微张力控制及活套控制原理与应用资料
微张力轧制的控制与研究
微张力轧制的控制与研究赵逸云（宝武股份武钢有限湖北武汉430000）摘要：微张力轧制是不用活套支撑器，而用主电机的传动力矩随张力变化直接控制轧件在机架间张力的一种轧制方法。
关键字：棒材、微张力、转矩、速降补偿1.前言微张力轧制是基于在轧制过程中利用软件自动测量、分析电机转矩变化及相邻轧机间张力，适时修正以实现轧机间的张力控制最佳化。
微张力轧制对高速棒材生产线安全稳定运行极其重要，常用在粗、中轧区域，可以大减少轧制过程中两机架间堆拉关系不匹配造成的产品质量问题以及导卫件损坏、堵钢等生产事故，有利于提高生产率，降低成本消耗。
2.问题描述高速棒材生产线自2022年1月试生产以来，轧机导卫件损坏频繁，并且在一、二号剪区域偶尔会因为粗、中轧堆拉关系不匹配而产生异常的浪形波动。
图一是一次较严重异常浪形偶发事件，极其容易导致堵钢，影响生产效率。
3.原因分析A．微张力的测量图二是微张力的测量示意图，当轧件通过N架轧机时，N架轧机咬钢时，计算机对N架轧机的电机转矩进行检测和储存，作为无张力转矩值；当N+1架轧机咬钢后，再检测和储存N架轧机的电机转矩。
B．微张力轧制的实现高速棒材生产线粗、中轧的各组机架间一般都由微张力控制来完成轧件的轧制，其大多是通过主传动电机转矩比较法来实现的。
具体实现原理如下：在轧件进入相邻下一个轧机之前和之后，在轧机主传动电机达到稳定运行状态的前提下，分别对本架电机的转矩值进行测量并储存，并通过比较的差值来反映堆钢、拉钢以及堆拉钢的程度，然后再由对本机架速度的调整来使转矩的差值达到允许范围以内，这个调节过程只能在轧件于各机架间的穿料过程中才能进行。
调节过程中还要对原速度设定值进行修正，然后将修正后的值储存起来，作为下一根轧件的初始设定。
C．微张力的影响因素微张力的计算容易受到电机转矩波动影响，导致其计算不准确。
轧机在轧件咬入瞬间会受到冲击使得电机的转速有一个动态降低过程，此过程会导致轧件头部产生不规则形变，轧件头部粗细不均又会导致电机转矩不合理波动。
微张力控制介绍
2 工艺设备介绍2.1 工艺设备承钢棒材厂生产线轧机为全连续式大型轧钢机，共18架，呈平立交替式布置。
主轧线的主要设备有:冷坯上料设备、步进梁式加热炉、高压水除磷系统、轧机、切头及事故飞剪、控温水冷系统、水冷淬火装置、在线测径仪、组合式分段飞剪、步进齿条式冷床、摆动式冷剪、计数、打捆、称重和收集装置、液压润滑系统。
上述所述设备的主要部分引进世界上著名的冶金设备设计制造公司—达涅利公司，其余部分为国外设计国内制造。
在这条生产线上还预留了钢坯无头焊接机、减定径机组、大盘卷等设备的空间。
加热炉为步进式加热炉，冷料的额定小时产量为150t/h，装出料方式为侧进侧出，可单排和双排装料，燃料为高炉煤气，加热炉采用气化冷却、煤气空气双蓄热燃烧技术。
全生产线18架轧机分为粗、中、精轧三个机组，粗轧机组6架轧机，中轧机组8架轧机，精轧机组为4架轧机。
其中，在第13～14架轧机具备快速换辊功能，16#、18#架轧机为平、立可转换轧机，全线轧机为短应力线轧机。
轧线上设有两台切头和事故碎段剪，一台倍尺飞剪。
在中精轧机组间的两组和精轧机后的一组水箱用于某些需控温轧制的产品的生产，需控温的规格为Φ18～40mm。
在精轧机组后设置淬火加回火处理(QTB)装置，用来对Φ12～40mm的螺纹钢进行控制冷却。
该装置由四条水冷线加一条辊道运输线组成，其中有三条水冷线是用于2～3线切分的螺纹钢的冷却，有一条水冷线是用于线轧制螺纹钢时的冷却，辊道运输线是用来运送不需QTB处理的规格。
冷床为步进齿条式，宽120m，长14m。
冷床在输入侧设有矫直板，在输出侧设有齐头辊道、编组链和平移装置。
定尺摆剪位于冷床输出辊道之后用于下冷床之后的轧件的定尺剪切。
在冷剪之后设有加速辊道和双辊道，用来将切成定尺的钢材移送到链式运输机上。
在链式运输机后部设有钢材的计数装置，自动完成成品钢材的定支包装。
在链式运输机后为钢材的堆垛装置，自动打捆机，称重装置等。
车间电气传动采用了当今较流行的变频调速技术以及先进的自动化控制系统。
微张力控制介绍
2 工艺设备介绍2.1 工艺设备承钢棒材厂生产线轧机为全连续式大型轧钢机，共18架，呈平立交替式布置。
主轧线的主要设备有:冷坯上料设备、步进梁式加热炉、高压水除磷系统、轧机、切头及事故飞剪、控温水冷系统、水冷淬火装置、在线测径仪、组合式分段飞剪、步进齿条式冷床、摆动式冷剪、计数、打捆、称重和收集装置、液压润滑系统。
上述所述设备的主要部分引进世界上著名的冶金设备设计制造公司—达涅利公司，其余部分为国外设计国内制造。
在这条生产线上还预留了钢坯无头焊接机、减定径机组、大盘卷等设备的空间。
加热炉为步进式加热炉，冷料的额定小时产量为150t/h，装出料方式为侧进侧出，可单排和双排装料，燃料为高炉煤气，加热炉采用气化冷却、煤气空气双蓄热燃烧技术。
全生产线18架轧机分为粗、中、精轧三个机组，粗轧机组6架轧机，中轧机组8架轧机，精轧机组为4架轧机。
其中，在第13～14架轧机具备快速换辊功能，16#、18#架轧机为平、立可转换轧机，全线轧机为短应力线轧机。
轧线上设有两台切头和事故碎段剪，一台倍尺飞剪。
在中精轧机组间的两组和精轧机后的一组水箱用于某些需控温轧制的产品的生产，需控温的规格为Φ18～40mm。
