專利名稱：金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于金屬表面處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是關(guān)于ー種用于金屬表面處理設(shè)備烘干爐中的板帶懸垂度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
板帶金屬表面處理生產(chǎn)線エ藝段烘干爐內(nèi)板帶的平穩(wěn)運(yùn)行一直是金屬表面處理生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的ー個(gè)重要課題，彩涂線エ藝規(guī)定板帶表面在涂敷后涂層未干以前不允許接觸任何輥?zhàn)?，以免破壞表面涂層影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此連續(xù)板帶在底涂烘干爐和面涂烘干爐內(nèi)必須一直保持為自然懸垂?fàn)顟B(tài)，在不影響エ藝生產(chǎn)的前提下允許有輕微的小幅波動(dòng)。烘干爐內(nèi)板帶懸垂度的控制是金屬板帶涂覆生產(chǎn)線的ー個(gè)重要環(huán)節(jié)，垂度過大意味著板帶在爐內(nèi)張カ不夠，板帶松弛，容易刮蹭爐ロ，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致整線工作不正常；垂度太小，則意味著爐內(nèi)板帶張カ太大，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致撕裂斷帶，或者影響板帶機(jī)械特性導(dǎo)致質(zhì)量降低。由于生產(chǎn)線速度較快，生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)板帶在爐內(nèi)高速運(yùn)行，而烘干爐爐體較長，運(yùn)行中的板帶常因爐內(nèi)張力不穩(wěn)發(fā)生波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)上下振幅會(huì)導(dǎo)致涂敷后的板帶刮蹭到爐內(nèi)風(fēng)道的風(fēng)ロ，使得板帶表面劃傷，影響到產(chǎn)品質(zhì)量；若為了避免剮蹭而增大爐內(nèi)上下風(fēng)ロ間距，這樣就會(huì)加大熱能的消耗，增加產(chǎn)品的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，它能通過對(duì)烘干爐外板帶某一點(diǎn)的懸垂度檢測來實(shí)現(xiàn)對(duì)烘干爐內(nèi)板帶整體懸垂度的控制，使板帶在烘干爐內(nèi)的懸垂度始終維持在設(shè)定值附近，克服了現(xiàn)有技術(shù)中板帶在爐內(nèi)張力難以控制的問題，實(shí)現(xiàn)板帶在烘干爐內(nèi)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高了產(chǎn)品合格率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是彩涂線烘干爐內(nèi)金屬板帶懸垂度控制系統(tǒng)，由面涂輥(I)、金屬板帶(2)、烘干爐(3)、張緊機(jī)(4)、超聲波測距傳感器(5)、變頻器(6)、減速機(jī)(7)和變頻電機(jī)(8)構(gòu)成，金屬板帶(2)從面涂輥出來，經(jīng)過烘干爐(3)，經(jīng)張緊機(jī)改變張力，經(jīng)過面涂輥(I)完成涂覆后進(jìn)入烘干爐(3)，并與烘干爐(3)出口處的張緊機(jī)(4)連接，烘干爐(3)內(nèi)金屬板帶(2)呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)。烘干爐(3)內(nèi)風(fēng)管風(fēng)ロ曲線和爐內(nèi)金屬板帶曲線保持一致。超聲波測距傳感器(5)測量烘干機(jī)(3)出口處金屬板帶
