吉泰科GK800T驱动器在钢带轧机上的应用

介绍钢带轧机的作用和结构，设备无张力传感器，用张力开环控制，使用吉泰科张力专用驱动器GK800T，内置卷径计算，转矩控制。

一、 钢带轧机简介

钢带轧机是通过压榨部分机械加压，将原料通过矫直，冷轧，形成钢带，并均匀收卷的工艺过程，系统图如下：

放卷分部：被动放卷，由于原料本身刚性很强，所以是靠后面压轧部分拉动，进行被动放卷，无控制。

矫直部分：由于材料是成卷扭曲的，材料本身会有扭曲，如果直接压轧会导致最终压轧后的钢带不平整，所以需要通过矫直部分进行矫直。矫直原理如下图：通过两组的矫直器进行四个维度的矫直，保证进入压轧部分的原料是平整的。

压轧部分：由一台电机驱动，减速箱两个出轴，分别带动上、下压轧棍，通过调整上下压轧辊之间的间隙来控制压轧的压力，满足工艺要求，该部分采由PLC通过Modbus给定，进行速度控制。原理如下

收卷部分：出于成本考虑，收卷部分机械未采用张力传感器，完全由驱动器控制电机完成中心收卷功能。GK800T驱动器，通过设定的初始卷径和牵引的前馈及给定转矩信号，自动计算出当前收卷的线速度，保证收卷和压轧部分之间在任何卷径下张力保持一致。

二、 系统控制的要点

1、压轧辊由于需要将圆形原料直接冷轧为扁带状，压力以吨位单位，对于电机来说负载极高，需要驱动能提供足够的转矩，GK800驱动器能在提供足够输出转矩时，并以平稳的速度运行。

2、收卷部分是采用的中心收卷，并且由于没有张力传感器，需要驱动器通过内部计算收卷的电机转速来适应压轧的线速度。解决此问题的关键在于对压轧到收卷之间的无传感器张力控制。如何才能控制恒定的张力?首先看下面几点：

1. 什么是张力?

张力是材料延辊切线方向所受的拉力，Tension(张力)=Torque(转矩)/r(收卷轴半径)

2. 什么是张力控制?

张力控制就是使实际张力保持在设定值一定误差之内，误差越小，控制效果越好。

3. 收卷过程中转矩恒定会怎样?如下图，根据公式Tension(张力)=Torque(转矩)/r(收卷轴半径)，如果收卷的卷径越大，在恒转矩的过程中，材料的实际张力会越来越小，并非恒张力收卷

4. 系统为什么需要张力控制?

a) 对于这套系统，由于张力很大，需要避免系统张力对机械的破坏

b) 提高收卷的质量，避免出现初期由于张力过大收卷较紧，到卷轴直径变大后，导致外圈收卷很松，从而影响收卷效果。甚至会导致内部已经收好的材料在后期会崩开。

三、 吉泰科无传感器张力解决方案

GK800T张力专用驱动器，具有以下功能：

1. 驱动器自带编码器接口，无需另外配置板卡，节约成本;

2. 可在无张力传感器模式下，实现收卷卷径计算，实现恒张力控制;

3. 用户可自行设置锥度张力控制曲线，;

4. 具有滑动和高速滑动摩擦补偿;

5. 具有机械惯量补偿系数;

通过设置卷轴初始卷径、系统设定张力和压轧的当前线速度，驱动器可通过内部实时计算卷径，来调整电机输出转矩及转速，达到稳定的张力控制效果。

驱动器参数设置如下：

四、 结后语：

经过简单的调试，收卷张力控制非常稳定，长期稳定运行，获得客户好评。