连续退火机组张力控制浅析
连退机组炉内张力优化设定技术
图 ｌ为典 型 的连 退 生产线 示意 图 。连续退 火机 组
包 括入 口张 力辊 组 Ｉ 、预热 １ ２ 段 、预热 ２段 ３ 、加 热 １段 ４ 、加 热 ２段 ５ 、加 热 ３段 ６ 、均热 段 ７ 、缓 冷 段 ８ 、快 冷段 ９ 、过 时效 １段 ｌ 、过 时效 ２段 １ 、过 时 ０ １
３ ≤
ｆ≤
≤
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３
的横 向条纹 ，提 高带钢 的表 面质量 。为 了实 现上述 目
ｆ ｍｉ
ｆａ ｍ
的 ，可 以采 用 以下 由计 算 机 执 行 的 步 骤 ： （ ） 收集 连退机 组退 火 过程 中带钢 的 特性参 数 ， １
时 成立 ？如果 同时 成 立 ，转 入 步 骤 （ ） ７ ，否则 调 整
（ 。 一 。 … ） … 一 ） ＋（ 十（
一 ） 一 ＋（ 一 ＝＋（ 一ｒ ＋（ ， 一Ｔ ２ ＋（ ） ） Ｔ， ） Ｔ ｓ） ｘ ＋（， ｒ
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２ １ 年 第 ３期 ０ １
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会在带 钢表 面 出现条 纹 ；④ 带钢 的软 硬 ，带钢 越软表
面越容 易 出现 条纹 。显然 ，从张力 角度 来说 ，其 对条 纹的影 响表现 在两个 方面 ：一方 面张力 越大 ，抑制振 动 ，可 以起 到减 轻条 纹 的作 用 ；但 另外 一个方 面 ，张
效 ３段 １ 、终 冷 段 １ 、淬 水 槽 ｌ 、 出 口张 力 辊 组 ｌ ２ ３ ４ ５ 等部 分 。带材 ｌ ６从 人 口 张 力 辊 组 １开 始 进 入 连 续 退
连退炉带钢张力控制的改进
２ 改进 措 施
理， 以完善带钢 的微观组织 ， 提高带钢的塑性 ， 以改 善 冲压 成形性 能 。 带钢 具有 合适 的 张力 ， 是 带 钢高速 运行 中防止带钢跑偏 、 打滑和热瓢 曲， 获得 良好带钢
板形 的重要 条件 之一 。张 力 的波动 不仅 会 影 响带钢 产 品质量 ， 严 重 时会 导 致带 钢断 带 。 在 带钢 连续 退火
总第 １ ６ ５ 期
山西 冶 金
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＭＥ Ｔ ＡＬＬ ＵＲＧＹ
Hale Waihona Puke Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ １ ６ ５ Ｎｏ ． １ ， ２ ０ １ ７
２ ０ １ ７年 第 １ 期
嗽 麟
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ５ ２ ５ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ １ ４ － １ １ ６ ７ ／ ｆ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ２ ８
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ －１ ６
赠 一
均热段 时间
作者简介 ： 彭善 忠（ １ ９ ８ ２ ＿ － ） ， 男， 工程 师， 现在 山东省 冶金设计 院股份 有限公 司工作 。
图 １ 炉 内退火 曲线
山 西 冶 金
Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｓ ｘ ｙ ｊ ｂ ｊ ｂ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ
２ ． １ 依带钢在炉内的退火曲线 （ 如图 １ ） 细分炉 内带 钢张力设定
的过程中， 由于温度的变化 ， 使带钢产生动态的热胀
冷缩 的现象 ， 对带 钢 的张力 影 响很 大 。 当带 钢 温度 升 高时 ， 带 钢 因受热 膨胀 而伸 长 ， 在不 进行 控 制 的情况
下带钢张力会减小 。 当带钢温度降低时 ， 带钢因冷却
冷轧连续退火机组若干区域带钢张力的仿真分析
冷轧连续退火机组若干区域带钢张力的仿真分析摘要：连续退火机组是冷轧带钢的重要生产设备。
机组设备中带钢通过退火过程，获得良好的塑性和冲压成形性。
带钢连续退火工序中，带钢张力会产生波动，使得生产的产品质量水平降低。
结合带钢张力机理，对冷轧连续退火机组的带钢张力动态进行仿真分析，并对仿真系统应用的效果进行了分析。
关键词：连续退火机组；带钢张力；建模；系统仿真前言带钢具有合适的张力才能有效防止带钢跑偏和热瓢曲，从而使得带钢具有良好的板形。
但是带钢张力的变化波动会对带钢产品的成形和质量造成影响，甚至可能使带钢出现断带，导致连续退火机组的停产。
对带钢张力的动态特征进行分析，有助于控制带钢在连续退火过程中能够保持稳定的张力，进而提升带钢产品质量。
现代系统仿真技术由于其科学性、实用性、前瞻性等优势，得到广泛的开发应用。
本文就系统仿真技术应用于对带钢张力的动态特征进行具象分析的相关方法进行了讨论。
1张力仿真分析1、1张力仿真的应用系统带钢张力仿真系统由张力控制系统仿真和动态模型仿真两种软件组成。
结合张力的作用机理，利用现场张力控制程序以及相关的实验数据，设置张力动态的模型，并借助MATLAB7。
0软件进行张力动态模型仿真技术应用。
1、2常见的张力动态模型带钢张力产生的原理是，当带钢的两点间出现秒流量差时，带钢会发生弹性形变，进而产生张力。
带钢在连续退火炉内，由于“热胀冷缩”会对带钢出现的形变造成影响，因此带钢张力模型可以分炉内张力模型和炉外张力模型两种。
按照形变计算进行分类，炉外张力模型又可以细分成张紧辊类、开卷机类、跳动辊类、活套类。
1、3带钢张力仿真分析的应用方法（1）建立带钢模型首先截取一定长度的平板带钢，对该带钢板的上部分施加张力，从而得到“平板带钢模型”。