在精轧机组后设置淬火加回火处理(QTB)装置，用来对Φ12～40mm的螺纹钢进行控制冷却。
该装置由四条水冷线加一条辊道运输线组成，其中有三条水冷线是用于2～3线切分的螺纹钢的冷却，有一条水冷线是用于线轧制螺纹钢时的冷却，辊道运输线是用来运送不需QTB处理的规格。
冷床为步进齿条式，宽120m，长14m。
冷床在输入侧设有矫直板，在输出侧设有齐头辊道、编组链和平移装置。
定尺摆剪位于冷床输出辊道之后用于下冷床之后的轧件的定尺剪切。
在冷剪之后设有加速辊道和双辊道，用来将切成定尺的钢材移送到链式运输机上。
在链式运输机后部设有钢材的计数装置，自动完成成品钢材的定支包装。
在链式运输机后为钢材的堆垛装置，自动打捆机，称重装置等。
车间电气传动采用了当今较流行的变频调速技术以及先进的自动化控制系统。
1880热轧液压活套分析与应用
1880热轧液压活套分析与应用王启尧谢捷宝钢分公司热轧厂1880 设备车间，上海201941摘要1880热轧活套采用新型伺服液压系统，比一热轧、二热轧活套马达控制方式响应更快、精度更高。
本文主要从液压活套的伺服控制系统应用与电气控制方式等方面进行着重分析。
1880热轧活套控制系统除了传统控制方式之外，还有较为先进的张力与角度结耦控制的ILQ控制方式，前机架间还可以选择投入微张力控制。
针对三热轧活套的特点，对活套的控制方式和时序进行研究分析，提高活套在生产过程中的稳定性。
关键词液压系统、伺服阀、单位张力、ILQ控制Abstract：1880 hot rolling mill adopts new type hydraulic servo control system.，which have quick response and high accuracy than the motor control loopers in NO.1 and NO.2 hot rolling mill. The thesis mainly analyzes the aspects for the application of hydraulic looper servo control system and electrical control. Besides the convention control mode，there is also ILQ control mode in NO.3 hot rolling mill，which uses the coupling control in tension and angle. It also can choose to use looperless control in the frontal stand. It analyses the control mode and timing through the loopers characteristic in NO.3 hot rolling mill in order to advance the looper stability in production.Keywords：Hydraulic system Servo valve unit tension ILQ control1.引言目前，世界上带钢热连轧生产中的活套有电动和液压2种，电动活套采用低惯量快速直流电机驱动，一般从起套到升至工作角约0.5秒，到建立给定的张力则共需1S 左右，又根据电动活套系统中电机的转矩与带钢张力转矩、重力转矩之合成转矩成对应正比关系，以及电动机转矩与电流对应正比关系可知，直流电机的电流便是电动活套张力控制系统的主要控制对象，通过对电机电流的动态调节，可起到活套对带钢恒张力控制的工艺目标。
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张力基础知识（二）
张力基础知识（三）
为什么要进行张力控制（一）
1、稳定的传送材料 防止横向滑动 防止材料和辊子之间的滑动 防止波动 防止缠绕 如果材料张力比较小，则材料和辊子之间摩擦力减
小，就会产生打滑。如果张力继续减小，材料就 会发生粘附和松弛，甚至材料会缠绕在辊子上， 导致材料断裂甚至机器损坏，
为什么要进行张力控制（二）
2、防止变形 发生皱纹，收缩
为什么要进行张力控制（三）
3、确保尺寸精度 尺寸、粗度、宽度、厚度、孔距、折痕等 主要是考虑张力不同会影响到材料的整个拉伸度不同，从而
张力控制系统基本结构
• 张力控制最基本的结构如下图，包括收卷、放卷和进给驱 动三个部分。整个系统的收放卷速度由进给驱动电机的转 速来决定。下图中的系统为传统形态的张力控制系统结构， 采用了磁粉制动器和磁粉离合器的形式。
张力控制的类型
在实际的工程应用中，最常用的张力控制模 式主要有以下两种：
1、磁粉制动器（离合器）+张力控制器模式 2、张力控制专用变频器模式
卷径计算方法（一）
张力控制的核心实际上就是转矩控制，而转 矩与张力的换算系数就是卷径，卷径的计 算是张力控制的一个关键内容。
磁粉制动器（离合器）
原理：磁粉制动器（离合器）是采用磁性铁粉作为 扭矩传递媒体，其扭矩特性与滑差无关，其实际 传递扭矩与励磁电流成正比。
优缺点： 张力控制比较稳定，控制方式简单。 在旋转过程中，磁粉和旋转轴一直处于摩擦状态，
由于散热的原因，无法实现高速的卷绕。随着制 动器温度的升高，会出现传递转矩下降的现象。
