一种卷取机张力控制系统的制作方法

本发明涉及一种卷取机张力控制系统。

背景技术：

工控行业中，带状产品需要控制张力来达到生产要求，铸轧卷取机是一种铝板材收卷机构。铝板材通过轧辊轧制后，经过夹送辊传送到卷取机卷轴，通过涨缩阀涨开夹紧铝板材料头，卷轴通过直流电机带动减速机以恒定方向旋转，完成卷材收集。目前的卷取机张力控制系统多数为恒张力控制。张力调整通过一个10k多圈电位器由0-10v电压信号给定控制。电位器控制受使用寿命影响，使用一段时间后，电阻调节不平滑会造成输出电压不稳定，进而直接造成卷取电机张力控制不稳定。因此电位器需要定期进行更换。并且电位器控制张力还有一个很大的缺陷，电位器给定是一个固定值，随着卷径的变大不能进行梯度调节，铝卷大卷的时候因张力过大容易造成板面粘伤，影响下工序的产品质量。随着产品质量要求的提高，已不能满足生产使用要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种卷取机张力控制系统，通过将张力控制改为主控制柜控制给定，使得随着卷径的增加，张力给定值逐步递减，避免了因恒张力过大造成的板面粘伤及卷边错层，在铝板带箔轧制过程中，消除了粘伤性孔洞缺陷，减少了轧制断带，提高了铝箔成品率及产品质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种卷取机张力控制系统，包括卷取机配电柜、现场操作柜以及卷取机驱动机构，所述卷取机驱动机构与所述卷取机配电柜相连接，所述卷取机配电柜与所述现场操作柜相连接，还包括主控制柜、设置于所述现场操作柜上的触摸屏以及卷径增量检测机构，所述卷径增量检测机构为接近开关，所述接近开关固定于卷取机的传动轴一侧用于检测卷轴转动圈数，所述接近开关与所述现场操作柜相连接，所述现场操作柜与所述主控制柜相连接。

优选的，所述主控制柜包括plc控制模块、模拟量输入模块、数字量输出模块以及存储模块，所述模拟量输入模块用于采集卷取直流电机的电流和速度信号。

优选的，所述现场操作柜包括通讯模块和数字量输入模块，所述数字量输入模块与所述接近开关相连接，所述数字量输入模块通过通讯模块将数据传输至plc控制模块进行计算，所述plc控制模块通过所述数字量输出模块控制继电器的吸合和释放，继电器与卷取主接触器相连接用于控制卷取接触器的合闸与分闸。

优选的，通过卷轴转动圈数计算得出卷径x，

x＝2δ*c+d，

其中，δ为板材厚度，c为卷轴旋转圈数，d为卷轴直径。

优选的，根据卷径计算实际张力f，

f＝f0*[1-k(1-d0/d)]

其中，f0为设定张力，张力梯度控制系数k，d0初始卷径，实时卷径d。

优选的，所述plc控制模块通过所述数字量输出模块与所述卷取机配电柜内的直流调速器相连接，所述直流调速器与所述卷取机驱动机构中的卷取直流电机相连接，所述卷取直流电机通过减速机与卷取卷轴相连接。

因此，本发明采用上述结构的一种卷取机张力控制系统，卷材穿带进入卷取后，给定一个初始张力值，在卷取机传动轴部分加装接近开关，卷轴每旋转一圈接近开关接通一次，plc控制模块记录卷径增加值，随着卷径的增加，张力给定值逐步递减，避免了因恒张力过大造成的板面粘伤及卷边错层，消除了粘伤性孔洞缺陷，减少了轧制断带，提高了铝箔成品率及产品质量，确保产品符合质量及性能要求。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种卷取机张力控制系统结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1为本发明一种卷取机张力控制系统结构示意图，如图所示，一种卷取机张力控制系统包括卷取机配电柜、现场操作柜以及卷取机驱动机构，所述卷取机驱动机构与所述卷取机配电柜相连接，所述卷取机配电柜与所述现场操作柜相连接，还包括主控制柜、设置于所述现场操作柜上的触摸屏以及卷径增量检测机构，主控制柜设置于卷取机配电柜上且包括plc控制模块、模拟量输入模块、数字量输出模块以及存储模块，所述模拟量输入模块用于采集卷取直流电机的电流和速度信号并通过数字量输出模块与触摸屏进行显示。

所述卷径增量检测机构为接近开关，所述接近开关为电容式接近开关，所述接近开关固定于卷取机的传动轴一侧用于检测卷轴转动圈数，所述接近开关与所述现场操作柜相连接，所述现场操作柜与所述主控制柜相连接。

通过卷轴转动圈数计算得出卷径x，

x＝2δ*c+d，

其中，δ为板材厚度，c为卷轴旋转圈数，d为卷轴直径。

例如，板材厚度7mm，卷取每旋转一圈增加2个板材厚度入卷1圈厚度计算：x＝7*2*1+510＝524mm，入卷100圈厚度计算：x＝7*2*100+510＝1910mm。

