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摘 要：通過(guò)工藝性、機(jī)理性的分析研究和在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的硅鋼連續(xù)退火機(jī)組中干燥爐內(nèi)帶鋼垂度控制的新型控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用軟件編程方法取代傳統(tǒng)光幕直接檢測(cè)法來(lái)完成在高溫、干燥環(huán)境下的爐內(nèi)帶鋼垂度控制過(guò)程，采用無(wú)測(cè)速機(jī)矢量閉環(huán)變頻控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)習(xí)慣使用的有測(cè)速機(jī)矢量閉環(huán)變頻控制系統(tǒng)，從而使得整個(gè)控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，利用功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析及可視化工具M(jìn)atlab和計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換通道技術(shù)，結(jié)合目前常用的工業(yè)監(jiān)控軟件iFIX或WinCC完成更加直觀和具有分析功能的數(shù)據(jù)圖形，從而提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)透明性和控制性能。實(shí)踐證明，該控制系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單、可靠并具有創(chuàng)新性。

關(guān)鍵詞：垂度控制；矢量控制；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換通道；數(shù)據(jù)圖形及可視化技術(shù)

1050mm non-tropism silicon-steel strip continuous anneal set’s Droop Degree Control system

ZHANG Jia-yi

Abstract: A new steel strip’s droop degree control system, which was simple, feasible and reliable, was put forward, by analysis and study of technical mechanism and application in the practical production field. In the proposed system software programming, instead of the traditional light-act way, was used to control the bbbbl strip’s droop degree under high temperature and dry environment like the dry furnace. The vector control closed loop without speed detection elements was adopted to make the system simpler than traditional drive systems. The software of Matlab with functions of powerful data analysis and visualization was employed. Combining the industrial monitor software of iFix or WinCC with the dynamic data exchange (DDE) technique, complex function of data graphics that advance the data clarity and system control capability was achieved. Practical use showed that the proposed system configuration is simple, credible and innovative.

Key words: Droop Degree control; Vector Control; Dynamic Data Exchange; Data Graph and Visual Technology

硅鋼是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性物資，是制造電氣電子產(chǎn)品不可或缺的重要材料。硅鋼的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、控制水平要求高。其中，冷軋硅鋼帶連續(xù)退火機(jī)組中的干燥爐爐內(nèi)帶鋼垂度控制就是一項(xiàng)比較具有特色的控制技術(shù)。本文介紹了某年產(chǎn)8.5×104 t 1 050 mm無(wú)取向冷軋硅鋼連續(xù)退火機(jī)組中的干燥爐爐內(nèi)鋼帶垂度控制系統(tǒng)。

1工藝概述

由于冷軋硅鋼用于電機(jī)和變壓器的制造，必須在冷軋硅鋼板最終產(chǎn)品形成前在它的表面涂上一層絕緣涂料，以保證電機(jī)和變壓器的鐵心層間相互絕緣，在生產(chǎn)上稱(chēng)為涂層與烘干。其生產(chǎn)流程大致如圖（1）所示，即前道工序→利用涂層機(jī)滾涂輥將絕緣涂料涂在硅鋼板雙面上→進(jìn)入干燥爐將涂料烘干→后續(xù)工序。

工藝要求絕緣涂料需要涂得均勻、沒(méi)有劃傷、黏結(jié)牢固。因此，在干燥時(shí)帶鋼在干燥爐內(nèi)不能碰到任何其他物體，帶鋼要按照預(yù)定的懸浮狀態(tài)要求向前連續(xù)、高速地均勻運(yùn)動(dòng)，從而完成成品的后續(xù)卷取工序。要完成上述工藝要求，帶鋼的垂度控制必不可少。即鋼帶無(wú)論怎樣改變其張力和運(yùn)動(dòng)速度，其在爐膛內(nèi)的垂度必須受控；否則涂料被蹭傷，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

由于帶鋼可以看成是沒(méi)有拉伸形變的彈性剛體，帶鋼的垂度變化主要是由以下2種原因造成：①生產(chǎn)中操作不當(dāng)引起的帶鋼張力不穩(wěn)和速度突變產(chǎn)生的時(shí)間上的金屬流量累計(jì)；②當(dāng)帶鋼勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶鋼的彈性特征分量對(duì)帶鋼的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生擾動(dòng)，帶鋼的垂度也可能會(huì)發(fā)生波動(dòng)。

帶鋼垂度波動(dòng)原因分析如圖（2）所示，它表示了帶鋼在爐內(nèi)其垂度波動(dòng)的主要原因。圖中：

通過(guò)圖（2）的分析可知，利用負(fù)反饋控制方式完成垂度檢測(cè)與垂度控制（國(guó)外帶鋼連續(xù)加工機(jī)組通常采用光幕法直接檢測(cè)垂度）無(wú)法從根本上消除干燥爐內(nèi)的鋼帶垂度靜差；并且存在檢測(cè)慣性和調(diào)節(jié)慣性，其系統(tǒng)響應(yīng)速度和系統(tǒng)靜態(tài)精度不夠理想；由于光幕法直接檢測(cè)垂度的裝置需要加裝熱防護(hù)措施，其維護(hù)工作量也比較大。

2　控制機(jī)理描述

圖5為干燥爐爐內(nèi)帶鋼在靜態(tài)運(yùn)行過(guò)程中由于彈性伸縮等原因造成的垂度波動(dòng)控制程序框圖。從圖中可以看出，當(dāng)實(shí)際速度與設(shè)定速度以及實(shí)際張力與電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流值偏差較大時(shí)，觸發(fā)低脈動(dòng)補(bǔ)償環(huán)，與靜態(tài)張力設(shè)定值一起送入變頻器的電流設(shè)定環(huán)，完成張力-垂度的共同控制。