张力控制培训精讲
卷径计算方法（三）
厚度积分法 对于实际卷材具体可以分为带材和线材，我们的变频器中对 于带材和线材专门做了不同的处理，实际上带材就是每层 一圈的线材。 计算公式： • 收卷：D = D0+2×n×d。 • 放卷：D = D0-2×n×d。 其中 ： D0 初始卷曲直径 n 收、放卷圈数 d 带材平均厚度 关键点：收放卷圈数的确定，具体方式可以通过编码器脉冲 信号、接近开关信号两种方式来进行。
张力控制方式（三）
2、卷径检测式张力控制方式
张力控制方式（四）
所谓卷径检测方式就是在变频器收卷和放卷 过程中，自动检测卷径的变化，并实时调 整收卷和放卷的力矩的方法。其又称为半 自动式张力控制或者是张力开环控制。 问题：由于受到执行机扭矩变化、线性和机 械损耗等影响，张力绝对控制精度不高。 应用场合：多用在用户无法安装张力反馈装 置的场合。
磁粉制动器（离合器）
原理：磁粉制动器（离合器）是采用磁性铁粉作为 扭矩传递媒体，其扭矩特性与滑差无关，其实际 传递扭矩与励磁电流成正比。 优缺点： 张力控制比较稳定，控制方式简单。 在旋转过程中，磁粉和旋转轴一直处于摩擦状态， 由于散热的原因，无法实现高速的卷绕。随着制 动器温度的升高，会出现传递转矩下降的现象。
张力控制方式（五）
3、全自动张力控制方式
张力控制方式（六）
全自动张力控制方式实际上就是张力闭环控制，其 对应张力控制系统内部有张力传感器。其实际控 制模式为张力的PID控制器。 优缺点： 对于该种控制方式，当PID参数调节不当时，其跟 踪效果会比较差，特别是系统内部出现一个比较 大的扰动时，会出现一个很长的调节过程，影响 整个系统的稳定。 由于其进行了张力的闭环控制，其可以实现高精度 的张力控制。
为什么要进行张力控制（二）
棒材连轧机组自动化系统构成及微张力控制
棒材连轧机组自动化系统构成及微张力控制摘要：对某轧钢厂小型棒材连轧机组自动化系统布局、设备选型和功能进行了介绍，目的对类似轧钢行业在自动化系统设备设计和选型过程中提供一个借鉴和帮助；通过重点介绍微张力控制原理、微张力采集、微张力在交流／直流电机中的计算以及工程实现方法，对微张力控制在工程中的实际应用提供一个思路和方法。
此自动化系统设计合理，布局紧凑，微张力控制运行稳定。
某轧钢厂引进国外棒材连轧技术加热炉由法国STEIN公司提供，轧机设备由意大利POMINI公司提供，电气商为德国SIEMENS公司。
连轧机组由18架轧机和4架减定机组成，设计能力为年产60万t棒材，于2000年建成投产，产品覆盖从螺纹钢10X3的三线切分到ø65mm圆钢。
1 自动化系统的布局和设备选型某轧钢厂棒材连轧机组自动化系统自顶向下分为3级，即过程控制级、基础自动化级和传动及仪表级，如图1所示。
过程控制级选择高档的SIEMENS的PC网络服务器作为人机界面HMI和计算机二级PLC服务器；各级系统软件选用微软WINDOWSNT4.0作为基础软件平台；计算机二级系统用ORACL正数据库和VC++6.0语言作为应用软件的开发平台；各操作台的人机口使用SIEMENS的WINCC软件作为应用软件；基础自动化使用SIEMENS的PCS7 V4.0作为应用软件开发平台；PDA数据采集系统使用IBA公司的PDA软件作为数据采集应用软件平台，原来系统软件为WINDOWSNT4.0现升级为WINDOWSXP系统。
基础自动化加热炉燃控系统由法国STEIN公司提供，采用德国SIEMENS公司PLC，CPU型号为CPU414-2DP；其它控制系统PLC由德国SIEMENS公司提供，全部采用CPU型号为CPU416-2DP。
各PLC与工程师站（PC机）采用MPI接口通信，波特率设定为187.5kb／s。
各PLC之间的通信采用工业以太网（industry ethernet）通过CP443-1板通信。
冷轧活套速度与张力控制
冷轧活套速度与张力控制作者：林伟来源：《无线互联科技》2014年第11期摘要：活套控制系统是由电流调节器当中的“速度”、“张力”、“位置”调节而构成的双向调速系统。
随着现代社会生产领域的快速发展，对于令轧工艺要求越来越高，这对于实践而言是一种良性促动，能够进一步强化现代重工业的生产质量及其管理效能。
本文就冷轧活套速度与张力控制相关问题做以阐述，以期研究内容能为实践工作的推进带来帮助。
关键词：冷轧活套；速度；张力控制随着产业相关工艺技术的不断完善，工业领域的生产质量较以往有了很大的提升。
通过分析冷轧活套的作用、控制方法及相关设备的使用策略，可以凭借相关的研究成果对冷轧过程中的轧制质量做以改善。
在实践中，活套张力控制的效果取决于对活套带钢张力变化情况的掌握，从具体环节来看，入口活套的张力是通过电机设备的电枢电流直接反应出来的。
因此，相关工作人员在执行操作时，要注意张力分配环节的处理，并做好活套同步控制操作。
现阶段，利用全数字直流调速器与冷轧设备的张力控制进行整合应用，其效能突显。
1 浅析冷轧活套速度对实际工作的影响从实践经验来看，各类轧材的精整工艺线的连续性较为重要，简单来说，冷轧活套速度将直接影响加工成效。
既然如此，在进行实际生产时，生产管理人员将一般机组分为三个核心段位来处理，即入口段、工艺段与出口段，且环节与环节之间需要利用工艺的特性将其区分开，由此可见，各类轧材的精整工艺线的中间环节不可或缺，支撑着整个生产线的可持续运作[1]。