再借助MARC软件，运用几何非线性计算方法分析非线性静力，然后激活Buckle选项，对带钢屈曲特征值进行计算，仿真系统会给出带钢屈曲的模态，进而可以利用相关的数据测出带钢的临界张力。
浅谈连续退火机组张力模型的确定及验证
67中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2020.02 （下）1 张力模型的确定在连续退火生产过程中，机组稳定高效生产的关键在于张力设定。
目前，国内外几乎所有连退生产线对机组炉内张力的设定都是采用固定的经验表格。
张力的设定只考虑到带钢的钢种与规格这两个因素，而没有考虑到来料的实际情况对张力设定的影响。
而实际上，同一钢种和规格的钢卷实际板形也是不一样的，并且还有很大差别，如出现从大边浪到大中浪的过渡，在此情况下，如果采用同样的张力值，会影响产品质量和生产稳定性。
这样，为了保证机组的稳定运行，降低发生缺陷的概率，就必须对机组张力进行在线调整，而这必须建立张力数学模型。
因此，在充分考虑带钢板型及自身特性参数情况下，经过学习研究及生产现场的试验，确定涵盖连退机组各工作段张力数学模型如下：（1）式中，i 为连退机组位置代号，从1—11，分别表示机前、加热1—3、均热、速冷、时效1—3、终冷、机后，共11个工作段；i α、i 1β、i 2β、i 3β为连退机组分段特性系数，与连退机组各段辊的数目、型号、表面粗糙度有关系，各段特性系数值如表1所示。
j ξ为连退机组结构特性系数，不同的机组系数也不同，某冷轧连退机组结构特性系数数值如表2所示。
Di 为各段工作辊辊径。
ψ为带钢特性系数，如不考虑，则该值取1.0。
2 张力模型的验证张力数学模型是开发张力在线控制技术的基础，该数学模型必须能用于生产现场，所以用生产实践检验数学模型是最高效的方法。
现将式1所述模型应用于某冷轧厂连浅谈连续退火机组张力模型的确定及验证高轶颉（河北天择重型机械有限公司技术中心，河北 邯郸 056200）摘要：张力在线控制是连续退火机组关键技术，在连续退火生产过程中，张力精准控制具有机组稳定生产防止带钢跑偏、不产生横向条纹及改善板型的的关键作用。
而研发张力在线控制技术需要一个有效的能应用于生产现场张力数学模型。
张力设置及驱动控制浅谈 Microsoft Word 文档 (2)
连续生产线张力设置及驱动控制浅谈一. 张力的作用及数值选择1. 张力的作用及其影响连续生产线的带钢必须在张力之下运行，张力的最基本作用是保证带钢的正常运行，即使带钢尽可能沿着生产线中心线运行而不致因走偏造成边部刮伤甚至断带。
同时，纠偏辊也只有在张力足够的情况下才能起到纠偏的作用。
在镀锌生产线上，连续进行着各种工序，不同的工序各有其特点，张力的产生和作用也不尽相同。
有了张力辊，就可以把各个区域的张力隔开，在不同的区域设置不同大小的张力。
1.1开卷张力开卷张力主要是防止开卷时具有弹性的轧硬卷发生松动，在开卷机轴上发生横向偏移，形成喇叭状，影响带钢沿着中心线进入生产线。
1.2清洗段张力清洗段一般需要较大的张力，因为清洗段有很多的挤干辊、刷洗辊，不管其是在动力作用之下主动运转还是无动力作用之下被动运行，它们对带钢都有一定的作用力，如果其轴线与生产线中心线不垂直，或其水平度偏差较大，都会造成给带钢的作用力与生产线运行方向不一致的现象，会有一个侧向分力，使带钢沿辊子的表面向侧面滑行，严重时被箱体内的机件刮伤，造成断带事故，如图所示。
生产实际表明，这种现象经常发生。
防止这一事故发生的办法除严格检测挤干辊、刷洗辊的垂制度、水平度以外，就是适当加大清洗段的张力。
1.3活套张力卧式活套的张力过小除易造成钢带走偏以外，还会使钢带严重下垂，活套摆壁开合时对钢带造成刮伤甚至断带，也会使钢带和卷扬机钢丝绳产生振动而引起张力的波动。
一般卧式活套之后带钢便进入炉区，活套张力过大会影响到炉区张力的稳定。
1.4炉区张力炉区张力控制是镀锌生产线的重点和难点，这是因为炉区内带钢必须被加热到再结晶温度范围以上，而生产线出现故障，速度下降或停车时，带钢的温度会更高。
在700～800℃下的带钢的抗拉强度极低，塑性很高。
如果张力较高，甚至由于张力波动造成的瞬时张力过高，都会使带钢拉断而造成停产事故的发生。
在生产线正常运行的情况下，张力的作用也会使炉区带钢受到拉伸而发生宽度变窄的现象。
卧式退火炉炉内张力控制研究
卧式退火炉炉内张力控制研究发布时间：2023-02-20T07:27:42.275Z 来源：《新型城镇化》2022年24期作者：武俊[导读] 随着国内冷轧工艺与电气控制技术、信息技术的发展，高效率的卧式退火炉已经被广泛应用到实际生产中，逐渐替代了罩式退火机组。
中铜华中铜业有限公司湖北省黄石市 435005摘要：卧式退火炉炉内张力极易受到温度与炉辊表面摩擦力的影响，针对此问题，本文以某铜加工企业为例，说明卧式退火炉炉内张力控制过程中所存在的问题，并结合实际情况提出针对性优化策略，希望能够为相关技术人员拓展炉内张力控制提供新思路。
关键词：卧式；退火炉；炉内张力；影响因素；优化策略前言随着国内冷轧工艺与电气控制技术、信息技术的发展，高效率的卧式退火炉已经被广泛应用到实际生产中，逐渐替代了罩式退火机组。
而炉内张力便是卧式退火炉稳定通板的关键因素，合适的张力能够保障铜带高速稳定运行，帮助铜带获得良好的成型。
而且炉内张力还能对带铜形成一定纠偏作用，始终将其维持在中心线位置。
因此，加强炉内张力控制是解决炉内异常现象的主要途径，张力越稳定，控制精度越高，生产过程中所产生的波动便越小，通板速度便越快。
1.案例概况该铜加工企业所采取的退火炉机组总长超过200m，高度约为20m。
机组整体可分为三个部分，分别为入口、炉内以及出口段。
入口段相关设备会完成铜卷的焊接与清洗，出口段设备则具有卷曲、平整等功能。
两者之间为炉内段，主要功能为高温退火，此部分也是连续退火机组的核心。
该退火机组的产量为35万吨/年，最大重量在25t以下，带铜厚度为0.5mm，宽度在800-1030mm之间，铜卷内径为508mm，外径为900-1800mm。
入口段的最大速度可达到1000m/min，出口速度可达到100m/min，穿带速度最高为60m/min。
下文便对该机组及炉内张力控制中存在的问题进行说明。
