变频器在卷染机恒张力恒线速度控制中应用方法

变频器在卷染机恒张力恒线速度控制中应用方法

一、前言卷染机适合目前市场对多品种小批量织物的染色需求，可间歇式生产，发展前景看好应用越来越广泛。卷染机控制方面要求具备自动记道、自动计数、自动换向、自动掉头、自动停车、防坠液等功能，在整个工艺过程中，要求保证布匹的张力和线速度恒定，因此对系统的自控控制水平要求较高。国内较为传统的卷染机大部分采用双直流电机控制，只能达到近似的恒张力控制效果，也有采用单变频器的卷染机，放卷采用异步电机直流制动的方式，收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换，以上这些方案，分析其原理，都是在较大误差情况下的一种近似结果，因此控制效果不尽如人意。进口的高档卷染机，有的采用伺服控制，有的是用价格昂贵的工程型变频器来实现，效果较为理想，但是对于国内的用户来说，成本压力很大。本文以一个工程实例来说明采用科创力源张力控制专用变频器精确并巧妙的完成卷染机的工艺要求。CLM158巨型卷染机技术指标：◆门幅：1800--3600mm；◆最大卷径：1500mm；◆车速：20--150m/min；◆最高温度：98℃；◆张力调整范围：300~1000N；图1是卷染机工作的示意图，这是一个典型的中心卷曲控制系统。未染色的布匹首先通过上布电机卷曲到其中的一个辊筒上，在辊筒的传动轴上安装有计数用的接近开关，此时控制系统计下整卷布的道次，上卷完毕，采用人工的方式把布匹的一头卷到另外一个辊筒上面，待包覆紧密即可正常开始工作。此时两个辊筒朝着同一个方向运转，控制的要求是保持布匹上的张力恒定，保持布匹在染液经过的时间一致，也就是线速度恒定。这是个没有线速度反馈的驱动系统，但线速度又实实在在的随着辊筒的半径的变化在变化。因此，控制系统需要适应这种独特的要求。科创力源CM60-T变频器为卷染机的高性能控制提供了理想的驱动平台。在各个卷染机厂家以及最终用户处的实际使用情况表明，采用CM60-T控制的卷染机，兼顾了控制性能和成本之间的要求，为该行业的产品升级换代提供了优秀的解决方案。下面结合用于平幅丝绸棉布尼龙人造及合成丝等织物的CLM158 巨型恒张力卷染机的工程实例说明CM60-T高性能矢量控制变频器在该行业的应用。二、采用张力控制专用变频器的卷染机电气系统卷染机的控制可以分为温度控制和传动控制两部分，本文重点描述的是关系到张力以及线速度控制的驱动部分控制。该卷染机的控制系统以西门子作为控制器，采用触摸屏作为人机界面，它们主要完成的是张力，线速度的设定，布的厚度的测量以及相关逻辑动作的控制。变频器和PLC之间采用485通讯。采用通讯方式的好处是可以随时知道变频器主要变量的信息，减少接线，使得整个系统看起来很精简。两台完全一样的变频器，它们均工作于闭环矢量控制模式，由于卷染机在接近满卷时候会较长时间工作在很低的频率下（1~3Hz）,采用较高线数的编码器有助于提高在低转速工况下的控制性能，同时考虑散热，需要采用变频专用电机。上布时刻，PLC记录下该布卷在辊筒上面的总圈数，然后由操作工测量该布卷的直径，把这个值输入到HMI，PLC根据直径和总圈数，可以精确计算出来单层布的厚度。采用这种方法获得布厚，误差很小。布厚通过485通讯传送到CM60-T张力控制变频器，作为控制的最基本参数。同时针对每种织物，染色所需要的张力以及染色速度，也在HMI上面设定好，然后通过PLC传递给变频器。CM60-T的功能十分强大，除了具有常规的惯量补偿，卷径计算，摩擦力补偿，锥度计算等张力控制功能之外，还有一个为了线缆、印包等行业收卷控制的自动换盘设计的功能：预驱动。该功能的作用是根据线速度和卷径的关系，自动计算出所匹配的角速度。利用这个功能，我们首先可以实现卷染机控制要求中的恒定线速度控制。其原理是：根据设定的线速度以及布匹的初始直径，布匹的厚度，我们可以得到一个匹配的电机旋转速度，当直径变化的时候，辊筒每旋转一圈，变频器会自动减去一层布的厚度，从而得到一个新的直径，通过这个新的直径，变频器又能够计算出所需要匹配的线速度，如此周而复始，可以确保布匹线速度的恒定。恒张力的控制，则是利用矢量控制变频器的转矩控制功能，实时的根据张力的设定值，锥度，补偿量以及卷轴直径计算出所需要的转矩，从而达到间接的

控制带材张力的目的。这种控制方式适合较低速度下的大张力控制，而卷染机正是较为典型的该类系统。在该系统中，变变频器接收PLC通过485传送过来的张力设定值，然后根据布厚的递归运算得到直径，张力设定值乘上半径除上机械系统的传动比就是电机所需要输出的转矩。在该系统中，假设我们把放卷的定为速度模式，它始终工作在预驱动模式下，根据辊筒直径的变化计算出需要的电机转速来保证布匹的线速度恒定，收卷的则始终工作在转矩控制模式下。当一个方向快要染到头的时候，只需要切换一下两台变频器的收/放卷控制模式和预驱动即可。而这正好是一组逻辑上相反的信号，采用一个继电器即可获得。由卷染机的工作原理可见，放卷的电机始终处于发电模式，通常的做法都是采用制动单元、制动电阻，将制动产生的能量以热量的形式消耗掉。对于卷染机这样长年累月工作在发电模式下的设备来说，这种方式电能的浪费是大量的。科创力源变频器可以方便支持公共直流母线，我们在实践中将两台变频器的P N母线直接并联，这样正常工作制动产生的能量通过并联的母线又回到拖动的电机。为了考虑在快速减速的时候，有可能两台电机都处于发电状态，在其中的一台变频器上面仍旧并联了一个制动电阻，这个电阻的工作是短时的，能耗很小。老是卷染机控制柜下方很大的一个电阻箱现在可以完全取消了，既节省了能耗，又避免了很大的一个热源，从而系统的可靠性也得到了提高。三、结束语本系统在优化参数值之后，设备试机时速度150米/min非常稳定，完全解决了原来采用直流电机张力控制不够连续、稳定的问题。为了稳妥器件，第一套系统在染缸底部的过渡辊上面安装了张力传感器来监测布匹的张力，从传感器检测回来的数据可以看到，这个系统的张力控制的非常的稳定，稳态的时候波动可以做到小于5%，快速加减速度的动态过程波动小于15%。从传感器也可以看到锥度系数在控制中的作用，而这些性能，功能都是原来直流电机没有做到的。采用公用母线方式，设备效率为90-95%、节电率为40%左右。而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰，兼顾了控制要求和成本之间的要求，的确是个性价比优良的方案。

