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圖1  彩涂板的生產(chǎn)工藝流程

    即：彩色涂層鋼板的典型工藝流程包括以下四部分：入口段、預(yù)處理段、涂裝段、出口段。

    入口段：包括開卷、剪齊、縫接及貯料活套等設(shè)備，其作用是將原料卷松開并將它們連接起來，以便連續(xù)地、勻速地為機(jī)組供應(yīng)金屬薄板。

    預(yù)處理段：是用于清洗金屬底板并進(jìn)行表面處理,以提高防腐蝕性和對上層漆膜的附著力。

    涂裝段：是整個(gè)機(jī)組的核心部分,通常采用正、反兩面同時(shí)涂裝的二涂二烘工藝，即：涂底漆(初涂)→烘烤固化→冷卻→涂面漆 (精涂)→烘烤固化→冷卻。隨產(chǎn)品要求不同,還可以只一涂一烘或只涂單面，涂漆時(shí)可采用逆向或順向輥涂施工，固化爐中各段溫度的控制取決于所用涂料品種、底板厚度及通過烘爐的時(shí)間。

    出口段：用于將彩涂鋼板卷成成品卷或按規(guī)格要求把成品剪切成單張。常見的二涂二烘彩涂生產(chǎn)線的工藝流程為：開卷→縫合→入口活套→清洗→預(yù)處理→初(精)涂裝→初(精)固化→冷卻→出口活套→剪切→卷取。

2 固化爐的控制

    固化爐是生產(chǎn)線上不可缺少的重要設(shè)備 ,對涂裝液體涂料的板帶進(jìn)行強(qiáng)制烘干。固化爐的控制效果直接影響到產(chǎn)品的性能。固化爐的控制包含爐溫控制和帶鋼傳動控制兩個(gè)部分。

    2.1 爐溫控制

    固化爐爐溫控制影響漆層的烘烤固化效果，由于整個(gè)彩涂生產(chǎn)線存在速度匹配的限制，帶鋼通過固化爐時(shí)的速度變化不應(yīng)很大，因此爐溫過高會導(dǎo)致漆層過于干燥容易脫落，爐溫過低則可導(dǎo)致漆層固化不完全。采用PLC對熱風(fēng)式加熱固化、帶鋼溫度的測量及涂層烘烤后的冷卻等進(jìn)行控制的溫度控制系統(tǒng)。

    2.2 固化爐帶鋼傳動控制

    帶鋼傳動控制除了要滿足生產(chǎn)線的速度匹配限制之外，還需要實(shí)現(xiàn)張力控制功能。張力控制主要是防止帶鋼在經(jīng)過固化爐的時(shí)候由于張力過大而在熱效應(yīng)下產(chǎn)生拉伸變形，從而影響成品的質(zhì)量。解決方案是：

    通常，張力控制可以通過速差調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，即通過調(diào)節(jié)固化爐的入口速度和出口速度之間的差值來控制帶鋼懸空時(shí)所受的張力。由于鋼帶自身具有重力效應(yīng)，并且在固化爐入口驅(qū)動輥和出口驅(qū)動輥之間由于沒有支撐，因而若要使鋼帶在運(yùn)動過程中不會受到過多的拉伸力以致變形，必須使其產(chǎn)生一定程度的懸垂，并且在整個(gè)設(shè)備運(yùn)行過程中必須保證懸垂度處于適當(dāng)?shù)牟▌臃秶小Ｋ俨钫{(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是一種張力的PID控制方式，它需要依靠額外的張力傳感器反饋?zhàn)鳛樗俣日{(diào)節(jié)的依據(jù)。雖然這種控制方式相對簡單，然而在系統(tǒng)啟動/停止或者加速/減速過程中無法達(dá)到穩(wěn)定的張力控制的效果，從而會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。

    為了達(dá)到更精確的轉(zhuǎn)矩控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，需要采用更為先進(jìn)的控制方式。ABB公司研究出了一種以定子磁通和轉(zhuǎn)矩為主要控制變量的新型控制技術(shù)——DTC控制技術(shù)，這種技術(shù)可以在無需編碼器和測速機(jī)反饋的情況下提供精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制能力。隨后ABB公司推出了基于這一技術(shù)的新一代高性能、低成本的低壓交流調(diào)速產(chǎn)品ACS800，這種變頻器融合了DTC控制技術(shù)與模糊控制技術(shù)，其控制性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的矢量控制技術(shù)。

    與傳統(tǒng)的矢量控制變頻器相比，ACS800能夠使電機(jī)在零速時(shí)獲得額定轉(zhuǎn)矩，而矢量控制變頻器則只能在接近零速時(shí)實(shí)現(xiàn)滿力矩輸出。并且，由DTC所提供的精確的轉(zhuǎn)矩控制功能使得ACS800能夠提供高達(dá)200%的可控且平穩(wěn)的最大起動轉(zhuǎn)矩。同時(shí)ACS800的自動起動功能還能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的快速啟動，其起動時(shí)間僅需0.5s左右，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)矢量控制變頻器的飛升起動和積分起動時(shí)間（約2.2s）。與此同時(shí)，ACS800在速度和轉(zhuǎn)矩的精度控制性能方面也要優(yōu)于傳統(tǒng)的矢量控制變頻器。傳統(tǒng)的矢量控制變頻器在開環(huán)應(yīng)用時(shí)的動態(tài)轉(zhuǎn)速誤差約為0.8%，閉環(huán)應(yīng)用時(shí)約為0.3%，而ACS800變頻器在開環(huán)應(yīng)用時(shí)可使動態(tài)轉(zhuǎn)速誤差減少到0.3%，閉環(huán)應(yīng)用時(shí)更是達(dá)到0.1%。由于ACS800的動態(tài)轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)時(shí)間在開環(huán)應(yīng)用時(shí)僅需要1~5ms，而矢量控制變頻器在閉環(huán)時(shí)需要10~20ms，開環(huán)時(shí)為100~200ms，因此，ACS800能夠?qū)崿F(xiàn)更為精確的轉(zhuǎn)矩控制。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

    在上述的固化爐傳動機(jī)構(gòu)中，可以使用ACS800來驅(qū)動固化爐的入口驅(qū)動輥和出口驅(qū)動輥。圖2表示固化爐控制系統(tǒng)的控制框圖。

圖2    固化爐控制系統(tǒng)框圖