2.卧式退火炉炉内张力控制中存在的问题该退火机组在生产过程中出现了较为严重的带铜跑偏现象，经过初步分析，可将铜带跑偏现象归结为温度与炉辊表面摩擦力异常两方面原因，具体如下。
退火生产线炉区张力控制系统的设计
退火生产线炉区张力控制系统的设计李冬;刘哲【摘要】退火炉作为连续退火生产线的关键设备,其张力的动稳态性能直接影响板材的质量和产量.针对连续退火生产线中炉区张力的控制问题,从影响炉区张力的因素出发,推导出了炉区张力的数学模型,提出了基于速度调节的张力控制算法,并详细阐述了炉区张力控制系统的实现方案.实践证明,此控制系统性能良好,完全满足生产线的工艺要求.%Annealing furnace is the key equipment in continuous annealing processing line.The dynamic and static performance of tension affect the quality and output of steel.The problem of furnace area tension control in continuous annealing processing line was studied.According to the primary factors that influence furnace area tension, the mathematical model of tension was derived,tension control algorithm based on speed regulation was offered.Realization of tension control was detailedly expounded.Practice has proved that the control system has played good result .It fulfills technological requirement.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)012【总页数】4页(P44-47)【关键词】退火生产线;炉区;张力【作者】李冬;刘哲【作者单位】中海油天津化工研究设计院石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心,天津300131;河北工业大学控制科学与工程学院,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TG3331 引言我国的汽车产业呈现出蓬勃的发展势头，伴随而来的是汽车产业对优质钢材品种的要求越来越高。
冷轧连退机组张力控制探索
冷轧连退机组张力控制探索【摘要】冷轧连退机组生产过程中张力控制决定最终的产品质量与合格率。
为了提升冷轧连退机组自动化控制效率，优化生产资源结构，借助新型设备对整个生产线张力进行调整，这对于优化整个连退机组生产线自动化控制以及PLC及变频器补偿设计都具有非常重要的作用。
目前，我公司冷轧连退生产线自动化程度高，在整个带钢退火过程中，张力控制通过对生产线西门子PLC与变频器传递控制信号，利用张力辊组和开卷机、卷取机、出入口后套建立张力控制模型，本文对冷轧连退机组张力进行分析，从而加深了张力控制对生产稳定运行重要性的意义。
【关键词】连退机组；张力控制；转矩；张力辊组1引言冷轧连退机组生产线自动化程度高，在生产过程中，由于张力的存在，所以保证了带钢在连续运转过程中不跑偏，张力控制对生产线起着至关重要的作用。
张力数据的调整与设置是生产中重要的数据，一般张力数据采用脉络调整，依靠入口开卷机、出口卷曲机、生产线张力辊组、出入口活套建立完成[1]。
2连退机组主要设备组成及主要工艺流程连退机组生产线按工艺流程大致包括以下内容：开卷机、焊机、入口活套、清洗段、连退炉、平整机、拉矫机，耐指纹机、圆盘剪、涂油机、分切剪、卷曲机。
在整条生产线上还分布着8组张力辊组，其构成见图1。
冷轧连退生产线开卷机按照一定的速度控制要求，将两卷带钢的带头与带尾焊接在一起。
整条生产线张力控制，通过8组张力辊完成。
同时，参与张力控制的还包括出口和入口、活套检查站、平整机[2]。
在该连退生产线前期进行清洗处理，分为碱清洗、电解清洗和热水漂洗，对冷轧带钢的表面清洗与净化。
带钢经过入口活套进入，连退炉，对带钢完成热处理，改变了带钢内部的晶格结构，从而完成对带钢硬度的处理，退火后的带钢经过出口活套和平整理，对整个带钢表面的质量进行深加工处理，然后经过圆盘点修正边部完成最后的产品。
3连退机组张力控制分析3.1PLC系统张力闭环控制流程分析根据生产带钢的品种、宽度、厚度不同权限的张力参数要不断地进行优化。
卧式退火炉炉内张力控制
卧式退火炉炉内张力控制张 冉（宝山钢铁股份有限公司硅钢事业部，上海 ２００９４１） 摘要：为避免张力出现阶跃式变化造成张力波动引起炉内张力震荡，围绕卧式退火炉炉内张力的自动控制，分别针对逻辑控制与传动控制，优化ＰＬＣ控制逻辑。
首先生成张力的设定值斜坡减小目标值的变化，平滑张力计测量值减小控制量的震荡，后经比例积分控制器进行张力控制；再经传动执行机构的优化，使用速度环的Ｓ曲线功能优化炉内传动的速度，结合转矩环的附加转矩功能进行负载补偿，有利于提高炉内张力稳定性及精度，满足各种规格产品的稳定生产。