恒张力控制系统

第一章设计说明 课题简介 设计一个恒张力收盘控制系统，就是要控制卷取物体时保持物体相互拉长或者绷紧的力。张力应用于最广泛的造纸、纤维、塑料薄膜、电线、印刷品、磁带等轻工业中，带材或线材的收放卷张力对产品的质量起着至关重要的作用。在收卷和放卷的过程中，为保证生产的质量及效率，保持恒定的张力是很重要的。本系统采用人及交互式的控制方法，由使用者输入设定张力值，通过磁粉制动器、传感器、转换芯片与单片机组成一个闭环系统，使张力恒定在设定值，达到恒张力控制的效果。 设计目的 通过本次课题设计，应用《单片机原理及应用》等所学相关知识及查阅资料，完成恒张力收盘控制系统的设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。通过本次设计的训练，可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。 设计任务 在本次课程设计中，主要完成如下方面的设计任务： 1、设计单片机系统原理图（A0，PROTEL/CAD或手画）； 2、编写系统程序（主程序+子程序）； 3、写设计说明书；（设计说明，程序流程图，程序）； 4、答辩（十九周周四下午两点）； 设计方法 由按键驱动单片机中断，进入按键及显示程序，通过使用者输入数据并通知在LED上显示，输入数据储存在相关区域内备之后使用，返回到主程序后单片机接受由力传感器产生的经AD转换芯片转换后的数字力信号，通过与之前设定值的比较计算，得出控制信号，经DA 转换芯片变为模拟电压信号输入磁粉制动器控制端。若没有键盘中断，则如此往复运行信号检测、运算、输出程序达到动态平衡。

薄膜分切机放卷至卷取的张力控制(上)讲解

薄膜分切机放卷至卷取的张力控制 （上） 1．分切机的重要选定要素2．放卷至卷取的张力3．接触辊及接触压力4．卷取张力的自由选择及设定5．在薄膜主要物性条件下所设定的卷取条件1．分切机的重要选定要素在分切机的选定方面最受关注的应该是分切卷取后的产品如何?也就是产品内部品质。从外观上来看，无皱褶、无划痕、端面整齐、卷取表面硬度适当等，这些都应该是基本的。但是，我们认为仅关注这些还不够。因为分切卷取后的产品其内部残留着很大的应力(内部张力)，这将会对 1．分切机的重要选定要素 2．放卷至卷取的张力 3．接触辊及接触压力 4．卷取张力的自由选择及设定 5．在薄膜主要物性条件下所设定的卷取条件 1．分切机的重要选定要素 在分切机的选定方面最受关注的应该是分切卷取后的产品如何?也就是产品内部品质。从外观上来看，无皱褶、无划痕、端面整齐、卷取表面硬度适当等，这些都应该是基本的。但是，我们认为仅关注这些还不够。因为分切卷取后的产品其内部残留着很大的应力(内部张力)，这将会对后道工序带来各种不利影响，比如说印刷的套印不准等。 这种内部品质的状况如何，将会很大程度地影响到用户的订购量、产品韵价格及用户对制膜厂家的信赖和评价。 而这种选定要素却无法用肉眼看到，因此，对薄膜的张力控制及接触压力的控制是最重要的选定要素。 2。放卷至卷取的张力

分切机的放卷至卷取张力可分为以上3大部分。 2—2放卷张力 2—2—1内部张力 前道工序卷取下来的原膜母卷的内部含有残留应力，这残留应力的大小同生产线的设备性能有关，特别同卷取机的性能有很大的关系。如卷取机的张力过大且张力的变动量也大时，会对分切机的放卷张力的控制带来不利影响。另外，原膜母卷由于熟化的缘故几乎多少都存有偏芯，这就是放卷速度的变化而造成放卷张力变化的原因所在。放卷张力发生变化会使薄膜内部产生应力，将存有内部应力的薄膜从牵引部传送至卷取部，最终肯定会对卷取张力的变动带来影响。 为使放卷张力的变动量降低，放卷部采用浮动辊方式来控制放卷张力。该方式可使原膜母卷的内部应力减少，可吸收放卷速度的变化，实现放卷张力保持稳定。 为使浮动辊的效果更佳，本公司研制开发了2根串联在一起浮动辊方式(已取得专利权)，该方式可使放卷张力的变动量降低到最低限度。 2—2—2为实现放卷张力变动量最小而采取的对策 串联浮动辊的控制 偏芯原膜母卷回转时，靠浮动辊的摆动来吸收，但是，浮动辊的质量成为惯性抵抗使薄膜产生松弛，并使张力也增加。由于此惯性抵抗会给每一时间上的变动量及浮动辊的质量本身带来很大的影响。现在，本公司研发开发了把2根浮动辊组合在一起的串联浮动方式，可实现低张力条件下的高速运转。 串联浮动辊的方式相对于1根浮动辊来说，偏芯原膜母卷每回转1次，薄膜偏芯量的1／2通过浮动辊的位置变化来吸收，同时，由于浮动辊及惯性力的变动所产生的作用于薄膜的张力，因每一根浮动辊的质量是原来1根的1／2，可使得总体上放卷张力的变动量减少到原来1根浮动辊张力变量的1／4。

卷取张力原理

直流调速器卷取张力控制原理 卷取张力控制原理卷取机的卷取张力由卷取电动机产生。电动机力矩为： 式中Km——比例系数，常数 ∮——磁通量； I枢——电动机电枢电流。 卷取张力T与电动机力矩的关系为： 式中 D——带卷直径。 带卷速度为： 式中行电——电动机的转速； i——电动机至卷筒的速比。 将式2-2、式2-4代入式2-3得： 电动机电枢电势E为： 或 式中K。——比例系数，常数； ∮——磁通量； n电——电动机转数。 将式2-6代入式2-5则得：