另外，从整个制备工艺过程来看，由活套区出来的带卷经过机械设备的轧制以后，同样也是由卷取机将带卷卷到相应位置，接下来，进行整个工艺环节的核查与称重等工作。
实际上，冷轧活套对机架结构起到了一定的缓冲作用，这是因冷轧活套速度所导致的，可见令轧活套速度对实际工作的顺利执行有着直接影响。
从具体的运作过程来看，冷轧活套对机架结构的作用是依赖活套的中间环节来实现的。
在生产运作时，轧制的带钢从一台机械设备上脱离后，会同时在另一台开卷机设备上完成与作业目标相匹配的带头准备，并使之前的带卷后部与下一带卷的前部位置焊接起来[2]。
棒材微张力控制和活套优化控制原理
棒材微张力控制和活套优化控制原理摘要：随着我国经济的不断发展壮大产，钢铁产能开始过剩，特别是2008年金融危机和钢铁寒冬后，市场对钢材的需求在下降，而对钢材的质量要求越来越高，促使钢铁企业不断对生产工艺进行改革创新，降低企业生产成本和提高产品质量。
近几年，棒线型材厂也不断的对原有的棒材生产线进行新工艺新技术的改造，突出的有四棒直供改造、无间隔轧制应用、微张力控制和活套优化控制的应用等等。
其中微张力控制和活套优化控制对于提高成品尺寸均匀性有很大成效，能大大提高产品质量和负偏差利用率，也降低了操作工手动调整张力的劳动强度。
关键词：棒材；微张力控制；活套优化控制；原理引言柳钢棒材生产线由加热炉、主轧线、精整后区组成。
柳钢棒材生产线生产原料为：165mm*165mm*10m的钢坯，成品有12mm~40mm的螺纹钢和16mm~75mm的圆钢。
棒材主轧线由1#~18#轧机、1#~3#飞剪、1#~7#活套、变频辊道ABC段、裙板抛钢装置、穿水等设备组成。
与之对应的软件控制系统由轧机控制系统、飞剪控制系统、活套控制系统、变频辊道控制系统、裙板抛钢控制系统、穿水控制系统组成。
其中轧机控制系统和活套控制系统用来控制和调整每架轧机的电机转速，使轧机与轧机之间的金属秒流量无限接近相等。
每架轧机的电机转速是通过工艺技术科设计的每道料型尺寸的面积、成品机架速度、轧辊工作辊径、减速齿轮箱的齿轮比例计算出来的。
比如：用165mm*165mm*10m的钢坯轧制28螺，成品长度=0.165*0.165*10/3.14*0.014*0.014=442.36m，设计小时产量130吨，也就是一个小时大概要轧62支钢=130/2.1t，那么轧制一条钢间隔时间大概58秒=3600秒/62，如果两支钢的轧制间隔时间为5秒，那么轧制一条钢需要53秒左右，需要的成品机架速度=442.36m/53秒=8.34m/s.确定好成品机架速度后，就可以根据工艺技术科计算出来的延伸系数，计算出每架轧机的轧辊线速度。
活套控制在热轧带钢研究与应用
活套控制在热轧带钢研究与应用摘要本文对热轧带钢精轧控制系统中的活套系统的高度和张力控制作了较为全面和深入的研究，完成了二维模糊套高闭环控制器的理论研究和应用，为企业取得良好的经济效益提供了可靠的技术基础。
关键词活套控制；模糊控制近年来，随着社会发展与科学技术的进步，用户对钢铁产品的质量、品种、性能等各方面的要求越来越高。
例如，在外形尺寸精度方面，成卷提供的宽幅冷轧带钢，厚度精度已经达到0.002mm，热轧板卷厚度精度已达0.025mm。
这就为带钢轧制进一步增加了难度。
成品带钢的质量又与精轧控制精度密切相关。
因此，如何提高精轧机组的控制精度，是优化产品性能、质量的关键。
恒定活套量和小张力轧制是现代热轧精轧机组的一个基本特点。
在轧制过程中，由于主传动系统总是存在着动态咬钢速降，在稳定轧制阶段又总是存在着各种外部干扰，不可能始终保持各机架之间的速度匹配关系，所以设置活套的主要目的，就是在于检测到这些偏差，进而通过高度调节吸收这些活套量，使得生产正常稳定。
1活套控制系统1）工艺概述。
莱钢1500mm热轧带钢生产线中，精轧主要实现厚度轧制及板形上的精确控制。
精轧机组主要设备有：E2立辊轧机一架，F1—F6万能四辊轧机6架，低惯量活套5套，弯辊、窜辊装置及中间导卫装置等。
中间坯由立式轧机（E2）进行最终的定宽后，依次进入精轧机组（F1—F6）连续轧制。
通过套高调节系统使轧机自动调速，并通过张力调节系统使带钢在微张力、恒张力状态下轧制，保证产品的尺寸精度。
精轧机组可将中间坯（17-40mm）轧制到成品厚度（1.5～20mm）。
2）活套控制系统简介。
活套控制系统包括活套高度自动控制和活套张力自动控制。
所谓活套高度自动控制就是以某一设定的活套高度（一般活套辊摆角角度为20°~25°）为基准，用调节轧机速度来维持活套量恒定，即在由主传动速度控制系统及活套装置的套量信号（活套辊摆角信号）所组成的活套高度闭环控制系统中，当实际的活套高度（活套量）与基准值不等时，用其差值控制上游机架主机速度，纠正秒流量偏差，以保持活套量恒定。
带钢活套控制系统的工作原理及应用分析
带钢活套控制系统的工作原理及应用分析作者：邱爱民来源：《中国科技博览》2013年第16期摘要：本文介绍了南钢带钢厂活套控制系统的工作原理和应用情况，分析了现场使用中出现的问题，并提出了操作规范及改进措施，为该系统的科学运行提供了帮助。
关键词：活套控制系统；分析；操作规范；改进措施中图分类号：TM5711 引言在带钢生产过程中，轧件会在轧机间产生一定的套量，同时由于板型调整、温度波动等因素也会造成套量持续变化，设置活套的主要目的，就是在于检测这些变化的套量，通过活套角度变化调节吸收套量，使钢带轧件在轧制过程中不产生折叠和拉伸，确保钢带质量的稳定。