关键词：卧式炉；逻辑控制；传动控制中图分类号：ＴＰ３１９ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８－０７１６（２０２１）０１－００７３－０６ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０７１６．２０２１．０１．０１５ＴｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｎｅａｌｉｎｇｆｕｒｎａｃｅＺＨＡＮＧＲａｎ（ＳｉｌｉｃｏｎＳｔｅｅｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００９４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｓｔｅｐｃｈａｎｇｅｏｆｔｅｎｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｔｏｃａｕｓｅｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅ，ｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｉｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｎｅａｌｉｎｇｆｕｒｎａｃｅ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｓｔｈｅＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｃｆｏｒｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｇｅｎｅｒａｔｅｓｔｈｅｓｅｔｖａｌｕｅｓｌｏｐｅｏｆｔｅｎｓｉｏｎ，ｓｍｏｏｔｈｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｏｆｔｅｎｓｉｏｎ ｍｅｔｅｒ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｇｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ａｎｄｔｈｅｎｅｘｅｃｕｔｅｄｂｙｔｈｅｄｒｉｖｅｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅＳ ｃｕｒｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｐｅｅｄｌｏｏｐｉｓｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｄｒｉｖｅｉｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅ，ａｎｄｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｔｏｒｑｕｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｒｑｕｅｒｉｎｇｉｓｕｓｅｄｆｏｒｌｏａｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｉｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅａｎｄｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｕｒｎａｃｅ；ｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ张 冉 硕士 １９８４年生 ２０２０年毕业于同济大学现从事冶金自动化专业 电话 １５９００５３９６８２Ｅ ｍａｉｌ ｚｈａｎｇｒａｎ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｃｏｍ 卧式退火炉张力控制形式分为直接张力控制与间接张力控制。
连续退火生产线炉区张力的电气控制
连续退火生产线炉区张力的电气控制在钢铁企业的板带处理生产线中，连退和镀锌生产线都是包含炉区加热的机组。
由于两种生产线工艺不同，镀锌线炉区段较短，一般炉辊在20个左右，1个炉前张力计即可以满足生产需求，所以炉区张力控制相对简单。
而连退线炉区段则要长的多，张力计数量增多，调试难度相应也加大很多。
以唐山丰南冷轧镀锌有限公司的连退线为例，炉区共有转向辊67个，中间稳定辊8个，中间托辊2个，热张辊3个，总长约1千米。
3个热张辊作为张力辊将炉区分为两个部分，炉区出入口还各有一组张力辊。
炉区入口处有炉前张力计，炉内有4个张力计，按照工艺要求的，这5个张力计将炉区分为4部分。
基于这样的炉区工艺，在带钢冷运行过程中，一定要尽可能多的发现问题，解决问题，毕竟如果冷试车都无法保证板带运行正常，那么根本无法热试。
同时冷试车过程中可以随时运行、停车，甚至断板也没有关系。
一旦热试车开始，高温下的带钢变软，产线的张力波动较冷试车更容易出现褶皱和断带。
而一旦断带，那么就要降温停产，再升温生产，造成的时间损失和经济损失都是非常严重的。
初步冷调，首先在优化调试炉辊控制装置（如逆变器、变频器等）时，加入电机软特性DROOP的设定，使炉辊维持在小转矩状态，尽量维持在+1%～+3%。
因为炉辊是速度控制，加入软特性，可避免升降速过程中因转矩波动对带钢造成影响；同时由于炉辊很多，小转距状态可尽量避免因炉辊转矩累加造成带钢张力偏离设定值。
其次，用炉前的设定张力与张力计闭环做减法去微调炉前张力辊的速度，使实际张力与设定张力相接近，一般维持在±5%以内。
由于炉前张力辊为纯速度控制，所以它的响应很快。
而炉内转向辊等的控制方式虽同样也为速度控制，但是由于我们加入了软特性，使炉辊的转矩变化很小，所以响应比起炉前张力辊要慢很多，造成产线升降速过程中因加速度不同步而产生的张力变化过大。
解决这一问题，第一，要在电机优化过程中，不要让炉前张力辊的特性过硬。
新钢冷轧连退线的卷取机张力控制技术
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Ｖｏ １ ． ３ ７， Ｎｏ ． ３
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文章编号 ： １ ０ ０ ６ ， ２ ＂ ／ ７ ７ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ － ０ ０ ３ ７ － ０ ４
中图分类号： Ｔ Ｐ ２ ７ ３． 文献标志码 ： Ｂ
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退火炉内带钢微张力控制及工艺最高速度优化