其中： 欲使詈=常数，若E不变，口亦不变，则张力T与电动机电枢电流k成正比。换言之，在保持线速度钞不变的条件下，一定的电枢电流珠表示一定的卷取张力T。张力控制的实质在于，若卷取线速度不变，采用电流调整器使电枢电流保持恒定，就可以保持张力恒定。 怎样才能保持卷取线速度不变呢?由于卷取线速度口与带卷直径和带卷转速的乘积Dn成正比，欲使口不变，随着卷径D的变化，带卷转速必须相应变化。一般采用电势调整器调节电动机的磁通量①，以改变电动机转速，使卷取线速度保持不变，这就是卷取机的速度调节。 卷取机的速度调节除了补偿卷径变化外，还应包括根据工艺要求，对机组速度进行调整。一般来说机组速度的调节，可采用改变电压(降压)的方法，从基数咒基往下调；而卷径变小时，调速则采用改变激磁(弱磁)的方法，从基速孢基往上调。这样就可必最大机组速度'Ornax和最大卷径D。诅x时的转速为基速挖基。因此，调激磁的调速范围应保证满足下式： 式中 nrtmx、咒基——分别为卷筒的最大转速、基速； D、d——分别为带卷的外径、内径。 综上所述，电枢电流j枢与卷取张力T成比例；磁通量①与卷径D成比例。在电器上采用电流调节器和电势调节器来实现恒张力控制。 上述电势电流复合张力调节系统，用改变磁通的方法来适应卷径的变化，以保证卷取线速度，从而实现恒张力控制。卷取机处于弱磁条件下土作，不能充分利用电动机力矩；由于电动机磁通的调速范围往往受到限制，不能满足卷径比的要求，在此情况下不得不增加电动机容量。近年来出现的最大力矩张力调整系统，基本上克服了电势电流复合张力调整系统的缺点。 电动机力矩M为： 电动机电势E为： 电动机功率N为：

利用PLC S7-200自动绕线机控制系统设计

学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得XXXXXXXX或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年月日

摘要 针对传统变压器绕线机械结构复杂的缺点，提出一种主轴与排线分离驱动的新型控制模式，实现绕线参数的柔性化调整。一方面，系统采用PLC为控制核心，送线轴恒张力变频驱动，步进驱动器配合卷绕主轴控制步进电机高精度排线。另一方面，系统提供了方便的人机界面,实现了绕线工艺的可编程化；同时，采用PLC驱动执行器和接收控制信号，提高了系统的可靠性。事实证明上述控制系统应用于绕线机具有操作简单, 运行可靠, 工艺参数修改方便, 自动化程度高等优点。 本课题来源于工程实际。所以，本设计从实际出发，从系统的安全、可靠、经济等多方面考虑。我们主要从对系统硬件的选型、搭配，软件的设计与调试等方面进行设计和论证。在本设计中力求可靠、稳定、直观、易于操作。本自动绕线控制系统采用西门子S7-200系列PLC与台达DOP-A57GSTD型触摸屏，并配以现场信号传感器和执行机构构成该系统。应用step7软件包和台达触摸屏软件开发PLC控制、组态程序，实现绕线机运行自动化。 通过仿真调试，本系达到了任务设计的要求，可以达到较好的生产效果，满足产品质量的要求。 关键词：变压器自动绕线 PLC 触摸屏

卷取恒张力控制

酸洗线卷取机恒张力控制原理及实现方法 摘要：卷取机张力的稳定性直接影响到清洗线产品的质量，卷取机的恒张力控制是卷绕自动控制系统中的关键技术。本文首先描述了实现恒张力控制的原理，通过分析选取了适合的控制方法。并结合意大利Ansaldo 全数字直流传动装置SPDM给出了一种具体的实现方法，这种方法搭建的系统在实际应用运行稳定，清洗效果良好。 关键词：张力控制最大力矩法全数字直流调速装置SPDM Abstract: The stability of the wind reel’s tension will influence the quality of the acid cleaning‘s product directly. The way of constant tension control to the wind reel is a key technique of the automatic taking-up equipment. At the beginning of this paper, we describe the principle of tension control. Then we choose a better control method based on analyze. And then we give a implement method use the Italian Ansaldo’s whole digit direct current timing equipment SPDM. The acid cleaning system based on this method worked steady and the wash effect is good. Key words: tension control; maximal moment method; whole digit direct current timing equipment SPDM. 1、概述 近年来，市场上对铜带的需求有增无减，国际市场上铜产品价格呈强劲上涨趋势。用户对铜带产品表面的光洁度要求越来越高，同时企业对清洗的效率也提出了更高的要求。传统的清洗方式已不能满足企业的需要。铜带清洗的质量一方面取决于工艺，另一方面也与卷取机张力有密切的关系。一般来说，卷取机张力的稳定性直接影响带材的质量和成品率。尤其在带材被拖动动态升降速的过程中，更要保持张力的恒定以免出现断带。传统的卷取机张力控制装置为模拟系统，其张力控制精度低，大约在±5%左右，而且由于调试困难，实际上往往难以达到。当前普遍采用全数字直流调速装置来实现恒张力控制。意大利Ansaldo 全数字直流传动装置SILCOPAC D在冶金领域有着广泛的应用。它有许多优异的性能如具有电流、速度、电势环的自整定功能，可以通过串行总线进行大量的数据交换，可以通过软硬件设定系统功能，满足用户多种需要等。磁场控制由一个可控硅控制的调压器作为电机的励磁控制，励磁控制模式可以是恒压控制、恒流控制以及自动弱磁升速控制。利用SILCOPAC D可以方便的实现卷取机的恒张力控制。本文的研究基于铜带酸洗线设计，主要讨论使卷取机张力恒定的控制原理并结合Ansaldo直流调速装置（SPDM）说明其实现方法。 2、卷取机恒张力控制原理 保持张力恒定通常采用间接张力控制方式。所谓间接恒张力控制方式，就是只给定张力设定值，不用检测器采集张力的实际值，对张力不形成闭环控制，而是通过对开卷机电流或磁场的控制来间接实现对张力进行恒定控制的方法。 2.1 常用间接张力控制法 通常采用的间接张力控制方式有2种：比例控制方式和最大力矩控制方式。为了说明这两种方式的差别，进行以下推导。下图为卷取机示意图：

