一种用于镀锌机组刷辊负载的控制系统及方法与流程

本发明属于电控领域，涉及镀锌生产线上的清洗油污的刷辊，具体涉及一种用于镀锌机组刷辊负载的控制系统及方法。

背景技术：

甘肃酒泉钢铁公司在十一五期间引进了两条连续镀锌线，品种主要有gi、gl、gf。为了祛除带钢表面的油污，采用碱液清洗工艺，采用刷辊对油污表面进行刷洗：在镀锌机组上，清洗油污的刷辊消耗量巨大，生产成本高。为了保证锌层的附着性，需要对带钢表面的残留油污、氧化物等进行彻底清洗。刷辊的表面分布着纤维丝，在电机的带动下高速旋转，刷辊上的纤维丝压靠在带钢表面来祛除油污。该过程中越是加大刷辊与支撑辊的啮合量，清洗效果越好，但是造成刷毛的断裂损伤也越大；反之，挤压不到位会造成清洗不干净，影响产品质量的问题。在以往的生产中因刷辊控制采用比较简单的啮合量控制，经常出现油污洗不干净或刷辊刷毛异常磨损损耗快的问题，给生产造成了很大影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于镀锌机组刷辊负载的控制方法，来实现刷辊负载的精确控制。

本发明采用的技术方案如下：一种用于镀锌机组刷辊负载的控制系统，包括刷辊，刷辊的上方设有与其配合使用的支撑辊，祛除油污的带钢通过由支撑辊和刷辊挤压的缝隙完成清洗，支撑辊通过设有减速箱i的电机i驱动与带钢同方向、同步运行，刷辊通过设有减速箱ii的电机ii驱动，与带钢反方向运行，气缸与支撑辊底座连接，气源驱动气缸上下动作，当气缸完全收缩时支撑辊打开位、完全伸出时支撑辊在关闭位；电机i安装有电流表，用于检测其运行电流；刷辊安装有与其配套使用的蜗轮蜗杆，带动刷辊上、下移动，通过蜗轮蜗杆调整刷辊与支撑辊之间间隙的大小，蜗轮蜗杆通过设有减速箱iii的电机iii驱动，电流表与闭环调节器电连，电机iii的转向通过闭环调节器控制，当电机iii正向转动时蜗轮蜗杆带动刷辊上升、关闭，当电机iii反向转动时蜗轮蜗杆带动刷辊下降、打开。

一种采用上述控制系统用于镀锌机组刷辊负载的控制方法，当需要提高清洗效果时，需要刷辊挤压支撑辊加大啮合量，反之减少啮合量，具体如下：

a在每次更换完新的刷辊后，需要对空转负载进行测定，得到空载电流，根据清洗效果的需要，设定啮合电流，该值介于3a—6a，空载电流和啮合电流都传递给闭环调节器；

b刷辊的传动电机ii的运行电流也传递给闭环调节器，然后与啮合电流和空载电流之和进行比较，调节器的目的是实现：-1≤运行电流-啮合电流-空载电流≤1,调节过程动作如下：

当运行电流＜啮合电流+空载电流-1时，闭环调节器输出关闭指令，驱动电机iii正向运行、关闭刷辊；

当运行电流＞啮合电流+空载电流+1时，闭环调节器输出打开指令，驱动电机iii反向运行、打开刷辊。

作为本发明的进一步改进，还包括编码器，刷辊与支撑辊的间隙大小通过编码器来检测，实现对刷辊的保护，如下：

a对刷辊、支撑辊的位置进行测量，在满足生产、安全运行的情况下确定刷辊的极限啮合量，该数值通过操作画面端口，直接输入到控制系统中；

b间隙是刷辊与支撑辊间的缝隙，当缝隙为零时，间隙值为0；当刷辊与支撑辊存在啮合时，间隙值为负；当刷辊远离支撑辊时，间隙值为正；将间隙值转化成编码器检测值，该信号传给保护器进行对比分析，当编码器检测值超过极限啮合量时，驱动电机iii反向运行、打开刷辊，实现对刷辊的保护。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明主要采用刷辊的啮合量位置检测作为挤压的极限保护，防止挤压过渡造成设备损坏；对刷辊的传动电机电流进行状态监测，先测量电机带刷辊的空载电流，再根据啮合状态测定工作电流，将二者作为电机负载的控制参数实施闭环调节，采用更精确的刷辊负载闭环调节、辊缝啮合量极限保护措施，有效提高了刷辊的清洗质量和安全性能。本发明的控制方法运行比较稳定，在保证刷辊安全的前提下实现了负载的闭环调节，保证带钢的清洗效果良好，降低生产成本。