退火炉内带钢微张力控制及工艺最高速度优化摘要：机组工艺段最高速度设计只有105m/min投产以后，由于高牌号工艺水平的大幅度提高，无法满足硅钢生产线产能释放和吨钢成本降低的要求，尤其是很多时候每个月末为了完成当月订单，必须要点火再启一条连退产线，因此硅钢部提出必须要按照设备容量最大可能提速。
关键字：微张力；提速；优化前言：无取向硅钢连退生产线的任务是将二十辊轧制完成的高牌号硅钢表面清洗干净后通过脱碳及再结晶退火，消除带钢在冷轧过程中产生的应力、促使晶粒长大，并涂覆绝缘层，以保证带钢磁性能、机械性能和表面质量符合要求，炉子全长357m，共计炉辊182根，主要产品规格是高牌号S18/14/12 0.35mm，2#RTF段和2#SF段为高温段，退火炉及入出口设备具体布局如下：由于0.35mm厚的高牌号硅钢在连退线退火炉内必须要处于微张力状态，因为工艺要求炉内高温区域温度达到900摄氏度，薄带钢极容易发生形变，因此要求带钢表面单位张力要控制在在 3N/mm2以内（高温段需要不超过2.5N/mm2），确保带钢不会产生“拉窄”现象，从而保证良好的板型和磁性能，并可使横向铁损降低，同时炉区带钢表面张力过小，带钢又会在炉内发生刮边，在炉区出口会发生跑偏，因此如何控制炉区带钢微张力状态尤为重要。
鉴于以上难题，提出对高牌号无取向硅钢连退生产线张力控制系统进行了系统研究和测试，通过采用一种基于高温区炉辊无速度差的退火炉微张力控制方法对目前的控制系统进行了全面优化，确保达到工艺要求；同时全面重新核定连退线所有变频器、电机等设备的负荷情况，重新调试自动化程序、变频器参数以及张力控制模型，计划将工艺段速度由之前105m/min提高到115m/min ，直接释放产能。
一、主要研究内容① 退火炉内张力控制思路：炉内张力依靠出口张力辊无法解决问题，只能依靠炉辊自身的附加速度，但是对全部炉辊加相同的附加速度又会造成高温段炉辊结瘤，如果我们能测算出各段炉区带钢实际张力，然后进行分段精确控制，通过对高温区域前两段PH/NOF-1#RTF段以及1#SF段增加附加速度控制带钢张力，对高温区域不增加附加速度，从而既能降低高温段的带钢张力，又能避免高温段炉辊结瘤，另外对出口段CTF-RJC段炉辊增加附加速度控制带钢张力，同时保证5、6#张力辊出反向转矩来降低7#张力辊（出口速度基准辊，不控制张力）拉带钢的张力，就能保证炉区出口张力，避免带钢变形。
退火炉张力前馈控制应用研究
图 1 速度控制器原理 其中，角速度的设定值（N_REF ）是根据线速度要求计 算的得到的。
N _ REF
vREF i DACT
(1)
式中，N_REF——角速度设定值，rpm；
vREF ——线速度设定值与修正速度之和；
DACT
——实际辊的直径； i——齿轮箱的比率（电机轴的转速/齿轮箱的转速） 。 2015 年 41 期
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工业技术
能，及时、高效的反馈电力在传送过程中遇到的特殊和意外 情况，有利于使用者获取电力参数，提高使用效率，从根本 上克服了传统抄表模式的弊端，给电能管理的现代化带来了 新的气象，进而实现对电能的有效管理。 5.3 电力输送方面 现场总线技术应用于电力系统，在对电力输送方面实施 监控，主要是由 CAN 总线、上位机和监控单元组成，结合高 精度测量电路和 A/D 转换器实现了电机运行参数的在线测量。 通过设置电机额定运行参数和更换外接互感器的方法使本 系统适用于任何电压、电流等级的交流电机，系统可以采用 特定的保护算法实时地对单电机进行各种保护，同时还可以 根据连锁控制算法实现一台或几台电机的起动控制、保护停 机。 5.4 电力分配和调度方面 现场总线技术应用于电力系统，实现电力系统自动化， 其应用的一个非常重要的方面在电力的分配和调度上。传统 的厂站监控系统主要是通过电缆将 PT/CT 二次侧电参数传送 至中央控制系统，这样的方式造成了测量数据在传送过程中 的降低和减少， 导致测量精度不足， 并且随时需要人工值守， 造成对人工和设备的浪费等。基于现场总线的厂站监控系统 可采用 Lonworks 或 CAN 等现场总线技术，实时传送各种电 力参数，在中央控制系统即可观察到现场运行情况，分析各 个设备的数据信息，可取得良好效果。 （上接第 98 页） 到相邻段的张力。 以 3 号张力辊张力设定值降低为例说明 （如 下图所示） ，需要 3 号张力辊速度相对于 4 号张力辊，在目 前速度基础上再稍快点，从而使得 3 号张力辊出口的张力减 少。炉子入口开始依次各段要想保持当前张力不变，相应的 也该提速，而炉辊的“DROOP”功能限制了炉辊的提速，导 致越靠近炉子入口段带钢越松，张力调节能力慢且小，影响 张力的同时也影响纠偏辊的纠偏能力。 4 炉区的张力前馈控制 改进炉区目前张力控制缺陷的方法是采用前馈控制策 略，力争在张力产生波动之前对其进行预控制。即在前一段 张力发生变化时，预先将该变化转化成需要改变的电机的转 矩加到电机的转矩设定值上，跳过“DROOP”功能的限制。 额外转矩计算公式： 6 结语 和传统的 DCS 来相比， 现场总线技术具有更高的精确度、 经济性、可行性和可靠性，因此在电力自动化领域中得到了 广泛的应用，并且对我国电力事业的发展起到了促进作用。 现场总线在电厂、变电站和电力系统中有非常广阔的应用前 景 ，特别是在新建项目中能在可靠性、高精度、经济性等 诸多方面获得最大的效益。电力系统历来是自动化程度最高 的生产部门 ，在国内外现场总线厂家和设计研究部门的共 同努力下，基于现场总线的控制系统必将分系统、分阶段地 逐步取代现有的分散式控制系统，在未来定将成为我国电力 系统自动化的主导设备。 参考文献 [1]黄贺军.分析现场总线技术在电力自动化中的应用[J]. 应用技术，2012(20). [2]杨雨.电力自动化中现场总线技术的实践应用[J].科技 风，2011(17). [3]覃芊.谈电力自动化的未来发展趋势[J].中小企业管理 与科技(下旬刊)，2009(8). [4]李志梅.浅谈现场总线技术的应用[J].科技咨询， 2011(2). [5]苏永峰.CAN 总线技术在电力系统综合自动化的应用[J]. 电气技术，2006(9).
