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薄膜收卷中的张力控制问题_7d8e49b2_475a_41c1_963e_880

薄膜收卷中的张力控制问题_7d8e49b2_475a_41c1_963e_880
薄膜收卷中的张力控制问题_7d8e49b2_475a_41c1_963e_880

薄膜在分切、复卷过程中的张力控制是指能够持久地控制薄膜在设备上输送时的张力的能力。这种张力控制对设备的任何运行速度都必须保持有效,包括设备的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下,也应该有能力保证被分切薄膜不破损。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,薄膜在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,薄膜又易被拉断,使分切复卷后成品断头增多。本文就薄膜在收卷过程中的张力控制问题进行深入分析。

一、薄膜收卷的原理

1、张力检测辊

此辊是控制薄膜收卷时合理张力的主要部件,通常薄膜的张力通过张力辊两端轴承下方的压力传感器进行检测,检测的信号通过电子线路,控制收卷电机的转速,以保证适当的收卷张力。

2、展平辊

使薄膜展平,消除薄膜在拉伸应力作用下产生的一些纵向皱纹。

3、跟踪辊

在收卷卷芯的前面装有一个可以改变位置的跟踪辊(也称压紧辊),其主要作用是将薄膜压靠在收卷卷芯上,实行接触收卷或小间隙收卷,以将平整的薄膜迅速地转到卷芯上,实现平整收卷的目的。同时,借助跟踪辊对母卷施加一定的压力,及时排除收卷

时膜层间的空气,使母卷不变松。一般

使用跟踪辊后母卷中的空气含量可减

至12%~18%。

4、收卷辊

由收卷电机驱动,收卷速度的控

制系统与拉伸机的驱动系统联网,与

拉伸机同步,受张力控制器的反馈控

制。

5、转盘与空卷芯

当薄膜卷满一个芯轴后,不允许

停机更换卷芯,因此转盘转回180度,

母卷转离出来,空卷芯进入收卷位置,

然后切断薄膜,将薄膜贴在新的卷芯

上,继续进行收卷。

二、薄膜张力对收卷质量的影响

为了牵引薄膜并将其卷到卷芯

上,必须给薄膜施加一定拉伸并张紧

的牵引力,其中张紧薄膜的力即为张

力。通常由于薄膜的材料厚度及性能

不同,以及选用的收卷方式也有不同,

张力的大小可设定为100~600N之

间。收卷张力的大小直接影响产品收

卷的质量及收得率。张力过大,收卷过

紧,薄膜容易产生皱纹;张力不足,带

入膜层的空气量过多,母卷薄膜的密

度小,薄膜容易在芯卷上产生轴向滑

移及严重的错位,以至造成无法卸卷。

分切时放卷轴产生大幅度摆动,影响

分切薄膜的质量。所以收卷机必须具

有良好的张力控制系统。

三、收卷辊的控制系统

收卷辊的控制主要包括速度控制

和张力控制两部分。薄膜收卷时,随着

母卷直径增大,如果收卷辊的转速仍

然不变,则随着收卷线速度的增大,必

然引起收卷张力的递增,(因为从牵引

装置送出的薄膜速度是不变的),这样

不仅会造成膜卷的内松外紧,外层薄

膜把内层薄膜压皱,而且分切时也会

增加复卷难度,影响分切质量。因此,

收卷辊的收卷转速必须随着母卷直径

的增大而减小。

收卷辊的控制方案主要有以下三

种:

1、采用张力传感器直接进行张力

检测的控制方案

张力传感器安装在张力检测辊的

轴承下面,将检测到的薄膜张力转换

成电信号,送到张力调节器中,与原设

定的张力信号比较后,进行PID计算,

然后输入收卷电机控制器,达到控制

收卷辊转速的目的。

一般收卷辊的线速度设定为牵引

机输出速度的105%~110%,实际上,

由于薄膜的弹性及张力力矩的影响,

收卷辊的线速度不会超过牵引机的输

出速度。这种方案的优点是控制精度

高,动态性能好,系统配盘广。

2、采用浮动辊间接进行张力检测

的控制方案

本方案是在跟踪辊前装一套浮动

辊,浮动辊的位置用一个电位器进行

检测,张力控制的方式是靠维持浮动

辊的位置尽量不变来保持张力的恒

薄膜收卷中的张力控制问题

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中国包装工业

2009.11

食品包装安全作为关系人类生命健康安全的重要问题,越来越受到世界各国的关注。正因为如此,近期国外相继出台了一系列技术法规和措施,加强了对进口食品包装安全的限制:欧盟制定了食品包装印刷油墨最大迁移值,规定食品包装印刷油墨材料中的4-甲基二苯甲酮及二苯甲酮的总迁移极限值必须低于0.6毫克公斤;法国宣布自2010年1月1日起,将禁止使用非生物降解的塑料材料包装食品、农产品,改由环保可降解材料完全替代;美国也于近日通过了《2009年食品安全加强法》,要求食品和药物管理局在2009年12月31日以前评估双酚A的风险,该国各州将逐步禁止食品和饮品容器中含有该物质。