(新)台达数控定子绕线机伺服系统应用实例_

台达数控定子绕线机伺服系统应用实例 利用中达CNC数控系统强大的轴控功能和台达伺服系统快速精准的运动响应，使绕线机的工作效率得到了很大的提高。 本文主要介绍了数控定子绕线机功能的需求，以及系统操作界面和I/O的规划。 一、前言 图1 数控定子绕线机外观 目前绕线机的市场可谓庞大，品种繁多，有平行绕线机、环型绕线机、定转子绕线机、纺织绕线机等。本文主要介绍的是利用中达CNC数控系统和伺服产品构建出的设备：数控定子绕线机。他的最大特点是可以自动变换绕线方向，所绕的线圈整齐且圈数准确。操作简便，节省人工，提高产量，产品品质好，其绕线、排线、停车、换槽，完全按程序自动执行。排线宽幅可调，圈数准确。生产速度快，并大量节省线材。下面概述如何利用中达的数控和台达的伺服整合此方案。 二、技术和精度要求 客户原用PLC+伺服控制整台设备，因其加工出来的产品的合格率较低，且一些功能无法实现，满足不了市场上需求，故提出开发数控定子绕线机，并且需要控制系统和伺服满足如下条件： 1．伺服运动轴 在机械上，需要三轴的控制坐标系。其中，排线X轴采用伺服电机直接驱动螺距为4mm 的滚珠丝杠，在连接工作台做直线运动；飞叉Y轴采用伺服电机驱动1：2的齿轮箱间接传动，做360度的圆周运动；分度Z轴采用伺服电机驱动1：9的齿轮箱间接传动，做360度的圆周运动。这3个轴要求能够联动。 此外，对于飞叉轴来说，由于在运动过程中，机械负载惯量会因为绕线的速度的不同而发生较大的变化，这就要求伺服系统具有优异的稳定性、相应性和对负载变化自适应能力。 2．精度要求 机械回零精度：排线轴0.005mm 飞叉轴+/-1度分度轴+/-1度 定位精度：0.02mm +/-1度 要求控制系统和伺服系统能够具有检测反馈，来保证机械运动精度。 3．CNC控制系统 因定子绕线机不仅讲究绕的匝数要准确，而且排线出来的密度要均匀，即最少需要两轴之间做插补运算，实现联动；画面可以自由规划；要给客户方便传输加工程序，并且可以对NC程序编辑和存储；控制系统要提供一个D/A口，实现恒张力控制功能。 另外，客户希望数控系统再开放一个轴，以备后用。

张力控制器的知识与特点

张力控制器的知识与特点 现在行业设备中一般主要用日本三菱，蒙特福，KORTIS等张力 控制系统。按型号分有测力式，浮辊式等等。 简单来说，一般张力控制器只需要进行安装调试和微调两个基本操作就可以，其他具体参数要看需要的具体功能了。 对于一个控制器，PID设定一般进行如下调整：一般先把微分D 值设为零，积分I设为一个很小的数为5-10之间，改变P值从小到大，直到系统能调整稳定，当P调整好后，加一个外界干扰，看系统恢复到平衡所需的时间，如果太慢，增加I值，直到达到满意效果，一般系统改变经过两个周期达到平衡为最好。 在工控行业，在一些带状和线状类的产品，经常需要控制张力来达到生产要求，张力控制器就是控制这类张力的一种仪表，张力控制器是一种由单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统，是一种控制仪表，它可以直接设定要求控制的张力值，然后直接输入张力传感器的信号（一般为毫伏级别）作为张力反馈值，通过比较得出偏差后，输入到PID等控制器进行处理，最好输出给外围执行机构去控制，最终达到偏差最小，系统响应最快的目的。张力控制器还有所谓的手动控制功能，一般是指人为可以通过张力控制器给定一定的输出量给执行机构（经常为电机的电流量）；一些张力控制器还带有卷径推算功能，一般应用在卷取设备上，有放卷和收卷之分；另外还 有锥度调节功能，可以在控制器内部直接设定一些工艺上要求的卷取 第 1 页共 3 页

锥度。 张力控制器的张力控制是指能够持久地控制料带在设备上输送时的张力的能力。这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，它也有能力保证料带不产生丝毫破损。凹印机张力控制基本上分手动张力控制，开环式半自动张力控制和闭环式全自动张力控制三大类。手动张力控制就是在收卷或放卷过程中，当卷径变化到某一阶段，由操作者调节手动电源装置，从而达到控制张力的目的。不过现代凹印机手动张力控制系统已基本被淘汰，而仅仅作为闭环式全自动张力控制系统中的一种操作模式存在。开环式半自动张力控制又称卷径检测式张力控制，它是用安装在卷轴处的接近开关、检测出卷轴的转速，并通过所设定的卷轴直径初始值和材料厚度，累积计算求得收卷或放卷筒当前的直径，相应卷径的变化输出控制信号，以控制收卷转矩或放卷制动转矩，从而调整料带的张力。因为卷轴每转一圈，卷径会发生2倍于料带厚度的变化。此种张力控制不受外界剌激的影响，能实行稳定的张力控制。但是，由于受传动装置的转矩变化、线性变化和机械损耗等因素影响，这种张力控制的绝对精度较差。闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值，然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器，通过此信号与控制器预先设定的张力值对比，计算出控制信号，自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等，以达到张力稳定目的。它是目前较为先进的张力控制方法。 另外，在我国制造和销售的中、高档印刷机张力控制系统中，由于更 第 2 页共 3 页

变频器的应用—卷染机恒张力恒线速度控制

变频器的应用—卷染机恒张力恒线速度控制 2010-01-21来源：工控商务网浏览：41 一、前言 卷染机适合目前市场对多品种小批量织物的染色需求，可间歇式生产，发展前景看好应用越来越广泛。卷染机控制方面要求具备自动记道、自动计数、自动换向、自动掉头、自动停车、防坠液等功能，在整个工艺过程中，要求保证布匹的张力和线速度恒定，因此对系统的自控控制水平要求较高。国内较为传统的卷染机大部分采用双直流电机控制，只能达到近似的恒张力控制效果，也有采用单变频器的卷染机，放卷采用异步电机直流制动的方式，收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换，以上这些方案，分析其原理，都是在较大误差情况下的一种近似结果，因此控制效果不尽如人意。进口的高档卷染机，有的采用伺服控制，有的是用价格昂贵的工程型变频器来实现，效果较为理想，但是对于国内的用户来说，成本压力很大。本文以一个工程实例来说明采用汇川张力控制专用变频器精确并巧妙的完成卷染机的工艺要求。 CLM158巨型卷染机技术指标： ◆门幅：1800--3600mm； ◆最大卷径：1500mm； ◆车速：20--150m/min； ◆最高温度：98℃； ◆张力调整范围：300~1000N； 图一 图一是卷染机工作的示意图，这是一个典型的中心卷曲控制系统。未染色的布匹首先通过上布电机卷曲到其中的一个辊筒上，在辊筒的传动轴上安装有计数用的接近开关，此时控制系统计下整卷布的道次，上卷完毕，采用人工的方式把布匹的一头卷到另外一个辊筒上面，待包覆紧密即可正常开始工作。此时两个辊筒朝着同一个方向运转，控制的要求是保持布匹上的张力恒定，保持布匹在染液经过的时间一致，也就是线速度恒定。这是个没有线速度反馈的驱动系统，但线速度又实实在在的随着辊筒的半径的变化在变化。因此，控制系统需要适应这种独特的要求。 汇川MD330变频器为卷染机的高性能控制提供了理想的驱动平台。在江苏地区各个卷卷机厂家以及最终用户处的实际使用情况表明，采用MD330控制的卷染机，兼顾了控制性能和成本之间的要求，为该行业的产品升级换代提供了优秀的解决方案。下面结合用于平幅丝绸棉布尼龙人造及合成丝等织物的CLM158 巨型恒张力卷染机的工程实例说明汇川MD330高性能矢量控制变频器在该行业的应用。 二、采用张力控制专用变频器的卷染机电气系统 卷染机的控制可以分为温度控制和传动控制两部分，本文重点描述的是关系到张力以及线速度控制的驱动部分控制。