活套控制系统是实现连轧自动控制的重要一环。
南钢带钢厂中精轧控制系统经过03、06年两次升级改造，已具备一定的硬件基础，活套的自动化控制是能够实现的，然而在实际使用中却出现了一些问题，活套控制不够稳定，活套系统重要的闭环自动控制更是被弃之不用或仅能部分使用。
随着南钢带钢向优特钢企业转型，用户对带钢产品的质量、性能要求越来越高，工艺对活套控制系统提出了更高的要求，因此我们必须从规范操作及设备改进入手，重新认识活套控制系统的重要性，确保今后该系统的科学运行。
2 活套控制系统简介南钢带钢活套系统由六台活套（H1—H6）组成，它们分别用来吸收六台平辊（JP1—JP6）、两台立辊（JL1-JL2）轧机在轧制过程中产生的不同套量，达到稳定生产，确保钢带产品质量的目的。
活套在轧线上的分布如图1所示。
图1 活套轧线分布图活套系统执行部件采用ZZJ系列直流电机，H1、H2活套电机功率为15KW，其余为11.2KW直流电机，它们具有小惯量特点，同时也能满足频繁起动及恒转矩工作的要求。
电机驱动组件主要由6套西门子6RA70全数字直流调速装置（单象限）及PLC系统构成。
起套角度由光电编码器进行测量反馈，操作人员通过上位机及操作台监视和控制各活套系统的运行，活套控制系统原理如图2所示。
棒材轧钢生产中间接微张力控制及活套器的作用
棒材轧钢生产中间接微张力控制及活套器的作用张凯;胡阳;马月慧【摘要】首先对棒材轧制时微张力控制的基本原理进行了介绍，并充分利用电流和速度的间接控制作用以及活套器的控制作用，实现了各个轧机区之间机架平稳的推、拉，使得轧制产品的截面达到国际规定要求。
【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2016(023)004【总页数】1页(P137-137)【关键词】棒材轧钢生产;微张力控制;活套器作用【作者】张凯;胡阳;马月慧【作者单位】山东钢铁股份有限公司莱芜分公司棒材厂，山东莱芜271104;山东钢铁股份有限公司莱芜分公司棒材厂，山东莱芜271104;山东钢铁股份有限公司莱芜分公司棒材厂，山东莱芜271104【正文语种】中文某车间棒采生产线主要由冷床、加热炉区域、原料区域、成品收集区域组成，轧机区域由18架轧机组成。
其中1～6属于粗轧区，7～12属于中轧区，13～18为精轧区。
整个生产线使用连续高速无扭轧制工艺，1～10轧机之间的轧件使用微张力进行控制。
11～18轧机为无张力控制，本文重点对棒材轧制生产过程中微张力和活套器的控制功能进行探讨。
2.1 无张力矩的储存由于该系统中缺乏张力测量元件，而微张力控制是为了实现轧机可以在无张力矩下进行轧制，因此，计算和保存无张力矩就成为了微张控制的重点。
无张力矩主要是由轧件的头部来确定的，如图1所示。
轧机进入到第一机架，但是没有进入第二机架时，一机架为无张力轧制的状态下，需要在进入到第二机架之前将第一机架的无张力矩确定出来并做好记录工作。
轧件在进入到第二机架后，由于一机架和二机架之间的速度会出现变化，需要对第二机架速度进行调节后，让第一机架恢复到记录下的无张力矩值。
当一机架调节的无张力矩值后，在第三个机架咬入轧件之前，第二机架会保持在无张轧制的状态下，这时需要将二机架无张力矩确定出来并做好记录。
如此依次推算出所有的机架。
锁定调整好的各个机架之间的速度级联关系，为下一次的生产使用。
微张力控制在中小型轧机中的应用
微张力控制在中小型轧机中的应用摘要:莱钢中小型材的热连轧生产线,采用的为多架轧机轧制的次序来完成,微张力控制在其中的作用非常突出,在没有采用微张力控制的热连轧系统中,钢材的质量达不到标准要求,本文从微张力控制的核心部分作了详细介绍。
关键词:微张力钢坯内张力电机转矩R因子1 前言莱钢中小型材的热连轧生产线是国内技术较成熟的一条生产线,其中的张力控制是核心控制部分。
为了实现无张力控制,理想上应使轧机各机架速度的“秒流量”相等。
为了保证产品尺寸精度,提高轧制产品质量,避免由于各种原因导致的堆钢和拉钢,需要在轧制的各个机架之间尽量避免张力产生,由于粗轧区轧件截面积比较大,不易形成活套。
所以采用微张力控制技术。
2 微张力自动控制系统的组成莱钢轧钢厂中小型材轧机的全部机械设备由意大利DANIELI公司提供。
其电控设备由瑞典ABB公司提供,它按照集散控制系统的组成,由上到下分为操作站设定级、过程站控制级与传动执行级。
其控制功能如下:(1)操作站设定级完成与微张力自动控制有关的上层设定及其系统监控功能,主要是微张力控制粗轧机组态的选择,即通过画面设定哪几架轧机之间被选作微张力控制,哪几架轧机之间被选作自动活套控制。
对微张力控制中相邻两机架之间的张力大小进行设定。
(2)过程控制站为ABB的MP200/1,主要完成与微张力有关的物料跟踪、逻辑时序互锁、传动执行级的速度级联、速度给定及微张力控制算法等功能。
(3)传动执行级主要完成微张力控制部分轧机的传动,在系统中由DCV 700全数字直流调速装置完成。
3 微张力的控制原理(1)微张力控制实质上是通过对相邻两工作机架中上游机架的电机转矩进行检测,并加以存储记忆,形成表示钢坯内张力大小的张力实际值,它与设定的张力给定值的偏差,通过比例、积分控制校正上游机架的速度来协调上下游机架之间的关系,以实现微张力控制。
