ABB张力仪在冷轧热镀(铝)锌生产线中的应用

　　梅山钢铁公司冷轧厂连续热镀(铝)锌生产线设计年生产能力为20万吨,产品主要为家电板和高级建筑板,该生产线由宝钢工程技术公司成套设计。热镀(铝)锌生产线的张力控制对于机组的正常生产过程有着关键作用。本文就梅钢热镀(铝)锌生产线所采用的ABB张力测量系统的构成、测量原理、安装方法、日常维护等方面进行介绍。热镀(铝)锌生产线中共设置有六套张力仪,分别安装在3号张紧辊、10号转向辊、平整机入口、平整机出口、拉矫机出口、出口活套出口,主要用来测量生产线中的带钢张力,其中3号张紧辊、10号转向辊、出口活套出口张力仪采用水平型压头;平整机入口、平整机出口、拉矫机出口张力仪采用垂直型压头。

　　1 系统构成

　　一套A B B 张 力 测 量 系 统 由 两 个 压 头(Loadcell)、一个接线箱、一个控制单元以及一套特殊电缆组成。一套ABB张力测量系统的构成如图1所示。

　　其中,测量压头安装在张力辊的轴承座下面,操作侧和传动侧各安装一个压头,压头的信号回路采取了电隔离,以免受到其他电子元件的干扰;接线箱安装在现场,用于处理压头信号;一套特殊电缆,连接测压头和现场接线箱,连接压头的电缆为五芯特殊电缆,其中两芯为信号;两芯为励磁,还有一芯为屏蔽线;控制单元安装在电气室内,控制单元向压头提供激磁电源,处理由压头输出的信号并将测量值传输给PLC系统,控制单元有六个模拟量输出通道,四个数字量输出通道。

　　2 张力测量原理

　　张力测量系统有一个张力辊,这个辊子压在两个压头上,当带钢在辊子上面通过时产生张力T,在压头上得到两个分力一个是水平分力FH,另一个是垂直分力FV,如图2所示。在垂直测量的压头上,水平力FH 被压头膜片吸收, 所以垂直分力FV就是测量力;在水平测量的压头上,垂直分力FV被压头膜片吸收,所以水平分力FH就成了测量力。两种测量方式下,测量力由下列公式算出:(其中包括了辊子重量FT)。

　　垂直力:F=FV+FT=Tsinα+Tsinβ+FT=T(sinα+sinβ)+FT

　　水平力:F=FH=Tcosα-Tcosβ=T(cosα-cosβ)

　　其中F是测量力;FV是垂直测量力;FH

　　是水平测量力;FT是辊子重量;α、β是带钢的包角。

　　因为带钢包角是不变的,可以认为是常数,辊子的重量由电气设备进行补偿,从而可以得到一个与带钢的张力成正比例的测量信号,与此信号一样,控制单元也给出各个压头的单个力信号以及它们的和、差的值。

　　2.1 压头传感器的工作原理

　　压磁式传感器是利用磁性材料在机械力作用下导磁率发生变化的工作原理工作的。这种传感器由若干薄钢片粘叠而成,在薄钢片上冲有四个孔,通过这四个孔缠绕有两组线圈,它们互成一定的角度。当在初级线圈中通以交变电流时,初级线圈中会产生磁场。因为初级和次级两组线圈是互成一定角度的,所以只要传感器上没有载,次级线圈中就不会产生磁场。当在传感器的测量方向加以机械力时,初级线圈中的磁场传播方向发生变化,将次级线圈包容进了磁场。由于次级线圈中的磁场发生了变化,因此在该线圈中产生了感应电势。