张力控制系统

张力控制系统MAGPOWR （美塞斯MC01/400/830/1898）往往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，目前主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。 工作原理 这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。 一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等，下图为一个典型的闭环张力控制系统。 人工控制 MAGPOWR <1ll人工张力控制系统是适合于收卷，点到点和一些特定的放卷应用场合使用的低成本解决方案. 我们的手动电源供应器可以让f~ 淌除剩磁，15可以通过莫独特的皮向电流性能而用到制动器或离合器的完整的功率范围。该系统最适合应用于: ( 1 )需要自然锥角的收卷场合 ( 2 )卷装成形保持不变的点到点应用场合 ( 3 )从满卷到卷芯的放卷过程中允许有少量张力变化的场合 人工电源供给采用电流调节方式，当离合器或制动器从环境温度变化到工作温度时，莫输出仍保持不变。 可选用带有跳结器的90VDC 和24VDC 电压供给，额定电流可以调节，还可匹配磁粉制动器满足榕的应用需求。 可选安装方式DIN 标准导轨(C E) .撞墙式安装，印刷电路板。 张力控制系统(3张) 控制方式

汇川变频器的行业应用方案汇总

1.自动扶梯 NICE2000是当今最先进的自动扶梯一体化控制系统，集成了变频驱动和扶梯逻辑控制，辅以简单的外设就可构成完整的扶梯控制系统，该一体化控制系统申请了两项国家发明专利。NICE2000的出现解决了困挠变频扶梯多年的三大难题：成本居高不下、重载下行的安全隐患、变频工频切换的振动。 旁路变频 取消制动电阻能量直接反馈电网 模块化的优点 ■结构紧凑、安装方便； ■先进的矢量控制算法、电机参数自动调谐（静止调谐和完全调谐两种）、运行接触器控制、抱闸接触器控制、旁路变频节能控制、全变频节能控制、速度跟踪控制等多种扶梯控制专用功能；

5.5kW变频器轻松拖动11kW电机。无需PLC 控制变频一体化 高度集成的一体化驱动器，无需PLC，轻松实现旁路变频、全变频、自启动、故障显示、自动加油、方向显示等所有扶梯功能。 2. 电梯专用ME320L是一款专为电梯开发的专用变频器，分为异步变频器和IP后缀同步变频器。ME320L标准配置PG卡、直流电抗器和制动单元，全部功能专为电梯设计，调试简单、性能优越。同步和异步系列的功率范围均从2.2kW到55kW，适合别墅电梯、住宅电梯、商用电梯、载货电梯以及各种速度场合。 1、主回路适用于ME320L-4002~ME320L-4030系列变频器，大于30kW请加装制动单元 2、状态信号输入输出（功能定义全部为默认值） 3、模拟量速度给定

4、多段速速度给定 5、编码器分频输出（编码器输入，根据编码器类型选择相应PG卡，根据PG卡说明接编码器进线） 假设多段速1为高速、多段速2为爬行、多段速3为检修，以1m/s为例 3. 拉丝机专用 MD系列变频器—拉丝行业应用方案专家 产品特点： 高端： 主拉、收线采用电流矢量控制变频器：超强的低频转矩、快速的动态特性、优秀的稳速精度；

工程应用1 基于PLC的恒张力控制系统

工程应用1 基于PLC的恒张力控制系统 一、项目目的 1.了解电线自动化生产线张力控制系统； 2.掌握电线自动化生产线恒张力控制系统工作原理； 3.掌握S7-300PLC编程软件平台、STEP7的程序结构和编程方法； 4.培养学生逻辑思维能力、创新能力、分析问题与解决问题能力 二、硬件系统设计 1. 硬件系统组成 硬件系统由编程计算机(上位机)、S7-300PLC控制器(下位机)和电线生产线（被控对象）等组成，编程计算机(RS232通讯口)和S7-300PLC控制器(DP通讯接口)之间通讯采用PPI通讯方式。 2. 恒张力控制原理 恒线速度恒张力调节系统以牵引机的速度为全线的基准速度，实现前后张力分段。收线机为卷取张力调节系统，放线机为开卷机张力调节系统，前后张力方向相反。 开卷机由欧陆514C致力调速板控制，形成一个张力、电流双闭环调速系统，它按照牵引机速度进行调节，如图1所示。开卷机张力给定，张力反馈信号和开卷机电流、张力双闭环调节系统构成了开卷机的调速系统，随着生产的进行，开卷机上的铜线盘半径不断减小，相应的电机转速必须逐渐增大才能保持电线上的张力恒定，但实现裸铜线的线圈半径检测很困难于是我们采用电缆张力负反馈，这样根据张力反馈信号的大小来调节开卷机的转速，在整个过程中开卷机随着牵引机的速度转动，从而使电缆张力保持恒定。 图1恒张力系统示意图 3.定义I/O口地址分配表 分析与恒张力控制相关的生产线设备（开卷机、牵引机），分配PLC输入、输出信号地址。 4.设计出硬件系统接线图