附图说明

图1.为镀锌机组刷辊设备的结构示意图。

图中：101-支撑辊；102-气缸；103-减速箱；104-电机；105-电流表；106-带钢；107-减速箱；108-电机；109-蜗轮蜗杆；110-减速箱；111-电机；112-编码器；113-刷辊；

图2.为刷辊负载及保护控制示意图。

图中：201-啮合电流；202-空载电流；203-闭环调节器；204-运行电流；205-关闭指令；206-打开指令；207-间隙；208-位置信号；209-保护器；210-极限啮合量；108-电机；111-电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细解释和说明。

如图1所示，一种用于镀锌机组刷辊负载的控制系统，包括刷辊113，刷辊113的上方安装有与其配合使用的支撑辊101，祛除油污的带钢106通过由支撑辊101和刷辊113挤压的缝隙完成清洗，支撑辊101通过配有减速箱i103的电机i104驱动带钢同方向、同步运行，刷辊113通过配有减速箱ii107的电机ii108驱动，与带钢反方向运行，气缸102与支撑辊101底座连接，气源驱动气缸上、下动作，当气缸102完全收缩时支撑辊打开位、完全伸出时支撑辊在关闭位；电机i104配有电流表105，用于检测其运行的电流；刷辊113安装有与其配套使用的蜗轮蜗杆109，可带动刷辊上、下移动，为了清洗干净，通过蜗轮蜗杆109调整刷辊113与支撑辊101之间间隙的大小，蜗轮蜗杆109通过配有减速箱iii110的电机iii111驱动。电流表105的作用是采集电机i104的运行电流204，并将运行电流204信号传递到西门子plc系统中。闭环调节器203是plc系统自带的pid功能块，运行电流204作为调节控制的一个输入量。电机iii111的转向通过闭环调节器203控制，当电机iii111正向转动时蜗轮蜗杆带动刷辊上升、关闭，当电机iii111反向转动时蜗轮蜗杆带动刷辊下降、打开。刷辊113与支撑辊101的间隙大小（啮合量）对清洗效果有直接影响，它通过编码器112来检测。编码器112与蜗轮蜗杆109相连，随着蜗杆的转动，编码器同步转动可检测刷辊的位移量，编码器输出为位置信号208。

当提高清洗效果时，需要刷辊113挤压支撑辊101加大啮合量，反之减少啮合量。电机、电机、电机均采用sew的产品，根据工艺的要求选择不同规格。编码器的型号为sumtak公司的lem-021-600。

如图2所示，刷辊负载及保护的控制方法的实施过程：

a在每次更换完新的刷辊113后，需要对空转负载进行测定，得到空载电流202，根据清洗效果的需要，设定啮合电流201，该值介于3a—6a，空载电流202和啮合电流201都传递给闭环调节器203；

b刷辊113的传动电机ii108的运行电流204也传递给闭环调节器203，然后与啮合电流201和空载电流202之和进行比较，闭环调节器的目的是实现：-1≤运行电流204-啮合电流201-空载电流202≤1,调节过程动作如下：

当运行电流204＜啮合电流201+空载电流202-1时，闭环调节器203输出关闭指令205，驱动电机iii111正向运行、关闭刷辊；

当运行电流204＞啮合电流201+空载电流202+1时，闭环调节器203输出打开指令206，驱动电机iii111反向运行、打开刷辊。

保护功能，如下：

a对刷辊、支撑辊的位置进行测量，在满足生产、安全运行的情况下确定刷辊的极限啮合量210，因刷辊材质的不同该值有所区别，该数值通过操作画面端口，直接输入到控制系统中；

b间隙207是刷辊与支撑辊间的缝隙，当缝隙为零时，间隙值207为0；当刷辊与支撑辊存在啮合时，间隙值207为负；当刷辊远离支撑辊时，间隙值207为正；编码器112将间隙值207转化成位置信号208，该信号传给保护器209进行对比分析，当位置信号208超过极限啮合量210时，驱动电机iii111反向运行、打开刷辊，实现对刷辊的保护。