我国是食品农产品生产大国,也

是出口大国,在食品农产品出口中,包

装是一个重要的方面。欧美国家对食

品包装纷纷采取的各种新安全规定,

应引起我国政府有关部门和各有关出

口企业的高度关注,避免因食品包装

问题使出口受阻。

为有效应对国外食品包装安全法

规,进一步扩大产品出口,检验检疫提

醒广大食品出口企业,务必要提高对

食品包装质量安全认识,在确保食品

本身质量安全的同时,切实加强和完

善出口食品包装质量安全的措施:

一是要密切关注各国,食品包装

技术法规,对其实施时间、具体内容和

涵盖范围等进行深入了解和解读,并

结合企业自身情况制定相应的对策;

二是要加强环保意识,确保从原料选

购、产品制造等全过程符合输入国环

保要求;三是要加大科技投入,积极改

进生产工艺和生产方法,将环保理念

引入包装原料选择、产品制造乃至使

用、回收等全过程,开发无毒、无害、可

降解的绿色环保型食品包装材料,加

快食品包装产业更新换代的步伐;四

是要积极开拓新兴市场,实施贸易伙

伴的多元化。在巩固欧盟、美国等传统

市场的同时,积极寻求新的贸易伙伴,

适当规避食品包装壁垒,增强企业抵

御包装风险的能力。

定。超薄薄膜比较合适用此控制。

3、采用磁粉离合器控制输入收卷辊的转动力矩,以达到张力稳定的控制方案磁粉离合器由主动部分和从动部分组成,通过万向联轴器等传动机构与收卷辊相连,中间填入微细铁磁粉作为力矩传递媒介。激磁线圈通入一定电流形成磁场。磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成链条状排列。主动部分以恒速转动时,破坏磁粉链之间的联接力而形成圆周切向力。该切向力与磁粉圈半径的乘积便是驱动从动部分收卷的转动力矩,实现在连续转动中将输出力矩从主动部分耦合到从动部分。

四、收卷张力的衰减及张力补偿

一般认为薄膜收卷时维持薄膜张力的恒定是最有利于薄膜成品表观质量的。但实际上,由于薄膜层之间都夹

有一定的空气(12%~18%),因此,即

使在恒定的张力条件下也会出现外层

薄膜将内层薄膜压皱的现象。解决这

个问题的方法是随着母卷直径的增

加,按一定的规律将薄膜的张力自动

进行衰减。通常不同直径下的张力衰

减值,在收卷之前需要预先输入计算

机内,在生产过程中,操作人员再根据

薄膜收卷情况随时进行调节。薄膜换

卷时,薄膜转换到新的卷芯表面,卷径

突然变化,收卷辊的转速、各系统的转

动惯量都发生大的变化,引起张力的

突变,以致经常出现换卷断膜现象。因

此,在薄膜的张力控制系统内,必须设

有张力补偿装置,用以实现软起动、软

停止,防止收卷的薄膜产生皱纹。

五、结语

1、薄膜收卷的质量主要受薄膜收

卷张力的影响,因此收卷辊的控制系

统是关键所在。

2、薄膜的收卷质量还受其他因素

的影响,如薄膜的材料、温度、性质(如

弹塑性)以及薄膜厚度的均匀性等等

的影响。

因此,设定的收卷张力必须与薄

膜的这些特性相适应。

3、薄膜收卷时的张力衰减及张力

补偿也是影响收卷质量的重要因素。

4、为保证张力检测的准确性,在

使用前,分切机构的张力检测辊必须

在高于最大生产速度125倍的速度

下,进行动平衡处理,且使用时薄膜在

其表面应有足够大的包角。

强化安全限制

出口食品包装安全高度关注技术

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中国包装工业

2009.11

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:

张力控制变频收卷的控制原理及在纺织机中的应用

张力控制变频收卷的控制原理及在纺织行业的应用 -------作者:中达电通上海分公司 FAE李强 一.前言: 用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制,即加编码器反馈。对收卷来说,收卷的卷 经 是由小到大变化的,为了保证恒张力,所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不 同的操作过程,要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间,加速,减速,停车,大卷启动 时,要在不同卷经时进行不同的转距补偿,这样就能使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷 时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 二.张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 1.传统收卷装置的弊端 纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动,因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的,据了解,用于同轴传动部分的机械平均寿命基 本上是一年左右。而且经常要维护,维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客 户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的,如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下,张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.张力控制变频收卷的工艺要求 * 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为:牛顿或公斤力。 * 在启动小卷时,不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱。 * 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 * 要求将张力量化,即能设定张力的大小(力的单位),能显示实际卷径的大小。 3.张力控制变频收卷的优点 * 张力设定在人机上设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. * 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径启动时张力的线性递加; 张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. * 卷径的实时计算,精确度非常高,保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且 在计算卷径时加入了卷径的递归运算,在操作失误的时候,能自己纠正卷径到正确的数值。 * 因为收卷装置的转动惯量是很大的,卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、 减速、停车、再启动时很容易造成爆纱和松纱的现象,将直接导致纱的质量。 而进行了变频收卷的改造后,在上述各种情况下,收卷都很稳定,张力始终恒 定。而且经过PLC的处理,在特定的动态过程,加入一些动态的调整措施, 使得收卷的性能更好。 * 在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷,非常简便而且造价低,基本

张力控制收卷

辽宁科技学院 本科生毕业设计(论文)任务书 题目:张力控制变频收卷的控制系统 专题: 系别:电信与信息工程学院 专业:测控技术与仪器 班级:测控BG08 学生姓名: 学号: 指导教师:丁英丽 2011年12月22日

一、设计(论文)的主要任务与内容(含专题) 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制,即加编码器反馈。对收卷来说,收卷的卷经是由小到大变化的,为了保证恒张力,所以要求电机的输出转距要由小 到大变化。同时在不同的操作过程,要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、 加速、减速、停车,大卷启动时,要在不同卷经时进行不同的转距补偿,这样就能 使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 具体要求如下: 1.学习掌握西门子PLC编程设计和变频器的相关技术知识。 2.查阅相关技术资料,结合工况完成PLC的选型。 3.提出设计系统的具体方案 4.选择合适的变频器,设计出西门子S7-300的程序,构成张力控制系统。 5.给出设计的主要设计思想,完成软件的总体流程设计。 6.学会相关资料的检索,翻译一篇与课题内容相关的英文资料。 二、设计(论文)的基本要求 1.利用图书馆、网络等途径进行必要的文献检索,完成本次设计所需的器件的选型, 进行规范的理论设计,方案论证合理。 2.培养自身的灵活实际应用能力和创新精神,例如,可在收卷之前加一些剪切材料 的设计,剪刀类型可自行选择。 3.在设计中应有一定的实际工作体现,例如方案设计,硬件独创的论证与设计等。 4.论文工作量要足够,符合学校有关规定。 5.翻译一篇与课题内容相关的英文资料。 三、推荐参考文献(一般4~6篇,其中外文文献至少1篇) [1]《可编程序控制器原理及应用》钟肇新彭侃编华南理工大学出版社2001 [2] 《电气与可编程序控制器技术》汤以范主编机械工业出版社2004 [3] 《电工电子选训教程》董儒胥主编上海交通大学出版社2006 [4] 《机床电气及可编程序控制器实验、课程设计指导书》郁汉琪主编高等教育出版 社2001 [5] 《矢量闭环控制恒张力收放卷系统及其在工业上的应用》姚晴洲湖州职业

张力控制原理介绍

第二章 张力控制原理介绍 2.1 典型收卷张力控制示意图 2

2.2 张力控制方案介绍 对张力的控制有两个途径,一是可控制电机的输出转矩,二是控制电机转速,对应这两个途径,MD330设计了两种张力控制模式。 1、开环转矩控制模式 开环是指没有张力反馈信号,变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的,与开环矢量或闭环矢量无关。转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩,而不是频率,输出频率是跟随材料的速度自动变化。 根据公式F=T/R(其中F为材料张力,T为收卷轴的扭矩,R为收卷的半径),可看出,如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩,就可以控制材料上的张力,这就是开环转矩模式控制张力的根据,其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩,收卷轴的转矩主要作用于材料上。 MD系列变频器在闭环矢量(有速度传感器矢量控制)下可以准确地控制电机输出转矩,使用这种控制模式,必须加装编码器(变频器要配PG卡)。 2、与开环转矩模式有关的功能模块: 1)张力设定部分:用以设定张力,实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应,需由使用者设定。张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减,用于改善收卷成型的效果。 2)卷径计算部分:用于计算或获得卷径信息,如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分,如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。 3)转矩补偿部分:电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收(放)卷辊的转动惯量,变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿,使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。摩 3

