最新四辊可逆冷轧机传动电控系统设计设计

四辊可逆冷轧机传动电控系统设计设计摘要轧制是各种变形手段中效率高、产量大、成本低、成型精确的加工方式。

而轧机是实现金属轧制过程的设备，泛指完成轧材生产全过程的装备，包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等。

从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行热轧与冷轧后，才能成为合格的产品。

论文通过吸收和借鉴校内实训中心的四辊可逆冷轧机的先进设计理念，提出了四辊可逆冷轧机的电控系统设计方案，并总结出了电气调试方案。

完成了整个轧机电控系统的硬件方案设计以及相关器件的选型工作。

在硬件设计中，提出了PLC+变频器+电机等的闭环控制系统，从而达到变频器控制电机转速的目的。

关键词：轧机电控系统四辊闭环ABSTRACTMeans all kinds of deformation in rolling, high efficiency, large output, low cost, precision molding processing methods. The mill is the equipment of metal rolling process, rolled the whole production process refers to the completion of equipment, including major Equipment, Auxiliary Equipment, lifting and other transport equipment and ancillary equipment. Out from the steel mill is just the semi-finished billets to be to go for hot and cold rolling mills, the products can become qualified.Articles by absorb and learn the four-campus training center roller cold rolling mill of the advanced design concept, put forward a four-high reversing cold rolling mill electrical control system design. Completion of the entire rolling mill electrical control system hardware design and selection of work-related devices. In the hardware design is proposed such as PLC + inverter + motor closed-loop control system, so as to achieve the purpose inverter control motor speed.Keywords:Rolling mill；Electronic Control System；Four roller；Closed loop目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)No table of contents entries found.附录11 绪论冶金行业作为国民经济的基础产业，得到了迅速发展。

冶金行业在经历了以数量扩张为主的发展时期后，进入了加速结构调整、提高竞争力为主的新阶段。

轧机是板带材生产的主要设备，加工材由厚变薄，是由轧机来完成的。

电气控制技术具有优良的控制特性也已成为人们的共识，因此这一技术在冶金行业中得到了广泛的应用，尤其在轧钢工艺中体现的更为突出。

本次设计就是对冷轧过程中常用的四辊可逆冷轧机的电气控制系统进行设计。

1.1 轧制过程自动化可逆式轧制是指带钢在轧机上进行往复多道次的压下变形，最终获得成品厚度钢材的轧制过程。

由于四辊可逆冷轧机生产效率高，质量易于控制，轧制过程连续，易于实现自动化和机械化。

而且这种轧机产量大，生产效率高，质量易于控制，经济效益非常显著。

所以各种先进的科学成果都竞相应用于四辊可逆冷轧机的轧制过程中，大大促进了连轧过程自动化的发展。

自动化是根据检测装置与设定值的偏差，按预定方式自行调节控制量使输出稳定在设定范围的控制过程。

从工程技术部门来看，可以把过程自动化具体解释为：在各种不同的生产过程中，采用自动检测、电动执行等自动化装置和电子计算机，组成控制系统，使各种过程变量（如成分、流量、温度、压力、张力和速度等）保持在所要求的给定值上，并在人的控制下合理地协调全部生产过程，实现稳定优质生产的一种手段。

轧制过程自动化的最终目的是提高钢材质量，用有限资源，制造高精度的钢带产品，在人力不能胜任的过程中，把人从繁重枯燥的体力劳动中解放出来，不轻易受人的情绪和技术水平的影响，稳定进行轧制过程。

实现过程自动化，可以提供质量好、性能稳定、价格合理的钢带产品，为企业生存发展提供更大的空间。

轧制自动化实际上包括对轧制过程进行计算机系统控制和对装置的自动控制两部分。

装置自动控制主要指具体设备的闭环控制，它包括拖动系统和伺服系统，使系统可以跟随设定值进行及时调节。

这种闭环控制系统加入数字调节，提高了设备控制性能，增加了通信能力。

过程计算机控制是对复杂过程运用计算机完成采集、模型计算、实时判断处理、对整个生产系统进行控制管理，这对于包括粗轧、精轧、冷却、卷取多个环节相互衔接配合的轧制生产是必不可少的，尤其在高速与高精度轧制时，更需要计算机高速精确地完成算法处理。

计算机控制内容又分为计算机配置方式、信息跟踪方式和动态在线控制算法三大部分。

1.2 轧机的分类轧钢机按轧机布置形式可以分为以下几种：单机座轧机：轧制从开始到结束都在同一架轧机上进行(图3.1a)。

图1.1a单机座轧机图1.1b 横列式轧机横列式轧机：由两架或两架以上轧机横向排列组成。

横列式轧机可以是一列的，也可以是几列的(图1.1b、c)。

图1.1c横列式轧机图1.1d纵列式轧机纵列式轧机：由两个以上轧机纵向排列而成。

轧件依次在每个轧机中轧制一道(图1.1d)。

半连续式轧机：由两组轧机组成，其中一组是纵列式或横列式轧机，一组是连续式轧机(图1.1e)。

连续式轧机：由几个轧机按轧制方向顺序排成一行，轧件同时在几个轧机上轧制，并保持连轧关系，即各架轧机单位时间内的金属流量相等(见图1.1f、g)。

图1.1e半连续式轧机图1.1f连续式轧机越野式轧机：由两列或两列以上的纵列式轧机组合而成。

轧件依次在各个轧机轧一道(图1.1h)。

图1.1g 连续式轧机图 1.1h 越野式轧机布棋式轧机：由几列纵列式与单机架轧机组成。

它形似象棋子在棋盘上的布置，故取名布棋式轧机(图1.1i)。

图 1.1i布棋式轧机按轧辊数量分类，轧机有五类，即二辊式、三辊式、四辊式、多辊式及万能式轧钢机，分述于下：二辊式轧钢机(也叫二重式轧机)：分为可逆式与不可逆式两种。