根据卷径计算实际张力f，

f＝f0*[1-k(1-d0/d)]

其中，f0为设定张力，张力梯度控制系数k，d0初始卷径，实时卷径d。例如，设定系数k为0.3，设定初始张力设定5000kg，初始卷径为510mm，结束卷径1910mm，刚入卷瞬间张力计算f＝5000*[1-0.3(1-510/510)]＝5000kg卷径1000mm时张力计算：f＝5000*[1-0.3(1-510/1000)]＝4265kg，卷径1910mm时张力计算：f＝5000*[1-0.3(1-510/1910)]＝3900kg。

所述现场操作柜包括通讯模块和数字量输入模块，所述数字量输入模块与所述接近开关相连接，所述数字量输入模块通过通讯模块将数据传输至plc控制模块进行计算，所述plc控制模块通过所述数字量输出模块控制继电器的吸合和释放，继电器与卷取主接触器相连接用于控制卷取接触器的合闸与分闸。所述plc控制模块通过所述数字量输出模块与所述卷取机配电柜内的直流调速器相连接，所述直流调速器与所述卷取机驱动机构中的卷取直流电机相连接，所述卷取直流电机通过减速机与卷取卷轴相连接。

因此，本发明采用上述结构的一种卷取机张力控制系统，卷材穿带进入卷取后，给定一个初始张力值，在卷取机传动轴部分加装接近开关，卷轴每旋转一圈接近开关接通一次，plc控制模块记录卷径增加值，随着卷径的增加，张力给定值逐步递减，避免了因恒张力过大造成的板面粘伤及卷边错层，消除了粘伤性孔洞缺陷，减少了轧制断带，提高了铝箔成品率及产品质量，确保产品符合质量及性能要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种卷取机张力控制系统，包括卷取机配电柜、现场操作柜以及卷取机驱动机构，所述卷取机驱动机构与所述卷取机配电柜相连接，所述卷取机配电柜与所述现场操作柜相连接，其特征在于：还包括主控制柜、设置于所述现场操作柜上的触摸屏以及卷径增量检测机构，所述卷径增量检测机构为接近开关，所述接近开关固定于卷取机的传动轴一侧用于检测卷轴转动圈数，所述接近开关与所述现场操作柜相连接，所述现场操作柜与所述主控制柜相连接。

2.根据权利要求1所述的一种卷取机张力控制系统，其特征在于：所述主控制柜包括plc控制模块、模拟量输入模块、数字量输出模块以及存储模块，所述模拟量输入模块用于采集卷取直流电机的电流和速度信号。

3.根据权利要求2所述的一种卷取机张力控制系统，其特征在于：所述现场操作柜包括通讯模块和数字量输入模块，所述数字量输入模块与所述接近开关相连接，所述数字量输入模块通过通讯模块将数据传输至plc控制模块进行计算，所述plc控制模块通过所述数字量输出模块控制继电器的吸合和释放，继电器与卷取主接触器相连接用于控制卷取接触器的合闸与分闸。

4.根据权利要求5所述的一种卷取机张力控制系统，其特征在于：通过卷轴转动圈数计算得出卷径x，

x＝2δ*c+d，

其中，δ为板材厚度，c为卷轴旋转圈数，d为卷轴直径。

5.根据权利要求4所述的一种卷取机张力控制系统，其特征在于：根据卷径计算实际张力f，

f＝f0*[1-k(1-d0/d)]

其中，f0为设定张力，张力梯度控制系数k，d0初始卷径，实时卷径d。

6.根据权利要求5所述的一种卷取机张力控制系统，其特征在于：所述plc控制模块通过所述数字量输出模块与所述卷取机配电柜内的直流调速器相连接，所述直流调速器与所述卷取机驱动机构中的卷取直流电机相连接，所述卷取直流电机通过减速机与卷取卷轴相连接。

技术总结
本发明公开了一种卷取机张力控制系统，包括卷取机配电柜、现场操作柜以及卷取机驱动机构，卷取机驱动机构与卷取机配电柜相连接，卷取机配电柜与现场操作柜相连接，还包括主控制柜、触摸屏以及卷径增量检测机构，卷径增量检测机构为接近开关，接近开关固定于卷取机的传动轴一侧用于检测卷轴转动圈数，接近开关与现场操作柜相连接，现场操作柜与主控制柜相连接。本发明采用上述结构的一种卷取机张力控制系统，通过将张力控制改为主控制柜控制给定，使得随着卷径的增加，张力给定值逐步递减，避免了因恒张力过大造成的板面粘伤及卷边错层，在铝板带箔轧制过程中，消除了粘伤性孔洞缺陷，减少了轧制断带，提高了铝箔成品率及产品质量。

技术研发人员：伊京龙;张海虎;张纯;杜卓君;张贺明;张述柏
受保护的技术使用者：华北铝业有限公司
技术研发日：2020.08.07
技术公布日：2020.11.06