实现微张力控制的关键是准确测量各轧机的轧制力矩,系统通过检测对应机架电机的电枢转矩经过滤波、补偿等计算间接得到轧机的轧制力矩值。
微张力算法在活套控制中的应用
微张力算法在活套控制中的应用于景辉;赵德琦【摘要】带钢热连轧现场中的精轧区域经常由于二级设定秒流量不匹配导致前后机架速度设定不匹配,这种机架间速度的不匹配造成带钢头部拉窄、拉薄,通常将此现象称之为拉钢.通过计算活套上游机架的主电机功率得到实际的带钢张力,利用此算法对活套高度闭环做出及时的补偿,使拉钢时间尽量缩短.该算法在某带钢热轧现场投入使用并取得了一定的应用效果.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2019(041)004【总页数】3页(P55-57)【关键词】带钢热连轧;拉钢;高度闭环;微张力算法【作者】于景辉;赵德琦【作者单位】马鞍山钢铁股份有限公司制造部,安徽马鞍山243000;北京科技大学设计研究院有限公司,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TG334.91 前言众所周知，张力是连轧过程的一个重要现象，各机架通过带钢张力传递影响、传递能量而互相发生联系。
张力是由于机架间速度差而产生的，从两个机架间来看，如果由于某种原因（外扰量或调节量变动时）而使i号轧机带钢出口速度减小（可能是轧辊速度减小，也可能是由于压下率等其他工艺参数变动，造成前滑量减小），结果使i号和i+1号机架间的带钢拉直而产生张力［1］。
在轧制某些规格的带钢时，精轧区域过程控制级（简称L2）向基础自动化级（简称L1）下发的设定由于计算的秒流量不匹配造成前后机架压下率或者速度不匹配。
通常这种前后机架压下率或者速度设定不匹配的情况会引起机架间带钢套量过大或者过小，后者俗称“拉钢”。
而拉钢现象明显体现于前后机架穿带后电流相差过大（后机架＞前机架），活套角度低于正常设定角度。
当带钢对活套施加一定外力情况下，传统的液压活套油压传感器检测计算得到的带钢张力就不能反映真实的带钢张力。
针对这种拉钢现象，在某带钢热连轧现场利用传统的微张力算法对其进行简化得到一种新的带钢张力检测方法，通过这种方法判断当前是否处在拉钢现象并及时对活套高度闭环做出补偿，在一定程度上缓解了由于拉钢引起的带钢头部拉窄拉薄等不良现象。
微张力控制在高速线材生产中的应用
２ＮａＡ（ｌ ＯＨ） ４＋４ＮａＨＣＯ３＝Ｎａ２Ｏ·Ａｌ２Ｏ３·２ＣＯ２·５Ｈ２Ｏ
＋２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
（ ５）
反应条件的不同， 直接导致了产物中结晶水数
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在以后的生产中对此还要不断进行优化， 使系统能 更好地满足生产工艺的要求， 达到较高的稳定性， 安 全性和可靠性； 提高产品质量、生 产效率和 成材 率 ，
过程控制级 为 ＳＩＥＭＥＮＳ 的 Ｓ７－ ４００ ＰＬＣ， 主 要 完 成 与 微 张 力 控 制 有 关 的 物 料 跟 踪 、逻 辑 时 序 联 锁 、 传动执行级的速度级联、速度给定及微张力控制算
收稿日期： ２００６－ ０５－ ３１ 作者简介： 李泽光（ １９７４－ ） ， 男， 河南安阳人， ２００１ 年毕业于中南大学 机电工程专业。现为安钢工程师， 主要从事轧钢自动化方面的工作。
ΔＴ（
ｉ） ＝Ｃｍφ（ Ｉ（ａ
ｉ） －
Ｉｆ ） ·Ｎａ μｓ Ｎｂ
（ ４）
式中 Ｉ（ａ ｉ） — ——实际轧制时， 电机的电枢电流采样值；
Ｉｆ— ——自由轧制时， 电机的电枢电流采样值；
Ｎｂ— — — 弱 磁 点 的 电 机 转 速 ；
Ｎａ— — — 轧 制 过 程 中 弱 磁 后 的 电 机 转 速 。
级、过程级和传动级三部分组成。通过具体分析“ 电流 － 速度”控制原 理和 微张 力参数 的计 算， 由 转速 的调节 实现 张力 的改
变， 在高线的初、中轧机上实现了微张力控制。实际运行效果表明， 系统结构合理， 性能稳定， 提高了轧机的作业率和产品的
成材率， 摆脱了生产过程对人的经验的依赖。
张力控制培训PPT课件
同步匹配频率
f = (V×N×i) / (60×π×D) • 其中： • f变频器当前匹配频率 • V材料线速度 • N电机极对数 • i机械传动比 • D转筒卷径
张力控制的类型
在实际的工程应用中，最常用的张力控制模 式主要有以下两种：
1、磁粉制动器〔离合器〕+张力控制器模式 2、张力控制专用变频器模式
磁粉制动器〔离合器〕
原理：磁粉制动器〔离合器〕是采用磁性铁粉作为 扭矩传递媒体，其扭矩特性与滑差无关，其实际 传递扭矩与励磁电流成正比。
优缺点： 张力控制比较稳定，控制方式简单。 在旋转过程中，磁粉和旋转轴一直处于摩擦状态，
卷径计算方法〔四〕
编码器法 D=V/πT 其中： V为实际卷材线速度〔通过编码器测得，由于编码器安装在
进给辊上，其对应的卷径固定，因而其线速度固定〕 T为实际收〔放〕卷筒的旋转周期，其可以通过加装在卷筒
上的接近开关来测得。 关键点：编码器安装在进给辊上，该现象适用于无法在卷筒
上安装编码器的场合。 注：其实对于我司变频器完全可以通过调节减速比来实现以
