冷轧带钢卷取张力控制系统的究与设计.pdf

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分类号:____________TP273 密级:______________
UDC:____________ 单位代码:______________1 0 1 2 7



硕士学位论文

论文题目:冷轧带钢卷取张力控制系统的研究与设计



学号:_________________________201002441
作者:_________________________张晓武
专业名称:_________________________控制工程

2012 年 05 月 30 日
内蒙古科技大学硕士学位论文


冷轧带钢卷取张力控制系统的研究与设计
论文题目:


作者:_________________________张晓武








指导教师: 崔桂梅教授单位: 内蒙古科技大学
协助指导教师: 单位:
单位:
论文提交日期:2012 年 05 月 30 日
学位授予单位:内蒙古科技大学
冷轧带钢卷取张力控制系统的研究与设计




Research and Design of Cold Strip Coiling Tension Control System





研究生姓名:张晓武
指导教师姓名:崔桂梅
内蒙古科技大学信息工程学院
包头 014010,中国


Candidate: Zhang Xiaowu
Supervisor: Guimei
School of Information Engineering
Inner Mongolia University of Science and Technology
Baotou 014010,
独创性说明

本人郑重声明:所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工
作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得
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表示了谢意。

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(保密的论文在解密后应遵循此规定)

签名:___________ 导师签名:___________ 日期:____________
内蒙古科技大学硕士学位论文
摘要
本文基于为国内某钢铁公司设计冷轧带钢卷取张力控制系统为依托,对其带
钢卷取张力控制系统进行了详细的分析,在仔细查阅和研究国内外带钢卷取张力
控制设备及技术的前提下,本系统应用了西门子 S7-300PLC 为整个系统的核心控
制装置,主要用于完成对系统数据的处理及现场传动装置的监控和调节;然后又
选用了西门子 SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70 系列矢量控制变频器为卷取机
主传动装置,该矢量变频器带有多种速度和转矩闭环控制功能,对异步电机转速
和转矩的处理十分有利。最后利用组态软件 将所开发的上位监控系统应
用于冷轧带钢卷取张力控制系统上,使工作人员可以方便地对现场的生产情况及
设备的工作状态进行实时的监控和调节,实现了系统的网络化控制及系统故障报
警等功能。
本文具体主要进行了下列的研究:
1)依据冷轧带钢卷取控制系统的控制任务及工艺要求,分析了冷轧带钢卷
取张力产生的机理及数学模型,并在此基础上阐述了冷轧带钢卷取恒张力控制的
基本原理和方法,提出了实现带钢卷取张力控制系统的设计方案。
2)依据带钢卷取张力的数学模型及系统所采用的间接恒张力控制方法,分
析了卷取过程中卷径变化与动态力矩补偿问题及解决方案。
3)详细介绍了西门子 S7-300PLC、SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70 系
列矢量变频器及光电脉冲编码器的基本结构、原理、功能以及特性;给出了系统
硬件设备的选型和系统功能参数设定,并在此基础上完成了带钢卷取张力控制系
统的硬件设计。
4)利用 S7-300PLC 自带的 STEP7 编程软件进行了整个系统的硬