ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ １ＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 工业技术 浅析张力计工作原理① 宋丹 李文波 （首钢京唐钢铁联合有限责任公司 河北唐山０６３２００） 摘要：带钢张力的准确测量对冷轧生产线连续、稳定，高效的生产起着十分重要的作用。张力计是张力测量最直接，最准确的工具。 本文结合冷轧连退现场实际情况，对ＡＢＢ高精度张力计从测量原理、压力传感器的作用以及Ｐｒ０ｆｉｂｕｓ ＤＰ通讯等方面进行了简要分析。增 强设备管理人员对张力计的了解，有利于维护好张力计这一关键设备。 关键词：张力计 测量原理 安装方式ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰ通讯 中图分类号：ＴＨ８２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２－－３７９１（２ｏ１３）０９（ｃ）－００７ ８－－０１ 张力计用来测量带钢张力，构成带钢 压力传感器的电缆必须是粗四芯电 ＰＲＯＦＩＢＵＳ主机内。 张力闭环控制，从而使生产线上带钢张力 缆，信号电路和励磁电路都必须接在对角 ３．２主／从通讯 满足工艺要求。如果张力控制不合理会造 线上。 主机和从机间的通讯是通过一个输出 成冷轧产品的划伤和光整机辊耗的增加 缓冲器和一个输入缓冲器之间完成的。 （对汽车板生产尤其明显）等问题，严重时会 造成断带。而张力计的测量精度将直接影 晌生产线张力控制的精度。在首钢京唐二 冷轧后处理线，使用了ＡＢＢ和ＤＲＢＲＡＮＤ两 个品牌的高精度张力计。这里我们主要介 绍ＡＢＢ高精度张力计。 ＡＢＢ张力计测量系统包括两个部分：张 ２张力计的类型 在ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线上的每个扫描周期 ２．１双辊直压式张力计 中，主机都会读取输入缓冲器中的数据，并 该装置机械结构，实际上是将单辊张 向输出缓冲器中写入数据。同时，从机查询 力计与机架辅助辊合并成一体。其用途比 输出缓冲器并对输入缓冲器更新数值。 单辊式来得广泛，国外用在可逆轧机或非 ３．３通过ＰＲＯＦＩＢＵＳ的命令 可逆单机架轧机中，将桃架辅助辊消除掉， ＰＲＯＦＩＢＵＳＤＰ适用于ＰＦＥＡ１ １２（而不适 轧机中心与进料端、出料端的距离大大缩 用于ＰＦＥＡ１１１）。 力采集设备ＰＦＥＡｌ１１／ｌ １２及压力传感器。 短，这对整个轧制工艺要求简化，提高了表 状态位“置零”是唯一的可以通过ＰＲ— 张力采集设备ＰＦＥＡ１１１／１１２，可以从两个 面质量，降低了设备投资成本所占用的空 ＯＦＩＢＵｓ在ＰＦＥＡｌ１２中执行的命令。 压力传感器上获得快速精确可靠的模拟信 间较小。３．４处理通过ＰＲＯＦｌＢＵＳ的测量数据 号。与Ｐ ＦＥ Ａ ｌｌ １不同，Ｐ Ｆ Ｅ Ａ ｌ １ ２附带 ２．２三辊直压式张力计 两个带钢张力测量值通过ＰＲＯＦＩＢＵＳ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ现场总线通讯，分为ＩＰ６５一版 为了提高产品产量（灵活性）和性能价 传输： 本（ＮＥＭＡ４）＊ｎＩＰ２０一版本（非密封）两个版 格比，６Ｏ年代后期发展了可逆或非可逆的 值１有与“输出电压”相同的响应时间 本，二冷轧连退生产线由于要通过现场总 串联轧机，可逆式串联轧机和连续轧机的 值２有与“电流输出”相同的响应时间 线通讯，使用的是ＰＦＥＡｌ１２。ＡＢＢ压力传感 特点是将轧机的台座排成一行。它要求在 “电压输出”和“电流输出”的刻度不影 器型号目前有ＰＦＣＬ３０１Ｅ、ＰＦＴＬ３０１Ｅ、 轧机线上台座之间要有拉力控制，即张力 响测量值在ＰＲＯＦＩＢＵＳ上的传输。 