退火生产线入口活套张力控制系统的设计
退火生产线入口活套张力控制系统的设计退火生产线入口活套张力控制系统是一种用于控制连续生产线进口处活套的张力的自动化系统。
本系统主要由传感器、执行器、控制器和显示器组成，其设计目的是确保在生产线运行期间能够精确控制活套的张力以避免运行期间的设备损坏和停机时间。
以下是退火生产线入口活套张力控制系统的设计：
1.传感器：该系统采用张力传感器，用于测量活套的张力，以确保张力始终控制在正确的范围内。
2.执行器：该系统采用能够快速响应变化的执行器，以确保在检测到过高或过低的张力时能够立即调整活套的位置。
3.控制器：该系统采用PLC控制器，用于处理传感器传输的数据，并根据设定的张力范围自动调整执行器的位置。
4.显示器：该系统还配备了显示器，用于显示当前的活套张力，以便操作员可以轻松监控系统的性能。
总体上，退火生产线入口活套张力控制系统的设计旨在最大程度地减少生产线的停机时间和设备损坏，从而提高生产效率和质量。
连退线活套控制技术分析
连退线活套控制技术分析摘要：在冷轧生产线中，卷取机工作时必须具有一定的速度和卷取张力，其大小取决于卷取机的工作状态和产品规格。
活套是这类机组中不可或缺的重要设备。
它的作用是保证机组连续稳定运行, 缓冲由于机组中某些作业段停机或减速而导致的全线停机。
活套的张力控制是这类机组自动化控制系统中的关键技术之一,它的控制好坏直接影响机组的连续生产。
关键词：连退生产线；活套控制；技术；某冷轧厂1450mm 五机架冷连轧机生产线卷取恒张力控制中，凭借西门子TDC强大的运算能力，快速精确地完成了转速转矩双闭环P控制。
该生产线投产后采用的张力控制模式很好地抑制了动态过程中各种扰动对张力的影响，达到了较好的张力控制效果。
一、连退线机组简介连退机组主要功能是对带钢进行退火工艺处理, 以改善带钢内部晶体组织结构, 提高带钢的工艺性能和机械性能。
机组一般分为3 段:入口段、工艺段与出口段。
入口段主要完成钢卷的上卷、开卷以及焊接等工艺。
工艺段是机组最重要的部分, 机组的主要工艺功能如清洗、退火、涂层等功能都是由它完成的。
出口段主要完成带钢的剪切、收卷以及卸卷等工作。
为保证机组的连续作业, 在入口段与工艺段、工艺段与出口段之间分别设有入口活套与出口活套用以缓冲3 个作业段。
当入口段进行换卷等作业需要减速或停机时, 入口活套放套以保证工艺段速度保持不变。
出口活套也是如此, 当出口段减速或停机时, 出口活套充套以保证工艺段速度保持不变。
由于连退机组速度不高, 一般最高速度为180 m/min , 因此在活套设计上大都选用卧式活套。
活套主要由活套小车, 钢绳卷筒及传动装置组成, 由电机驱动。
活套小车移动范围大约100m , 共6 层, 最大带钢储量大约600m 。
通过活套电机正反转带动卷扬及小车来实现充放套。
为保证机组正常运行, 活套张力必须保持稳定。
卧式活套由于带钢的自重与悬垂, 稳态时带钢易抖动。
由于托辊较多, 在加减速时带钢张力易波动。
双张紧辊组配置下连退机组清洗段的张力控制模式探讨
ａ ｔｅｅｉ ｏ ｅｃｅｎｓｃｉ ｓｄ ａ ｔ ｎｉ ｏｔ ｌ ａｔ ｓ ｎｍｅ ｒ ｔｈ ｎｒ ｆｈ ｌａ ｔ ｈ ｘ ｆ ｈ ｌ ｅｔ ｎｕｅ ｓ ｈ ｔ ｓ ｎｃｎｒ （ ｎｉ ｔ ｅｅｔ ｏ ｔｅｃ ｎ ｔ ｔ ａ ｏ ｅｅ ｏ ｏ ｅ ｏ ｅ ａｔ ｙ ｅ
号张 紧辊 电机过 负载 。
关 键词 ： 退机 组 ；清洗段 ；张 紧辊 ；张力控 制 连
中 图分 类 号 ： Ｇ ５ ． 文 献标 志码 ： 文章 编号 ：０ ８— ７ ６ ２ １ ） ２— ０ ８— ４ Ｔ Ｉ５ ４ Ｂ １０ ０ １ （０ １ ０ ０ ６ ０
ｄ ｉ ｉ ． ９ ９ ｉｉｓ ． ０ ８ —０ １ ． ０ ． ２ ０ ４ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ０ ７ ６ ２ １ ０ ． １ １
ｓ ｇ ｅ ｔ ｎ ，ｉ ｃｕ ｉｇ ｔ ｈ ｒｅ ｈ ｉ ａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉｎ ｍｅ ｅ ｎ ｈ ． ｒ ｌ ｏｌａ ｕ ｇ ｓ ｏ ｓ ｎ ｌ ｄ ｎ ｏ ｓ ｏ ｔｎ ｔ ｅ ｄ ｓ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｅ ｓｏ ｔｒａ ｄ ｔ ｅ Ｎｏ ２ ｂ ｉ ｅ ｒ ｌ ｔ ｉ ｔ ｄ