(2)的高度變化，并將實(shí)時(shí)模擬信號(hào)反饋到變頻器(6)。變頻器(6)的主輸入信號(hào)根據(jù)金屬板帶(2)的懸垂度及生產(chǎn)線整線設(shè)備的機(jī)械特性預(yù)先設(shè)定；超聲波測距傳感器(5)反饋回來的信號(hào)與主輸入信號(hào)比較疊加后形成實(shí)時(shí)控制信號(hào)并傳輸?shù)阶冾l電機(jī)(8)。張緊機(jī)(4)由兩個(gè)張緊輥組成，變頻電機(jī)(8)根據(jù)變頻器(6)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)控制信號(hào)，通過減速機(jī)(7)調(diào)整兩根張緊輥的轉(zhuǎn)速差，控制板帶張カ。本實(shí)用新型的有益效果是I.本實(shí)用新型采用變頻器的PID功能，具有響應(yīng)快、使用方便、修改參數(shù)容易的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中可以方便的根據(jù)板帶運(yùn)行情況實(shí)時(shí)做出調(diào)整；2.本實(shí)用新型可以在生產(chǎn)線正常運(yùn)行中快速有效的調(diào)節(jié)板帶懸垂度，避免了震蕩的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)烘干爐內(nèi)板帶高速、平穩(wěn)運(yùn)行；3.本實(shí)用新型通過參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化提聞控制精度，提聞廣品的合格率，提聞了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

圖I是金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)控制示意圖圖2是懸垂線曲線數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖圖3是懸垂?fàn)顟B(tài)板帶上點(diǎn)(X，y)處的張力示意圖圖I中I.面涂輥、2.板帯、3.烘干爐、4.張緊機(jī)、5.超聲波測距傳感器、6.變頻器、7.減速機(jī)、8.變頻電機(jī)、9.張緊輥圖2中懸垂線最低點(diǎn)的法線方向?yàn)閥軸，最低點(diǎn)坐標(biāo)為(0，a)；圖3中板帶上點(diǎn)(X，y)處的張力T，方向?yàn)榘鍘掖咕€該點(diǎn)的切線方向。
具體實(shí)施方案圖I所示是金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)控制示意圖，板帶2經(jīng)過面涂輥I完成涂覆后進(jìn)入烘干爐3，并與張緊機(jī)4連接，烘干爐3內(nèi)板帶呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)；張緊機(jī)4由兩個(gè)張緊輥構(gòu)成，其中張緊輥9經(jīng)減速機(jī)7與變頻電機(jī)8連接；烘干爐3出ロ處設(shè)置一臺(tái)超聲波測距傳感器5測量烘干爐3出ロ處板帶的高度變化，并將實(shí)時(shí)模擬信號(hào)反饋到變頻器6 ;變頻器6的主輸入信號(hào)與超聲波測距傳感器5返回的反饋信號(hào)進(jìn)行比較疊加，通過PI調(diào)節(jié)器的比例積分計(jì)算，輸出ー個(gè)實(shí)時(shí)控制信號(hào)并傳送到變頻電機(jī)8;變頻電機(jī)8根據(jù)接收到的控制信號(hào)調(diào)整張緊輥9的速度，使張緊機(jī)產(chǎn)生速差從而改變板帶張力，實(shí)現(xiàn)板帶懸垂度的控制。圖2所示是懸垂線曲線數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖，取懸垂線最低點(diǎn)的法線方向?yàn)?軸，最低點(diǎn)坐標(biāo)為(O, a),則懸垂線數(shù)學(xué)表達(dá)式為タ=a. cosh - = a -^{eaX + e aX)。式中a =吾，H為懸
垂線最低點(diǎn)的(水平)張力，P為板帶線密度，即板帶密度與板帶截面面積的乘積。圖3所示是懸垂?fàn)顟B(tài)板帶上點(diǎn)(X，y)處的張力示意圖，板帶上點(diǎn)(X，y)處的張力T,方向?yàn)榘鍘掖咕€該點(diǎn)的切線方向，大小為水平和垂直兩個(gè)方向分力的合力，水平分力用來與H保持平衡，垂直分力用來平衡(0，a)到該點(diǎn)(x，y)段板帶的重量P s，s為該段板