由于散热的原因，无法实现高速的卷绕。随着制 动器温度的升高，会出现传递转矩下降的现象。
张力控制专用变频器
张力控制器和卷筒驱动装置结合为一体，节 省安装体积和本钱。
根本上大的变频器厂家全部都有自己的张力 控制专用变频器，其中，我司张力控制专 用变频器与爱默生TD3300、汇川MD330的 控制方式根本类似。
张力根底知识〔一〕
1、什么叫张力 对线材、带材的外表拉伸力就是张力。 2、应用环境 其常应用在长材料的加工过程中，比方：纸
、胶片、线、电缆、各种薄膜和绳等
张力根底知识〔二〕
微张力控制原理
微张力控制原理
魏玉生
【期刊名称】《酒钢科技》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】随着计算机工业控制技术的发展,线棒材轧机的自动化装备水平的不断提高,轧机自动控制的功能也越来越完善,本文以ABB高速线材机为例,详细介绍了轧机调速系统的微张力控制原理及调试方法。
【总页数】5页(P234-238)
【作者】魏玉生
【作者单位】炼轧厂大棒作业区
【正文语种】中文
【中图分类】TG334.9
【相关文献】
1.型钢往复连轧中微张力控制的基本原理简介 [J], 李深;焦晓东;张学政;梁玉萍
2.高速线材轧机微张力控制工艺的优化改造探讨 [J], 齐亮彬
3.三钢高速线材生产线微张力控制和自适应控制系统综述 [J], 郑东棋
4.三钢高速线材生产线微张力控制和自适应控制系统综述 [J], 郑东棋
5.浅谈PID在冷轧生产线双主动轧机微张力控制中的应用 [J], 陈伟;王刚领
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同其他部门的负责人讨论，以检查那些跨部门的工作的进展情况。
同行业竞争对手相比较的目标业绩水平。 把全体人员召集起来，分析限制业绩水平提高的主要原因。
（三）成立设计小组
发起人 拥护者 “群策群力”顾问 推动者（内部）
拥护者是可以代表发起人的管 理者，加上涉及该问题的每个 部门出一位人员（推动者） 界定问题范围，搜集数据，选 定核心小组成员，为每个小组 确定启动问题和设定子目标， 计划日程，后勤保障，制定会 议的总计划，而且协助和监督 准备工作
目
录
一、钢铁行业现状 二、群策群力概述 三、设计阶段 四、引导阶段
五、实施阶段
传统的组织观点
研究与开发
生产
营销与销售
“筒仓”现象
系统（水平）的组织观点
研究与开发
新产品创意
生产
营销与销售 需求
研究 产品说明 产品开发
生产车间
营销 订单
促销
客户
设计
生产车间
生产车间
销售
产品
材料 供应商
绩效改进最大的机遇在 职能部门的 交叉界面上
没有它，通用电气可能达不到今天的地位， 它是通用电气DNA的一部分。
----杰克.韦尔奇
从1981年韦尔奇就任总裁到1998年，GE各 项主要指标一直保持着两位数的增长。在此期 间，GE的年收益从250亿美元增长到1005亿美 元，净利润从15亿美元上升为93亿美元，而员工 则从40万人削减至30万人。到1998年底，GE的 市场价值超过了2800亿美元，已连续多年名列财 富世界500强（Fortune 500）前列。
（三）钢铁行业今后的竞争态势
威胁： 1、产能利用率低 2、资产负债率高 3、供应链脆弱 4、银行授信压缩 机遇： 1、“城镇化”建设加快 2、棚户区改造加快 3、环保治理力度加强
竞争策略：
1、优化产品结构，提升产品档次
2、资源综合利用，发展循环经济 3、延伸产业链，提高服务水平
4、提升管理水平，增强风险管控能力
（一）什么是“群策群力”
“群策群力”的核心是很简单的，它是基于下述被公认的原理：
1. 一线员工对企业的运营和管理问题最清楚 2. 团队智慧大于个人智慧的假设。
3. 员工对自己提出的建议有更大的热情来实施
当这些人----不管他们在组织中的职位如何----他们的点子被征集并立 刻成为行动后，活力、创造力、和生产力就源源不断地从组织中释 放出来。
（四）新兴铸管简介
前身是2000年由总后原生产部和军需系统78户企事业单位整合而 成。10年前，这些被整合的单位中，有超过六成处于亏损状态，重组合 并财务报表，整合集团净亏损额8100万元，营业收入不足70亿元，然而 10年后，2011年10月资产总额653亿元，全年营业收入1480亿元，利润 38亿元。 新兴铸管是全球离心球墨铸管最大的供应商之一，30%的产品销往 全球108个国家和地区，与久保田、法国圣戈班旗下的穆松桥并列第一阵 营。但新兴铸管的年产销量已超越久保田与穆松桥，位居全球首位，国 内市场占有率达45%。
（二）企业效益“冰火两重天”
2012年29家上市钢企实现利润-113.6亿元，其中盈利企业18家，共实 现利润136.8亿元，宝钢（74.7亿）、新兴铸管（17.9亿） 、太钢不锈
（10亿）、方大特钢（5.23亿）共实现108亿元。
09年以来吨钢材利润比较
400 315 261 154 105
300
各个层面的参与增进员工的积极性 关注“延伸性” 开发“系统思维” 鼓励横向思考 给与真正的权力和责任 导入快速的周期变化和迅速制定决策
（三）“群策群力”为企业带来9大利益