入 口， 作为速 度 主控制 辊 ； ２号张 紧辊位 于清洗段 出 口， 于清洗段 张力控 制 （ 力计 在 清 洗段 用 张 入 口） 其他 辅助 辊子 （ 没辊 、 向辊 ） 采 用速 度控 制 。在 此 控 制 方式 下 ， ； 沉 转 也 出现过 张 力控 制 不稳 定 ， 张 紧辊 过 载及 带钢跑偏 的 问题 。针 对某连 退机 组 的 清洗段 出现 的这 些 问题 ， 出 ２号 提 对 张 力控 制 的 建议 ， 主要是 ： 在设 计 上尽 量减 少张 力计 与 ２号 张 紧辊之 间 的距 离， 同时辅 助 辊 参 与 张力调 节 ， 高控 制 快速性 ； 提 平衡 清 洗段 各 辊子 电机 负荷 ， 降低 辊 子磨 损 和 跑偏 ， 以 防止 ２
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给传动 的速度 给定值或者 负载补偿两种方式实 现。调节速度给
定方式控制张力 时 ， 电机 实 际 速 度 波 动 小 ； 调 节 转矩 补 偿 方 式 控
制张力 时 ， 响应时间短 。 机组 中除平整机机架 问及机架 出口侧张
力控 制器外其余 各段张力 控制都 以调节负载 补偿方 式来实现 ， 下 面以 １ 抖张 紧 辊 组 为 例 介 绍 负 载 补 偿 调 节 方 式 。 １ 样张 紧 辊 组 位 于 机 组 入 口段 ， 包 括 ２台 电 机 ， 主要 实 现 的 是 清 洗 段 张力 设 定 值 的 闭 环 控 制 。 由于 １ ＃张 紧辊 组 人 口张 力 为 开卷机张力 ， 出 口张 力 为 清 洗 段 张 力 ， 两段 张力值不 一样 ， 因此 张力 差 值 （ 人 口一出 口 ） 的转 矩 转 换 值 要 作 为 前 馈 叠 加 到 了负 载 补 偿 中。 而 在 张力 闭 环 的 Ｐ Ｉ 控制 器中 ， 张 力设 定 值 与 实 际 值 经
２ ｌ ２ 直 接 张 力 控 制 ２ ｌ ２ 。 １ 负 载 补 偿 调 节 方 式 在本机组 中实现 直接 张力闭环 控制可 以通过调 节 Ｐ Ｌ Ｃ 发
Ｐ Ｉ 调节后送到传动库 中的速度叠加值 。 Ｄ Ｒ ． Ｒ ｅ ｆ ． Ｎ — Ｒ ｅ ｆ 为送到传
动 的 速 度 给定 ， 此时 Ｓ Ｐ Ｃ ＿ Ｔ ＯＲ ＱＭＡ Ｘ， Ｓ Ｐ Ｃ ＿ Ｔ ＯＲ ＱＭＩ Ｎ 数 值 为 １ ． ０倍 的 额 定 转 矩 。
另 外 通 过 调 节 负 载 补 偿 方 式 实 现 张 力 闭 环 时 一 般 还要 激 活
电机速度 的窗 口控制功能 。窗 口控制功能主要是监控 速度 误差 值（ 速度 给定 一 实 际速度 ） 。当速度误差超 出窗 口范 围时 ， 超出部
分经 由 Ｐ Ｉ Ｄ调节 后产 生一个给定 项叠 加到转 矩给定 Ｔ ＯＲ ＱＵＥ
ｆ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ １ ２ ２ ８］
图 ４ 附加 速 度 调 节 方 式 图
负载损 耗 、 张力前 馈的转矩 转矩 值 、 张力 闭环调节 值 、 Ｄ Ｖ Ｄ Ｔ加
减速转矩补偿值等 。 此时 Ｓ Ｐ Ｃ — Ｔ ＯＲ ＱＭＡ Ｘ设 定 为 １ ． ５倍 的 额定 转矩 、 Ｓ Ｐ Ｅ Ｅ Ｄ Ｒ Ｅ Ｆ为 机 组 入 口段 速 度 基 准 值 。
［ ３ ］ 连子峰 ， 郑杭波 ， 齐国光． 基 于 ＣＡ Ｎ 总线 的分布式电池管理 系统［ Ｊ］ ．
电源 技 术 应 用 ， ２ ０ ０ ３， ６（ １ ） ： ４ １ — ４ ４
［ ４ ］ 宋海 斌 ， 常越． 基于 Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｆ ２ ４ ０ ７ Ａ的蓄 电池管理 系统 的设计 ［ Ｊ］ 低 压 电器 ， ２ ０ ０ ５ （ ７ ） ： ３ ４ — ３ ６
过Ｐ ｌ 调节产 生一调节量 ， 该值与张力差值 的转矩转换值叠加后 按 照 电机 的功率 比例分配到两个张力辊 的负载补偿 上 。如 图 ３ 所示 ，其 中 Ｔ ｏ ｒ ｑ — Ｒ ｅ ｆ ＿ Ｆ Ｄ Ｆ为张力 闭环值与张力前 馈值 的叠加