ＰＦＲＬ１ ０ｌ＊￣ＩＰＦＴＬｌ ０１四种。 控制。否则，会产生钢材被拉断或钢材堆 如果完成了零设置，零设置值就会通 积，严重影响产品质量。为了在轧制线上容 过ＰＲ０ＦＩＢＵＳ传输。 １张力计的测量原理 易咬人钢带，减少劳动力，在三辊直压式张 每个测量值有１６位，２一补码表示法（整 ＡＢＢ的Ｐｒｅｓｓｄｕｃｔｏｒ传感器技术是根据 力计的底架，安装一个标准的液压系统。当 数ｌ６）。 某些材料受压时，磁场性质随之改变的特 钢板串进各轧机，卷取机咬人钢板时，三辊 ３．５ ＰＲＯＦＩＢＵＳ测量值的刻度 性而研制的。当ＡＢＢ压力传感器受到机械 直压式张力计中张力辊面与轧制线是同一 根据负载单元的额定负载，测量值的 压力时，其电磁场将随之发生改变，从而产 平面，串联轧机开始升速时，张力计由于液 最低有效位。 生一个测量信号。原理为：当连续向一组线 压系统起作用，将张力计顶上，张力辊面高 ３．６ ＰＲＯＦＩＢＵＳ测量值的过滤 圈通人交流电流时，会产生一个电磁场。由 于轧制线，使得钢材与三辊子全部接触，形 “值ｌ”与电压输出有相同的过滤。 于两组线圈完全垂直，所以产生的磁场不 成包角。 “值２”与电流输出有相同的过滤。 会使另一线线圈中产生感应电压，当没有 ３．７输出缓冲区（从ＰＬＣ到ＰＦＥＡ１ １ ２间的 压力时，两组线圈之间没有磁场耦合。但 ３ ＰＲＯＦＩＢＵＳＤＰ与ＰＦＥＡ１ １２间的通讯 通讯） ・ 是，当传感器受到压力时，磁场形态发生改 ３．１概述 此段说明了在输出缓冲器通讯块中的 变，一部分磁场发生了耦合，并在第二组线 在ＰＦＥＡ１ ｌ２中ＰＲＯＦＩＢＵＳＤＰ的用途是 布尔量。 圈中产生与被测量的辊子上的压力成比例 在ＰＦＥＡｌ１２和上级系统间建立起高速通讯 的交流电压信号。这个电压，是一个相对较 连接。ＰＲＯＦＩＢＵＳＤＰ是多点通讯协议将通 ４结语 强的传感器信号，由压力传感器系统的张 过ＰＬＣ与传感器相连（ＤＰ的意思是“分布的 由此可见，在首钢京唐冷轧部的连续 力设备设备转变成为系统的输出信号。 外围设备”）。 生产线上使用ＡＢＢ张力计系统可以有效的 张力计成对使用，由于带钢的张力与 硬件接口是Ｒ￥４８５（两线电缆）。 测量带钢的实际张力。同时，根据张力计的 最大传输速率是１２ Ｍｂｉｔ／ｓ。 工作原理合理的选用适合张力计的类型可 带钢的反作用力成比例，安装在辊子轴承 通讯协议是根据主／从原则。ＰＦＥＡＩ ｌ２ 以达到生产线的控制要求和工艺要求。在 下面的传感器通过测量辊子和轴承传送的 带钢反作用力间接测量带钢张力。传感器 是从属。ＰＲＯＦＩＢＵＳ主机时刻查询从机，意 生产线的适当位置安装ＡＢＢ张力计系统， 通过接线箱与控制单元相连。控制单元把 思是即使没有新的数据从ＰＦＥＡｌ１ ２传输 能够为全线控制系统提供易辨识、高精度、 传感器信号转化为与反作用力成比例的直 来，查询也要在一个固定的时间周期内进 稳定性好的测量信号。进而，避免带钢张力 流信号。根据所选择的控制单元的不同，两 行。每一个从机在０～１２５的范围内都有一 波动对产品或生产设备造成的不良影响。 个的传感器（Ａ和Ｂ），可以分别输出模 个地址。拟信号，或者输出传感器信号的和值信号 ＰＲＯＦＩＢＵＳ将从机的信息格式、通讯参 （Ａ＋Ｂ），或者两个传感器间的差值信号（Ａ－ 数和错误码作为类型文件，即ＧＳＤ文件 Ｂ） （６ＰＦＥＡＩ１２的ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰ－ＧＳＤ）存储在 ①作者简介：宋丹（１ ９８４，２一），女，河北唐山人，首钢京唐钢铁联合有限责任公司。 ７８ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