二辊不可逆式轧机的轧辊转动方向在轧制过程中是不变的，轧件在轧辊间只往一个方向通过，例如叠轧薄板轧机(见图1.2a)。

二辊可逆式轧机，其轧辊可以正反转，轧件可以来回轧制。

这种轧机采用直流电机驱动。

轧制钢锭的初轧机就是这种型式。

图 1.2a 二辊式轧钢机图 1.2b三辊式轧机三辊式轧机(也叫三重式轧机)：轧辊转动方向固定不变，轧件从中下辊间轧过去，又从中上辊间轧过来，进行所谓的往复轧制，又称穿梭轧制。

在这类轧机中有三个轧辊直径相同的型钢轧机；有上下辊径相同而中辊较细的三辊劳特式钢板轧机(见图1.2b)。

另外，还有一种三辊轧机，它虽然也有三个轧辊，但轧件只从两个轧辊，即上、中辊或中、下辊之间轧过。

在横列式小型或线材车间的粗轧机组中，轧件依次交替从相邻机座的中、下辊和上、中辊之间通过，各机座中不承担轧钢的那一根轧辊只起传动作用。

轧件从中、下辊通过时叫下轧制线轧制，从上、中辊之间通过时叫上轧制线轧制。

为区别于一般三辊轧机，通常称这类轧机为二辊交替式轧机或盲三辊轧机。

四辊式轧钢机(也叫四重式轧机)：其中间两个轧辊为工作辊，上下两个轧辊为支撑辊，工作辊直径比支撑辊直径小(参见图1.2c)。

四辊轧机有两种传动方式：一种是传动工作辊，支撑辊靠摩擦带动；另一种是传动支撑辊，工作辊靠摩擦带动，前者多用于热轧钢板和较厚的冷轧钢板生产。

图1.2c 四辊式轧钢机图1.2d 多辊式轧钢机多辊式轧钢机：有六辊、八辊、十二辊、十四辊、十六辊、二十辊轧机等(见图1.2d)、用于轧制极薄带钢。

此外还有行星式轧机(见图1.2e)，用于带钢、钢板生产。

图1.2e 行星式轧图1.2f 万能轧机万能轧机：其特点是带有立轧辊(见图1-2f)。

轧制时轧件可同时或先后进行上下及两侧方向的加工。

万能式轧机可分成二辊式、三辊式和四辊式的。

立轧辊安装在轧钢机的前边或后边。

轧机按轧辊布置形式及位置分类，可分为：①轧辊水平布置的轧机：一般初轧机、型钢轧机、钢板轧机、线材轧机都属于这一类；②轧辊直立布置的轧机：在连续式型钢及钢坯轧机、钢板轧机、带钢轧机及线材轧机中都有直立布置轧辊的机座，它专门用于轧制轧件的侧面(图1.3a)；③水平轧辊及直立轧辊混合布置的轧机：如二辊式、三辊式万能轧机及万能式钢梁轧机的轧辊都是水平及直立混合布置的(图1.3b、c、d、e、f)；图1.3 轧辊水平及直立布置的轧机图1.4 轧辊斜置的轧钢机④轧辊斜置的轧钢机：生产无缝钢管的穿孔机、钢球轧机等都属于这一类(图1.4)；⑤轧辊以特殊形式布置的轧机：如各机架轧辊互成90°，与地面成15°或者75°的线材轧机。

它取消了一般线材轧机的扭转导板，称为无扭转线材轧机。

又如轧辊按“Y”型布置的线材轧机，工作辊既自转又绕支撑辊旋转的行星轧机等。

目前,现代化四辊可逆冷轧机在围绕完善控制系统和控制工作辊凸度等方面做了大量研究开发工作，朝着大卷重、宽幅、高速度、高自动化的方向发展。

1.3 四辊可逆冷轧机传动系统的电气要求提到四辊可逆冷轧机的自动化系统，不得不首先提到传动系统，因为拥有一个稳定、可靠的传动系统，是其成功的前提条件，也是先进的自动化系统的基础。

直流电气传动具有调速性能好、控制精度高、线路简单、控制方便、过载能力较强、能承受频繁冲击负荷等优点。

因此，很长一段时间冷轧机主传动一直被直流调速系统所占领。

随着电力电子技术的发展，轧机传动系统已由先进的交流调速取代了传统的直流调速。

交流传动转动惯量小，过载能力大，加速性能好，控制精度高，大大提高了轧机传动的技术性能指标。

近年来新建轧机都采用交流传动系统（交交变频及交直交变频）。