǒng)人機接口的主要界面。輸入輸出畫面查詢 PLC 模塊與系統(tǒng)設備對應聯(lián)系的所有輸入輸出點的狀態(tài)。故障報警畫面將系統(tǒng)所有報警、 故障進行分類并顯示、 便于報警或故障時查詢故障點 ,同時通過故障報表查詢歷史故障信息。數(shù)據(jù)報表包括試驗信息和系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息 ,供查詢和打印。其中定子溫度、 推力瓦溫度、 機架導瓦溫度、 機架油溫分別取相同類型各溫度的最大值。5 結束語?5 m 立式風洞動力監(jiān)控系統(tǒng)自投入使用至今已

12、 2 年多 ,系統(tǒng)一直工作正常 ,未出現(xiàn)過任何故障 ,表明系統(tǒng)是穩(wěn)定可靠的 ,設計是成功的。該系統(tǒng)屬于典型的 FCS 系統(tǒng) (代表工業(yè)過程控制最前沿的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)) ,其成功應用為 S72400PLC 在風洞電氣傳動中的應用提供了一個很好的參考。參考文獻1 西門子公司. WinCC5. 0 技術手冊 ,2001.2 西門子公司. 使用 STEP7 V5. 3 編程手冊 ,2004.收稿日期 :2007208202修改稿日期

13、:2007210206(上接第 42 頁)帶鋼密度 ,kg/ m3 ; Dcore為卷筒直徑 , mm; s 為鋼卷的緊密系數(shù); i 為減速箱傳動比。4 實現(xiàn)方法與應用效果本項目系統(tǒng)采用西門子 SIMA TIC S72400 作為基礎控制器件 ,專門編寫了程序功能塊 FB1 來計算卷取機的轉動慣量 ,此功能塊設有自己的輸入輸出參數(shù) ,通過改變參數(shù)對其循環(huán)調用 ,使其按公式計算出當前的轉動慣量 J ,固定轉動慣量 Jf以及可變轉動慣量

14、 J v 。程序塊如圖 3 所示。圖 3 轉動慣量計算程序功能塊Fig. 3 Inertia measure function block該轉動慣量的測量方法與 2006 年 12 月應用于江蘇某集團 1450 可逆冷軋機的控制系統(tǒng)中。應用該方法之前 ,用轉動慣量近似值對卷取張力進行補償 ,卷取張力的精度大約在 ± 5 %。根據(jù)該方法計算出的轉動慣量的數(shù)值 ,在加減速時對卷取機卷取張力進行動態(tài)補償 ,卷取張力穩(wěn)定在&#

15、177; 3 %以內 ,張力的精度較應用該方法前有一定的提高 ,且張力穩(wěn)定性好 , 克服了以往薄帶卷取時容易斷帶的現(xiàn)象 , 提高了成品率。實際控制效果如圖 4 所示。該卷取機慣量轉矩測量的新方法 ,解決了以往卷取機轉動慣量難以測量的狀況 ,用該方法計算出的卷取機轉動慣量的數(shù)值準確 ,滿足了加減速時卷取機卷取張力動態(tài)補償?shù)囊?。圖 4 實際轉速 - 電流曲線Fig. 4 Speed - current curve參考文獻1 宋

16、銀賓. 電機拖動基礎[ M ]. 北京 :冶金工業(yè)出版社 ,1999 :58- 65.2 孫瑞均. 轉動慣量的測定 [J ]. 冶金自動化 , 1995(6) :16 - 19.3 西門子公司. T2400 工藝板使用手冊. 2006 :41 - 45.收稿日期 :2007203205修改稿日期 :20072102243 5張賢德 ,等 :基于 S72400 PLC 的立式風洞動力監(jiān)控系統(tǒng)的研制 電氣傳動 2008 年