1. 推倒企业“部门墙”，增加企业灵活性 2. 提升企业执行力，建立执行型文化 3. 迅速解决企业内大大小小的问题 4. 优化业务流程，使组织运作简单化，提高运作效率 5. 激发员工积极性和主动性，全面挖掘员工智慧 6. 建立企业持续变革的动能—提高企业“组织能力” 7. 创建组织新型的对话方式 8. 转变企业经理的管理方式—真正“领导团队” 9. 提升企业的组织学习能力
活套微张力控制原理与应用
王静宇 2014年3月
目
录
一、液压活套的工作原理和控制特点 二、活套微张力自动控制系统的总体设计思想 三、设计阶段 四、引导阶段
五、实施阶段
（一）全行业持续亏损
大中型钢企吨钢材利润
150 105 100 58 50 0 -50 -100 -75 56
-18.5
-36.77
（四）制定“群策群力”目标
在4周内将客户订单的处理周期减少50％ 再不增加成本的前提下，3月内将产品关键质量指标提升20% 在不降低客户满意度的前提下，在100天内将客户服务成本减少 10％ 在3个月内将生产效率提高20％，而且始终达到服务标准 销售机会最大化，而且在“群策群力”实施的12个星期内提高 500万的收入 减少250万一55万的直接索赔费用，而且在本年末将生产效率提 高10％
200 100 0 -100 -200 -300 -400 -500 58 45 -88 2009年
270 151 56 -35 154 101 43 -75 2012年 -186 -18.5 -24 -50 2013年1~6月
2010年
2011年
-416
吨钢材利润
新星铸管
方大特钢
涟钢
（三）方大特钢简介
（四）制定“群策群力”目标
业务问题
降低成本或费用
SMART原则 S——SPECIFIC M——MEASURABLE A——ATTAINABLE R——REALISTIC T——TIME 明确 可衡量 具有挑战性 现实 时限
改善某个获利的方面
提高对客户的服务或 满意度 提高生产效率或现行 工作方式的效率 整理、分析项目实施前 6~12个月相关数据
（一）什么是“群策群力”
“群策群力”实际上是一个非常简单、直接和流程化的过程：
提出解决 办法制定 行动计划 管理者当 场决定可 行与否 定期检查 进度确保 目标实现
定义企业 问题,设定 欲达目标
成立跨部 门级别小 组
提交建议 给管理者
建议者进 行实施
一系列的流程和工具确保来自涉及该业务 问题的每个部门）
涉及该问题的所有部 门的最高管理者，或 被授权的管理人员。 参加“城镇会议”， 。发起人还要选出拥 护者，最后，要向所 有叫来参加“群策群 力”的人发出正式邀 请。
团队领导负责每个小组，引 导想法产生、行动计划、“ 城镇会议”介绍和保证工作 计划的实施 成员主要是“群策群力”参 与者，然后通过头脑风暴、 挑选点子和提交建议参与解 决企业的业务问题。一旦发 起人给某些想法亮了绿灯， 一些团队成员就成为建议所 有者，并得到授权负责实施 他们的想法
2012年，中国大陆粗钢产量为 71654.2万吨，同比增长3.1%。河北省 2012年产钢1.64亿吨以上，比全球钢 产量第二的日本多至少5000万吨，是 美国全国产量的1.8倍，印度的2.1倍， 俄罗斯的2.33倍，德国的3.85倍，与欧 盟27国的钢产量总合相当。
上半年累计亏损企业35家，亏损面高达 40.7%，同比扩大3.49个百分点。上半年会员钢铁 企业中，盈利前10家企业累计实现利润98.65亿 元，亏损前10家企业累计亏损91.25亿元。其中， 销售利润率仅为0.13%
1. “群策群力”介绍会 简短介绍“群策群力”的目标和日程以及最终的活动“城镇会议”评论过程和规 定（没有不可更改的流程，没有指责，没有拉帮结派，没有抱怨，只有对解决办 法的关注） 问候和欢迎 评价与会代表覆盖的宽度（不同的职能部门、子公司、地区等等） 评价“群策群力”要解决的业务问题以及挑选这一主题来关注的原因 基于个人经验对“群策群力”的评价
（五）“群策群力”的角色确定– 发起者的主要工作
提出业务问题。由发起人提出需要解决的业务问题，直接转入项目计划阶段推进
实施。 确定业务问题。业务问题的选择应符合成果容易获得、短时间内能够解决、须跨
单位协作等基本条件。 确定设计小组。选定拥护者，明确内外部顾问、内部推动者。 批准设计方案。 正式邀请所有“群策群力”的参与者，包括设计小组和核心小组成员。 参加“群策群力”简短介绍会并作介绍，参加“城镇会议”并作出决策。 参加定期检查会议（通常是30天、60天和90天）。 参加总结交流会。
心小组，负责本专业（单位）的工作。
（六）“群策群力”计划阶段成果– 设计表
项目名称： 此次“群策群力”问题阐述：
问题背后的相关数据： 项目目标： 问题涉及的相关部门和岗位 部门1 岗位和人员: 岗位和人员: 核心小组 核心小组1 关注问题： 欲达成目标： 组长： 成员： 关注问题： 欲达成目标： 组长： 成员： 核心小组2 关注问题： 欲达成目标： 组长： 成员： 核心小组3 部门2 岗位和人员: 部门3
初步根源探究 1. 2. 3. 可能存在的改进方向： 1. 2. 3. 问题涉及的相关部门和岗位: 部门1 岗位和人员: 岗位和人员: 部门2 岗位和人员: 部门3
（二）确定业务问题
1. 选一个业务问题进行“群策群力”（机构的精简，工序的改善，供应链的改善） 目标应该：
• • • 2. 如果实现了，会改善现有的状况，达到预期的目的。 许多可能的改善机会或存在问题的地方 一个在12周内或更短的时期内可以完成的