帶的長度:s = O (金)2ふ。本實(shí)用新型依據(jù)生產(chǎn)線正常運(yùn)行時(shí)板帶張カ以及烘干爐3內(nèi)風(fēng)管風(fēng)ロ曲線確定理想狀態(tài)下的板帶懸垂線數(shù)學(xué)表達(dá)式，通過計(jì)算設(shè)定變頻器6的主輸入信號(hào)；當(dāng)張緊輥張力發(fā)生變化，板帶上各點(diǎn)張カ的大小方向均發(fā)生改變，本實(shí)用新型采用試驗(yàn)方法，通過離線分析系統(tǒng)對(duì)單位階躍信號(hào)的響應(yīng)過程獲取板帶張カ模型信息并形成反饋信號(hào)。
權(quán)利要求1.金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，其特征是由面涂輥(I)、金屬板帶(2)、烘干爐(3)、張緊機(jī)(4)、超聲波測距傳感器(5)、變頻器(6)、減速機(jī)(7)和變頻電機(jī)(8)構(gòu)成，金屬板帶(2)從面涂輥出來，經(jīng)過烘干爐(3)，經(jīng)張緊機(jī)改變張力，經(jīng)過面涂輥(I)完成涂覆后進(jìn)入烘干爐(3)，并與烘干爐(3)出口處的張緊機(jī)(4)連接，烘干爐(3)內(nèi)金屬板帶(2)呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，其特征在干，烘干爐(3)內(nèi)風(fēng)管風(fēng)ロ曲線和爐內(nèi)金屬板帶曲線保持一致。
3.如權(quán)利要求I所述的金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，其特征在于，超聲波測距傳感器(5)測量烘干機(jī)(3)出口處金屬板帶(2)的高度變化，并將實(shí)時(shí)模擬信號(hào)反饋到變頻器(6)。
4.如權(quán)利要求I至3所述之ー的所金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，其特征在于，變頻器(6)的主輸入信號(hào)根據(jù)金屬板帶(2)的懸垂度及生產(chǎn)線整線設(shè)備的機(jī)械特性預(yù)先設(shè)定；超聲波測距傳感器(5)反饋回來的信號(hào)與主輸入信號(hào)比較疊加后形成實(shí)時(shí)控制信號(hào)并傳輸?shù)阶冾l電機(jī)(8 )。
5.如權(quán)利要求I所述的金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，其特征在于，張緊機(jī)(4)由兩個(gè)張緊輥組成，變頻電機(jī)(8)根據(jù)變頻器(6)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)控制信號(hào)，通過減速機(jī)(7)調(diào)整兩根張緊輥的轉(zhuǎn)速差，控制板帶張力。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種金屬表面處理生產(chǎn)線烘干爐內(nèi)板帶懸垂度控制系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中板帶在烘干爐內(nèi)張力難以控制的問題，本技術(shù)方案是板帶2經(jīng)面涂輥1進(jìn)入烘干爐3并與出口處的張緊機(jī)4連接，烘干爐3內(nèi)板帶呈自然懸垂?fàn)顟B(tài)；張緊輥9經(jīng)減速機(jī)7與變頻電機(jī)8連接；在烘干爐3出口處設(shè)置一臺(tái)超聲波測距傳感器5測量板帶的高度變化，通過對(duì)烘干爐外板帶某一點(diǎn)的懸垂度檢測，利用變頻電機(jī)控制張緊機(jī)產(chǎn)生速差來改變板帶張力，實(shí)現(xiàn)烘干爐內(nèi)板帶懸垂度的控制，從而改變板帶張力，實(shí)現(xiàn)板帶懸垂度的控制。采用這一技術(shù)方案可以在生產(chǎn)線正常運(yùn)行中快速有效的調(diào)節(jié)板帶懸垂度，避免了板帶震蕩的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)烘干爐內(nèi)板帶高速、平穩(wěn)運(yùn)行；提高產(chǎn)品的合格率。
文檔編號(hào)B05C13/02GK202606370SQ201220173679
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者汪為健, 溫玉艷, 王海濤 申請(qǐng)人:北京星和眾工設(shè)備技術(shù)股份有限公司, 北京星和眾工設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)備有限責(zé)任公司