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带钢冷轧机张力的控制系统
一、选题简介、意义
近年来，随着我国工业现代化的不断发展，各行业对冷轧板带材的需求不断增加，应用的领域也越来越广泛。目前，冷轧带钢产品已广泛应用于家电、电子、汽车、石油化工、航空航天、船舶以及日常生活用品等各行各业。
卷取是冷轧带钢生产过程中非常重要的一道工序。为了能让带钢取得较好的卷取效果，通常会在带钢上施加一定的卷取张力，卷取张力的稳定性对带钢表面质量产生很大的影响，从而影响带钢的机械性能。过大的卷取张力不仅会影响最终产品内部的金相组织，也会导致钢卷内部产生扭曲变形；另外，过小的卷取张力使得卷取过程中出现带钢跑偏。适当的卷取张力能够防止轧件出现跑偏、减小轧件的变形抗力及变形里，同时能够使带钢具有良好的平直度，以及适当地调节板带材的厚度，使得轧带能够均匀受力，提高带钢的力学性能。因此，将冷轧机卷取张力控制在一个适当的范围内，保持卷取张力的稳定性对于冷轧带钢的生产具有重要意义。
带钢在卷取的过程中，卷径随设备的运行不断增大，根据力学平衡运算，卷径的改变使得传动电机轴上的转动惯量变化很大，相应的系统参数变化就很大。传统控制系统的参数往往是针对固有模型进行整定，直接对张力进行控制调节，因此很难保持卷曲张力恒定不变。
本课题研究带钢冷轧机卷取过程中卷取张力的控制研究，将PLC系统的知识应用到对卷取张力控制系统的软件设计中，旨在能够使自己所学的知识与工程实际结合、移植，进一步来提高工程实践能力。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）主要内容：
本课题运用PLC系统的知识，在控制理论的基础上，以夹送辊的线速度为基准，通过控制卷取机卷筒表面的线速度，来保证与夹送辊的线速度差值保证不变，再通过数学运算，瞬间卷径由卷径计算模块来获取，卷取电动机的速度给定与转速及减速比之间的关系，卷取电动机的转速依据该速度给定值来进行调整，以此来达到带钢卷取恒定张力控制的目的。
（二）拟解决的主要问题：
1.论述卷取张力产生的机理及其控制原理；
2.线速度与卷取电动机速度给定关系的推导；
3.卷取张力控制系统的软硬件设计；
（三）预期目标：
根据项目需求，运用PLC编程及控制原理，结合卷取张力产生的机理，实现带钢卷取过程的恒定张力控制。
（四）研究步骤
本课题的工作步骤分为四个阶段：
第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；
第二阶段：完成线速度与卷取电动机速度给定关系的推导；
第三阶段：进行张力控制系统的软件设计；
第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
（五）工作方法及措施：
工作方法：本课题主要采用实验法。
措施：基于PLC在工程控制上所获得的实践经验，在教师指导下，以卷取张力产生的机理及其控制原理为基础，设计开发卷取张力控制系统。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
第一部分  引言
1.1 课题背景及研究意义
1.2 卷取张力控制系统原理
1.3 国内外张力控制的研究
1.4 课题主要研究内容
第二部分 卷取张力控制及基本原理
2.1 卷取过程中张力的产生及其分析
2.2 卷取张力的控制方法
2.3 惯性力矩和动态电流的补偿计算
2.4 本章小结
第三部分  卷取张力控制系统设计
3.1 S7-300PLC可编程序控制器
3.2变频器
3.3光电脉冲编码器
3.4主传动电机
3.5带钢卷取控制系统的输入输出点及地址分配
3.6本章小结
第四部分  卷取张力控制系统在生产中的应用
4.1 T400工艺板
4.2车间带钢卷取主要计算参数  
4.3车间数据检测结果
4.4本章小结
第五部分  结论
第六部分 主要参考文献
致谢