基于欧陆直流驱动器控制的3*1300分条机控制系统

摘   要 ：分条机传动部分采用590控制直流电机，能得到稳定的卷取张力以及恒定线速。

关键词：直流控制器,恒张力,PLC, 动态补偿, 卷径

1、前言

近几年我国的钢铁行业取得了飞速的发展，面临着前所未有巨大机遇，这也促使了可逆轧机，拉矫机，退火炉，平板机，纵剪分条机等与钢铁加工相关的机械设备及电气控制系统的不断更新换代，技术日渐成熟。

纵剪分条机是一种将宽幅钢带分切成多条窄幅材料的机械设备，成品钢带宽度可根据客户的需要自行调节，经分条后的窄幅钢带可制管，制件或用于包装。

以往的分条机多采用力矩电机来进行收放卷的张力控制，限制了系统的速度，且收放卷张力不稳定，影响成品质量，系统的自动化程度较低，浪费人力，增加生产成本。

本公司（佛山远境自动化成套设备有限公司）设计的纵剪分条机电气控制系统是采用英国欧陆公司的直流驱动器590C来进行恒张力控制。该系统可以提高分条机的运行速度，保证系统线速度稳定，收放卷张力稳定，收卷后钢带形状均匀，钢带整齐。

2、设计方案

■机械部分：主要有收卷部分（电机功率132KW，电机转速1500R/MIN，中转箱12.4，空心卷筒500MM），纵剪部分（电机功率55KW，电机转速1500R/MIN，中转箱9，圆盘剪300MM），放卷部分（电机功率75KW，电机转速1500R/MIN，中转箱12.4，空心卷筒500MM），矫直部分（矫直电机37KW，中转箱0.9）,绕边电机及收纸电机等还配备多个液压动作；

■电气部分：主要采用PLC，590C控制器和力矩电机控制器等；

■工艺要求：系统最高速度可达150M/MIN，进口钢带宽500~1200mm，出口钢带用户自调，恒线速，恒张力；

3、基于590C的分条机电气控制系统

图一

该分条机的控制系统以PLC作为中央控制器，主要完成的是系统传动部分的启动，收放卷张力的设定，系统线速度的设定，以及与直流驱动器进行实时数据交换，对整个系统进行实时监控。分条机传动部分采用590控制直流电机，能得到稳定的卷取张力以及恒定线速。

 欧陆的590是一种可以实现恒张力控制的直流驱动器，它的功能十分强大，除了具有惯量补偿，卷径计算，摩擦力补偿，锥度计算等张力控制功能之外，它还有可靠的故障保护功能，包括系统故障报警，堵转报警，零速检测等，拥有具体易懂的报警信息显示功能，方便现场人员查找故障，准确分析，排除故障。

根据计算方程式为：T =（F×D）/（2×i）

其中：T 变频器输出转矩

F 张力设定

　　     D 转筒的转径

              i 机械传动比

控制器可以通过线速度自动换算卷径，最终控制电机输出转矩来获得恒张力控制。它还可以通过检测线速度的变化进行张力的动态补偿，避免了因加速过快引起的张力偏少或减速过快引起的张力偏大，获得非常平稳的张力控制效果，张力基本不受速度的影响，可以实现高速运转。

由于590的调试简单，操作方便，及操作界面人性化，所以在传动控制领域得到广泛的应用。以江门某厂3*1300纵剪机的电气控制系统为例简要说明590的基本应用。（简图参考图一）

机组系统主要由放卷机组，圆盘刀和卷取机组，都由590控制。放卷电机

的张力和随动速度，主电机的系统速度和卷取电机的张力及跟随速度都由高精度的D/A模块提供，使系统的整体动态性能提高。首先是放卷和收卷建张，再保证钢带缓冲坑里有一定的钢带后，主机加速，放卷和收卷也会跟随着主机同步运行，保持线速度和张力。缓冲坑里有检测钢带位置的装置，系统会实时检测该信号并加入到系统线速度控制功能块上，使缓冲坑里的钢带量基本不变，避免出现故障。

590的主要参数配置：

放卷部分：Speed Loop---Encoder Sign：Positive

                                            Speed Fbk Select ： Encoder

Prop. Gain ：10.00（自整定后确定）

Int. Time Const： 0.500s（自整定后确定）

Encoder Sign ： Positive

Max Demand (%) ： 100.00%

Min Demand (%) ： -100.00%

Jog/Slack---    Jog Speed 1 (%) ： 5.00%

Jog Speed 2 (%) ： -5.00%

Stop Rates----Program Stop (B8) ： True

Stop Time (secs)： 3.0s

Prog Stop Time (secs) ： 0.5s

Contactor Delay (secs)：1.0s

Calibration----Encoder RPM ： 1500RPM

Encoder Lines ： 1000

Current Loop--Cur.Limit/Scaler (%) ：100.00%

Main Curr. Limit (%) ： 100.00%

Prop. Gain ： 32.00（自整定后确定）

Int. Gain ： 3.50（自整定后确定）

I Dmd. Isolate ： Disabled

Field Control--Field Enable ： Enabled

Fld Ctrl Mode Is ：Current Control

Diameter Calc- Min Diameter (%) ： 35.00%

Min Speed (%) ： 5.00%

Ramp Rate (secs) ：100.0s

Torque Calc--- Tension Enable ： Enabled

Over Wind ： Enabled

主机部分：Speed Loop---Encoder Sign：Positive

                                            Speed Fbk Select ： Encoder

Prop. Gain ：12.00（自整定后确定）

Int. Time Const： 0.500s（自整定后确定）

Encoder Sign ： Positive

Max Demand (%) ： 100.00%

Min Demand (%) ： -100.00%

Jog/Slack---    Jog Speed 1 (%) ： 5.00%

Jog Speed 2 (%) ： -