三、PLC控制程序设计 1. 模拟量闭环控制系统的组成 典型的PLC模拟量闭环控制系统如图2所示， 图2模拟量闭环控制原理图 在过程控制中，按照偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器是应用最广泛的一种自动控制器。 2. S7-300PLC实现闭环控制的方法 S7-300PLC的FM355是智能化的4路通用闭环控制模块，可以用于化工和过程控制，模块带有A/D转换器和D/A转换器。 除了专用的闭环控制模块，S7-300PLC也可以用PID控制功能块来实现PID 控制。但是需要配置模拟量输入模块和模拟量输出模块。 系统功能块SFB41可用于CPU314的闭环控制。SFB41“CONT_C”(连续控制器)的输出为连续变量。可以用SFB“CONT_C”作为单独的PID恒指控制器。控制器的功能基于模拟信号采样控制器的PID控制算法。 3．程序要求 (1)按下开卷电机起动按钮，开卷电机起动，经过P参数和I参数设定的PID 控制器控制电线的张力达到要求的恒定值。 (2)按下牵引电机起动按钮，牵引电机起动，通过调节控制牵引电机的变频器的给定值调节牵引电机的转速，要求PID控制器自动控制开卷机的转速保持电线的张力维持恒定值。 (3)按下停止按钮，系统停止运行。 4程序设计提示 (1)生产线启动过程应先起动放线机，再起动牵引电机 (2)PID控制方式中的P参数和I参数的数值多为经验值，可通过多次试验得出合适的设定值。 四、预习报告设计要求 1. 实验前，根据控制内容设计出系统的接线图、程序流程图、时序图； 2.设计出控制程序，并尝试创新出其他的电线生产线恒张力控制功能。 五、系统调试及问题分析

自动绕线机设计方案说明

自动绕线机设计方案说明 一、绕线机工作原理： 绕线机是用于切割硅单晶上的一种细合金钢丝，由于是在美国进口的大卷筒估计有50000米左右长（重量？），用在线切割机太大太重不能使用，在正常工作情况下只能使用小卷的合金钢丝筒，因此需要将大卷合金钢丝筒，卷成小的合金钢丝筒，小卷的合金钢丝筒约2500-5000米，（重量？）才能用于线切割机使用，合金钢丝直径为Ф0.31。 二、绕线机主要技术要求分析： 1、由于合金钢丝直径只有Ф0.31mm比较细，而且合金钢丝本身比较硬，在绕制过程中拉紧容易断，绕松了容易跑而且排列不整齐，不符合工艺要求， 2、在绕制过程中，绕线的速度不能太快，也不能太慢，启动或停止时，不能堵启、堵停刚好适应合金钢丝本身物理特性。 3、大卷的合金钢丝筒与小卷合金钢丝筒，在绕制合金钢丝过程中（过度轮1）与（过度轮2）垂直下拉转到小卷合金钢丝筒上，而且合金钢丝在小卷合金钢丝筒上从左到右，从右到左依次循环进行绕制，要保证绕线筒合金钢丝排列整齐，松紧适宜，传动部分必须采用高精度、转速恒定可调的步进电机、伺服电机。由于精度高，转速恒定可调是通过内部的脉冲信号来控制与外部传感器信号来控制电机转速、起步、运行、停止等工作状态，才能满足工艺及技术要求。 三、绕线机设计方案： 1、绕线机是根据客户公司提供有关绕线机加工工艺要求及技术要求来进行设计，根据以上工作原理主机控制均采用进口品牌欧姆龙、或西门子PLC可编程器、主要传动部分采用步进电机、伺服电机。合金钢丝绕制过程中的张力松、紧信

号采用张力传感器、计数频率采用旋转编码器，所有传感器采集的控制信号如速度、同步、张力、计数送到PLC进行运算，完成绕线机绕线工艺技术要求。 2、步进电机传动总成叫标准拖板固定安装在工作平台上，同时小卷合金钢丝筒传动总成，水平固定在步进电机传动总成标准拖板上，同步控制信号的采集是安装在2号传动轮上旋转编码器脉冲信号（转速），来控制小卷合金钢丝筒传动总成与步进电机传动总成的同步，方向控制信号由两边的接近开关分别进行控制左、右换向从而达到绕制过程同步。由PLC内部运算的结果，去控制大卷合金钢丝筒传动总成与小卷合金钢丝筒总成转速。 3、合金钢丝在绕制过程中的张力大小，由张力传感器测量出张力模拟信号，去控制大合金钢丝筒的伺服电机扭矩大小。 4、小卷合金钢丝筒传动总成与步进电机传动总成的转速及同步，是通过PLC发出脉冲信号与旋转编码器测量信号，进行自动控制，旋转编码器安装在过度轮的支撑板上面与（过度轮2）的位置上，同时也进行计数测量电机转速，当绕到5KM米（可调）全部绕线过程自动停止。 5、由于在绕线工艺流程非常严格要求同步、整齐、平整，我们在过度轮的支撑板上面安装一套自动垂直绕线装置，由于小卷合金钢丝筒传动总成与左右行走步进电机传动总成拖板同步，合金钢丝左、右摆动是通过支撑板上的自动垂直绕线装置，使（过度轮1）（过度轮2）绕制过程中使（过度轮1），端始与前端终保）垂直，才能保证绕线过程每一层排列整齐。 9、绕线机最好采用触摸屏控制，非常方便进行各种功能的设置，如速度、同步、张力、计数等参数,可减少面板上的控制按钮，操作使用更方便。 10、技术人员到现场了解，针对实际加工工艺流程进行深入了解并提出了以上初步设计方案，另外机械传动部分初步设计方案，需要贵公司配合，如小卷合金钢丝筒，大卷合金钢丝筒的具体安装尺寸，而且需要比较详细工艺要求。

印刷机操作规程

印刷机操作规程 一、塑料凹版印刷机的印刷工艺流程 二、薄膜放卷→张力控制→印刷第一色→干燥→套印第二色→干燥→套印第三色→干燥→套印第四色→干燥→牵引→收卷 三、? 四、二、塑料凹版印刷机的操作程序 五、1、准备工作 六、①检查印刷机周围是否有灰尘、垃圾以及同印刷无关的杂物，检查通风排气设施是否完好。 七、②检查原辅材料是否备足，是否符合印刷要求。塑料薄膜的印刷，要求待印基材膜符合以下要求：表面光滑平整，无明显僵块、黄黑点、孔洞，五过多的皱褶；待印基材薄膜的平均厚度误差应在10%以内（1m印刷宽度时），平均厚度误差的计算公式可参见干式复合基材膜的要求；在印刷压力下，待印基材膜的伸长率应在1%以内；待印基材膜的表面张力应≥40dyn/cm；事先了解基材薄膜同印刷油墨之间的亲和性情况，对于易与印刷墨中溶剂溶解和溶胀的薄膜，印刷速度和油墨的浓度可大一些。涂布基材膜涂布层印刷时，应了解涂布树脂同油墨的附着力如何。 八、③检查版辊质量。注意后一套色的版辊应略大于前一色，如：第二色版辊的周长应大于第一以版辊周长1%，至少应当稍大或相等，绝对不可比第一色小，否则无法套印正确。检查版辊图案、色标情况。