量， Ｒ ｅ ｆ ＿ Ｉ ｏ ａ ｄ Ｃｏ ｍｐ为 电机 的负 载 补 偿 。 此 时 负 载 补偿 主要 包括 ３ 结 束 语 连退 机 组 由于 生 产 的带 钢 产 品薄 、 退火温度高 、 工艺速度快 ，
传 动 ，此 时 速 度 环 产 生 的 转 矩‘ 值 很 小 ，在 Ｓ Ｐ Ｃ ＿ Ｔ ＯＲ ＱＭＡ Ｘ 和
Ｓ ＰＣ Ｔ ＯＲ ＱＭＩ Ｎ 限幅值 范 围内 ， 此转 矩值加上 负载补偿值作 为
—
Ｎ Ｅ Ｇ（ ２ ３ ． ０ ９ ） 分别 为速度的正负误 差范 围， 在 １ 样张力辊 的传动 接 口程序中值都设为 １ ０ ％。
后Ｓ Ｐ Ｃ Ｊ ＯＲ ＱＭＡ Ｘ的转矩限幅功能 （ 如 图 ２所示 ， 建张命 令后
参数 ２ ． ０ ４ 、 ２ ． ０ ５ 、 ２ ． ０ ６ 、 ２ ． ０ ７之 和 远 大 于 ２ ０ ． ０ ７ ） 。 因 此 通 过
Ｓ Ｐ Ｃ 』 ＯＲ ＱＭＡ Ｘ参数实现 了卷取机 的张力设定 。
２ ＿ ２ ． ２ 附 加 速 度 调 节 方 式 平 整 机 机 架 间 及 出 口侧 张 力 调 节 是 通 过 张 力 闭 环 产 生 附 加 速度来实现 。 在本 机组 中平 整 机 位 于 机组 出 口段 ， 为 双 机 架 ４辊 平 整 机 。平 整 机 的 机 架 间 、 出 口侧 张 力 控 制 是 通 过 分 别 调 节 １ ＃ 机架 ， ２ 样机 架 上 下 支 承辊 速 度 来 实 现 。 以平 整 机 的 机 架 间 张 力 控制为例 ， 在Ｐ Ｉ 控 制 器 中机 架 间张 力 设 定 与 实 际 的 偏 差 值 经 过 Ｐ Ｉ 调节后 产生一个附加 速度叠加到 １ ＃机 架 的上 下 支 撑 辊 电 机 的基 础 速 度 设 定 上 。 如 图 ４所 示 ， 参数 Ｄ Ｒ ． Ｒ ｅ ｆ ． Ｉ ＯＩ ｎ ． Ａ ＤＤ ＿ Ｖ 为
最终转矩给定控制传动 。 当机 组 发 出建 张 命 令 后 卷 取 机 的 基 础 设 定 速 度 上 叠 加 了 一
个建张速度设 定 Ｖ — ａ ｄ ｄ（ 穿带时该值为 ０ ） 。该速度值没 有特殊
要 求 ，只 需 要 和 速 度 控 制 器 的 Ｐ Ｉ Ｄ参 数 一 起 实 现 在 有 建 张 命 令
仅 与电池的 电压 、 电流参数有关 ， 还 可能与其他 参数有 关 ， 因此
Ｓ ＯＣ估 算 还 有 待 进 一 步研 究 。
参 考 文 献
［ １ ］ 南金 瑞 ， 孙逢 春 ， 王 建 群 纯 电 动 汽 车 电 池 管 理 系 统 的 设 计 及 应 用
［ Ｊ］ ． 清华大学学报 ： ９然 科 学 版 ， ｉ ２ ０ ０ ７ ， ４ ７ （ Ｓ ２ ） ： １ ８ ３ １ —１ ８ ３ ４
１ ３ ０
连续 退 火 机 组 张 力 控 制 浅 析
图 ３ 负 荷 补 偿 调 节 方 式 图
Ｒ Ｅ Ｆ ２上 。 如 图 ２所 示 ， ＷＩ Ｎ Ｄ ＯＷ Ｉ Ｎ Ｔ Ｇ ＯＮ 为 １时 激 活 窗 口控 制功能 ；
图 ２ 传 动 控 制 图
Ｗｌ Ｎ Ｄ ＯＷ ＷＩ Ｄ Ｔ Ｈ Ｐ ＯＳ （ ２ ３ ． ０ ８ ） 和 ＷＩ ＮＤ Ｏ Ｗ ＷＩ Ｄ Ｔ Ｈ
［ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２１ ２ ２ ５ ］
（ 上接 第 １ ２ ２页 ）
『 ２］ ｄ ａ ｔ ａ ｓ ｈｅ ｅ ｔ ｏ ｆ Ｌ Ｔ Ｃ６８ ０ ３—１ ／ ３． Ｌｉ ｎ ｅａｒ Ｔ ｅｃ ｈｎ ｏｌ ｏ ｇｙ Ｃｏｒ ｐｏｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ
ｈ ｔ ｔ ｐ： ／ ／ ｗｗｗ． １ ｉ ｎｅ ａｒ ｃｏ ｍ． ｃｎ
因此 对 于 张 力及 速度 控 制 等要 求 严 格 ， Ａ Ｂ Ｂ的 控制 系 统 很 好 的完 成 了任 务 。机 组 于 ２ ０ ０ ９年 投 产 以来 ， 张力 控 制稳 定 ， 运 行 良好 。 参 考 文 献
［ １ ］ 田红 芳 ， 田崇 法 ． ＡＢ Ｂ 控制 器 在冷 轧 机 自动 化 控 制 系统 中 的 应 用 ［ Ｊ ］ ． 世 界 有 色金 属 ， ２ ０ １ ０ ， ２： ４ ４ — ４ ６