九、? 十、④检查印机传送、送料、走料、干燥、上墨、牵引和卷取各部分是否有卡阻现象，润滑部分注入润滑油，油路是否顺畅，仪器仪表是否完好。如设备上有油墨黏度自动控制仪的话，应调节印刷油墨的黏度在14~18s的设定值上，并在其中倒入混合溶剂，同墨槽用墨泵相连接。检查电脑自动对版装置。 十一、⑤调配好油墨，选择同打样色标一样的原色油墨。 十二、? 十三、2、装版 十四、装版时要注意版子的左右面，卡紧锥体时不能过紧，防止把铜版辊胀裂，过松，印刷时会“逃版”。按照印刷色序来安装版辊。里印刷的印刷色序是金银墨→黑墨→原青→原黄→原红→白墨。正印刷时刚好相反：白墨→品红墨→黄墨→青墨→黑墨→金银墨。 十五、? 十六、3、上刮墨刀 十七、刮墨刀一般采用薄钢片，厚度在0.15~0.55mm之间。刮墨刀同印辊接触点切线之间的角度在15°~45°之间，小于15°，油墨不易刮净；大于45°，对印版和刮刀的损伤都比较重，易把印版镀铬层刮坏。刮墨刀压力不易过大，太大，易损坏印版；过小。不易刮净油墨。刮墨刀使用旧了的时候，可以用280~400目油石，从左向右均匀地沾上机油研磨，或者用800目以上金相砂皮纸沾上机油把刮墨刀连同刀架一起卸下后夹在夹具上均匀研磨，防止刮刀伤害人的手指。 十八、?

SIMOVERT卷取机张力控制系统

控制工程C ontrol Engineering of China Mar .2005V ol.12,N o.2 2005年3月第12卷第2期 文章编号:167127848(2005)022******* 收稿日期:2004208209;　收修定稿日期:2004210210 作者简介:马美娜(19682),女,辽宁东港人,工程师,硕士,主要从事工业企业自动化等方面的研究工作。 SIMOVERT 卷取机张力控制系统 马美娜 (本溪钢铁公司热连轧厂,辽宁本溪　117000 ) 摘 要:论述了西门子SI M OVERT M ASTER DRI VE 在本钢热连轧厂平整分卷机组卷取机控 制上的应用,重点分析了SI M OVERT M ASTER DRI VE 交流矢量控制中卷取机张力恒定控制原理及自动转矩控制特点。在卷取张力控制中,由于采用了西门子全数字多处理控制系统SI M A 2DY N D 与主传动相联的SI M O LI NK 网络,通过Profibus DP Lan 网络联接的P LC S imatic S7系统以及与管理系统相联接的以太网通讯完成各种数据快速传输,使得SI M OVERT M ASTER DRI VE 高精度高质量的转矩动态控制效果满足了精品板材的生产工艺要求。关　键　词:张力;自动转矩控制;矢量控制中图分类号:TP 273 文献标识码:A SIM OVERT Reel T ension C ontrol System MA Mei 2na (H ot S trip M ill of Ben G ang ,Benxi 117000,China ) Abstract :The application of SI M OVERT M ASTER DRI VE for reel tension control is discussed.The princple for the constant tension control in the SI M OVERT AC vector control and the automatic torque control are analyzed in detail.The high quality and accuracy dynamic torque is satis fied for the need of the fine strip because of all data quick delivery by SI M ADY N D ,including SI M O LI NK,Profibus and ETHERNET 1K ey w ords :tension ;automatic torque control ;vector control 1　引　言 本钢热连轧厂于2002年6月引进的平整分卷机组是由意大利MI NO 公司设计安装的。其电气自动控制部分由意大利E DM 公司完成,采用西门子的“SI MOVERT MASTER DRI VE ”可调速矢量控制传动系统。 平整分卷机组从工艺上是对板材的再加工,一方面可以根据用户需求生产出大小不同的钢卷;另一方面是对钢卷的平整重卷,使生产出来的钢卷更具精品质量。在生产过程中,卷取机与开卷机之间必须保持恒张力。特别是进行平整时,由于带材存在弹性变形,很可能因为张力的波动,影响带材断面尺寸改变或使带材产生波浪形裂边,严重时断带。张力波动,还可能造成带材在卷筒上的层间串动。可见,卷取机张力控制系统调节品质的好坏,直接影响带材的产品质量。 SI MOVERT MASTER DRI VE 卷取机,除了具有 高动态响应精度及在每个方向上精确的电机速度控制外,其恒张力控制的良好效果保证了板材平整及分卷的质量。 2　控制原理和特点 1)张力控制原理　平整分卷机组中,卷取机 采用SI MOVERT MASTER DRI VE 交流调速矢量控制方式。矢量控制原理的出发点是,考虑到异步机是一个多变量、强耦合、非线性的时变参数系统,很难直接通过外加信号准确控制电磁转矩,但若以转子磁通这一旋转的空间矢量为参考坐标,利用静止坐标系到旋转坐标系之间的变换,可以把定子电流中的励磁电流分量I sd 与转矩电流分量I sq 变成标量独立开来,进行分别控制。这样异步机与直流电动机有相同的转矩产生机理,即回到磁场与其相垂直的电流I sq 的积为转矩这一基本原理进行张力分析。 张力T 和电动机转矩之间关系为 M =DT Π2i (1)

变频器在卷染机恒张力恒线速度控制中应用方法

变频器在卷染机恒张力恒线速度控制中应用方法 一、前言卷染机适合目前市场对多品种小批量织物的染色需求，可间歇式生产，发展前景看好应用越来越广泛。卷染机控制方面要求具备自动记道、自动计数、自动换向、自动掉头、自动停车、防坠液等功能，在整个工艺过程中，要求保证布匹的张力和线速度恒定，因此对系统的自控控制水平要求较高。国内较为传统的卷染机大部分采用双直流电机控制，只能达到近似的恒张力控制效果，也有采用单变频器的卷染机，放卷采用异步电机直流制动的方式，收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换，以上这些方案，分析其原理，都是在较大误差情况下的一种近似结果，因此控制效果不尽如人意。进口的高档卷染机，有的采用伺服控制，有的是用价格昂贵的工程型变频器来实现，效果较为理想，但是对于国内的用户来说，成本压力很大。本文以一个工程实例来说明采用科创力源张力控制专用变频器精确并巧妙的完成卷染机的工艺要求。CLM158巨型卷染机技术指标：◆门幅：1800--3600mm；◆最大卷径：1500mm；◆车速：20--150m/min；◆最高温度：98℃；◆张力调整范围：300~1000N；图1是卷染机工作的示意图，这是一个典型的中心卷曲控制系统。未染色的布匹首先通过上布电机卷曲到其中的一个辊筒上，在辊筒的传动轴上安装有计数用的接近开关，此时控制系统计下整卷布的道次，上卷完毕，采用人工的方式把布匹的一头卷到另外一个辊筒上面，待包覆紧密即可正常开始工作。此时两个辊筒朝着同一个方向运转，控制的要求是保持布匹上的张力恒定，保持布匹在染液经过的时间一致，也就是线速度恒定。这是个没有线速度反馈的驱动系统，但线速度又实实在在的随着辊筒的半径的变化在变化。因此，控制系统需要适应这种独特的要求。科创力源CM60-T变频器为卷染机的高性能控制提供了理想的驱动平台。在各个卷染机厂家以及最终用户处的实际使用情况表明，采用CM60-T控制的卷染机，兼顾了控制性能和成本之间的要求，为该行业的产品升级换代提供了优秀的解决方案。下面结合用于平幅丝绸棉布尼龙人造及合成丝等织物的CLM158 巨型恒张力卷染机的工程实例说明CM60-T高性能矢量控制变频器在该行业的应用。二、采用张力控制专用变频器的卷染机电气系统卷染机的控制可以分为温度控制和传动控制两部分，本文重点描述的是关系到张力以及线速度控制的驱动部分控制。该卷染机的控制系统以西门子作为控制器，采用触摸屏作为人机界面，它们主要完成的是张力，线速度的设定，布的厚度的测量以及相关逻辑动作的控制。变频器和PLC之间采用485通讯。采用通讯方式的好处是可以随时知道变频器主要变量的信息，减少接线，使得整个系统看起来很精简。两台完全一样的变频器，它们均工作于闭环矢量控制模式，由于卷染机在接近满卷时候会较长时间工作在很低的频率下（1~3Hz）,采用较高线数的编码器有助于提高在低转速工况下的控制性能，同时考虑散热，需要采用变频专用电机。上布时刻，PLC记录下该布卷在辊筒上面的总圈数，然后由操作工测量该布卷的直径，把这个值输入到HMI，PLC根据直径和总圈数，可以精确计算出来单层布的厚度。采用这种方法获得布厚，误差很小。布厚通过485通讯传送到CM60-T张力控制变频器，作为控制的最基本参数。同时针对每种织物，染色所需要的张力以及染色速度，也在HMI上面设定好，然后通过PLC传递给变频器。CM60-T的功能十分强大，除了具有常规的惯量补偿，卷径计算，摩擦力补偿，锥度计算等张力控制功能之外，还有一个为了线缆、印包等行业收卷控制的自动换盘设计的功能：预驱动。该功能的作用是根据线速度和卷径的关系，自动计算出所匹配的角速度。利用这个功能，我们首先可以实现卷染机控制要求中的恒定线速度控制。其原理是：根据设定的线速度以及布匹的初始直径，布匹的厚度，我们可以得到一个匹配的电机旋转速度，当直径变化的时候，辊筒每旋转一圈，变频器会自动减去一层布的厚度，从而得到一个新的直径，通过这个新的直径，变频器又能够计算出所需要匹配的线速度，如此周而复始，可以确保布匹线速度的恒定。恒张力的控制，则是利用矢量控制变频器的转矩控制功能，实时的根据张力的设定值，锥度，补偿量以及卷轴直径计算出所需要的转矩，从而达到间接的

绕线机原理

绕线机原理 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

原理建模： 根据线绕电阻器的结构特点及生产要求，建立了如下图所示的绕制模型。 如图所示，骨架夹持定位后，送线装置从1#位置向前移动，把伸出的一小段电阻丝送到始焊点位置，然后焊机把电阻丝前段与左侧金属帽焊接在一起，接着骨架旋转一定的角度并同时移动一小段距离(前间距)，将电阻丝绕到瓷棒上，然后送线装置摆动一个角度(前摆角)到达2#位置，在这一位置电阻丝与骨架轴线垂直。接着开始绕线，如图b所示，骨架在旋转的同时向左排线移动，而送线装置固定不动，这样就在瓷棒上绕出了螺旋线，当绕制到合适位置时，骨架停止旋转及排线移动。然后，如图C所示，送线装置向右摆动一定角度(后摆角)返回到1#位置，接着骨架旋转一定的角度并移动一段距离(后间距)，将电阻丝绕到金属帽上，然后焊机把电阻丝与金属帽焊接在一起。在焊接的同时送线装置向后移动，把电阻丝拉断，接着骨架向右移动到初始位置，更换骨架，进行下一个骨架绕制。 主要技术控制 （1）恒张力的控制： 绕制电阻时，需要对电阻丝施加一定的阻力来产生线张力，以确保电阻丝紧密地绕在瓷棒表面。线材状态、放线卷的松紧程度、放线卷上电阻丝的排列方式、运动系统的速度变化等因素都会引起线张力的变化。张力太大会使电阻丝材料发生塑性变形，甚至导致电阻丝被拉断；张力波动幅度大，线张力不均匀，会使绕成的螺旋线各处内应力变化

大，后工序处理时各处弹性恢复不一致，进而导致电阻阻值变化，甚至断线失效。由于电阻丝直径微小而且对电阻阻值一致性要求较高，因此对电阻丝的张力控制要求非常严格。采用控制绕线与放线的线速度差控制线张力的方法(检测线材的线速度、控制放料卷转速、补偿其线速度的变化)，要达到张力的波动幅度小或波动幅度处于受控状态，机械结构与控制系统比较复杂，影响因素众多，技术难度大，因此，线材的张力是影响电阻器质量的重要因素之一。 （2）精密排线和定位检测技术 线绕电阻器的绕线质量实际反映的是绕线节距精度，因此，实现排线系统的精确走位以达到控制节距精度的目的，既是衡量制造的线绕电阻器是否符合设计要求，又是考核绕制系统技术水平高低的重要参数，是系统研究设计的核心。排线与绕线的运行关系形成节距，排线系统运动的位置精度，直接影响绕线节距精度。排线系统要求实现u级位移精度，由于其静态质量、运动系统的动态加速度、传动误差等，会引起运动迟缓或运动突变，破坏运行关系；运动系统由于受动载荷、运行频率、环境温度、干扰源的影响，系统的电气参数偏离控制范围，均引起绕线节距精度的变化。这种变化量对线绕电阻器绕制系统影响很大。因此，准确控制排线的位置精度和稳态控制节距精度，是必须研究与解决的关键技术。另外，由于来料的骨架和金属帽长度不一致，使用标准骨架长度来定位很难达到实际的要求，如何进行准确的定位，也是需要解决的关键技术。 功能分析：