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:

张力控制变频收卷的控制原理(汇编)

张力控制变频收卷的控制原理本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理,此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 一. 前言 : 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制,即加编码器反馈。对收卷来说,收卷的卷经是由小到大变化的,为了保证恒张力,所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程,要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车,大卷启动时,要在不同卷经时进行不同的转距补偿,这样就能使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 二.张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动,因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的,据了解,用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护,维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的,如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下,张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求

(1)在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为:牛顿或公斤力。 (2)在启动小卷时,不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱。 (3)在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 (4)要求将张力量化,即能设定张力的大小(力的单位),能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 (1)张力设定在人机上设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿。 (2)使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等。 (3)卷径的实时计算,精确度非常高,保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算,在操作失误的时候,能自己纠正卷径到正确的数值。 (4)因为收卷装置的转动惯量是很大的,卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象,将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后,在上述各种情况下,收卷都很稳定,张力始终恒定。而且经过PLC的处理,在特定的动态过程,加入一些动态的调整措施,使得收卷的性能更好。 (5)在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷,非常简便而且造价低,基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小,基本上两三天就能安装调试完成。

商业轮转机的张力控制详解

商业轮转机的张力控制详解 前言:随着商业印刷市场的扩展,商业轮转机在商业印刷中表现出来了越来越重要的作用,但也给商业轮转机印刷质量和精度提出了更高的要求。轮转印刷过程中通常由于张力的影响使印刷品套印和折页不准,给印刷带来很多不良品,从而影响生产成本和市场的信誉。下文以桑拿C800为例分析商业轮转印刷张力控。 C800商业轮转印刷的显著特点是纸带从开卷到进入折页滚筒都是在绷紧状态下完成的,套准、烘干、冷却、加湿及裁切等前后纸带长度上百米,因此纸带张力稳定是保证正常印刷的首要条件现从五个方面分析纸带的张力控制。 送纸部分:送纸部分从纸的入口到印刷单元包括了一次张力和二次张力,一次张力采用的是轴制动方式,在纸卷芯部轴端设置刹车片和刹车盘,通过气压方式加载制动力,即气动式张力控制系统。保证纸卷以平稳的速度放纸,并通过浮动机构及张力检测电路,消除或减轻由于纸卷不圆、偏心、一头松、一头紧等本身原因造成的张力波动,并可在印刷过程中对纸卷不断变小引起的张力变化进行自动调整。如(图一) 图一:1纸筒也是张力控制器所在、2和4导纸棍、3浮动机构 电器控制原理图如(图二)

分析:供纸部的张力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成,为了使纸带张力保持恒定,纸卷制动器必须能够根据纸带张力的波动情况自动进行调整以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。在机器平稳运行过程中,应保证纸带张力稳定在给定值上,在启动和刹车时防止纸带过载和随意松卷。在印刷过程中,随着纸卷直径不断减小,为保持纸带张力的恒定,需要对制动力矩进行相应的调整。在印刷过程中,纸带的线速度保持不变,而纸卷的角速度却随着纸卷直径的减小不断增大。在不考虑由角加速度产生的惯性力矩和阻力矩的前提下,为保证纸带稳定运行,应该满足下面的条件:F X R= T X r F为纸带张力,R为纸卷半径,T为纸卷轴芯的制动力,r为纸卷轴芯制动力半径。可以看出,随着纸卷半径的减小,如果不改变制动力的大小,纸带所受到的张力会越来越大,最终会使纸带被拉断。因此,在保持纸带张力稳定的前提下,随着纸卷半径的减小,制动力必须按照一定的规律随之减小。简而言之,就是刹车片与刹车盘接触后产生一定的摩擦力,从而使纸带具有一定的张力,浮动辊在张力的作用下产生摆动,通过一个电子检测元件将张力的变化转化为电信号,控制刹车盘电压,从而达到控制摩擦力大小的目的,实现纸带张力的自动控制。刹车片与刹车盘的间距应在1?2mm之间。 二次张力为无级变速控制:无级变速控制是通过电机的转速来控制张力的大小其控制原理图如(图三) 图三中:1铬棍、2电机传动的胶棍(又叫送纸棍)、3和4导纸棍、5浮动

薄膜收卷机的操作机理及张力控制

薄膜收卷机的操作机理 及张力控制 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

1张力检测辊 此辊是控制薄膜收卷时合理张力的主要部件,通常薄膜的张力通过张力辊两端轴承下方的压力传感器进行检测,检测的信号通过电子线路,控制收卷电机的转速,以保证适当的收卷张力。 2展平辊 使薄膜展平,消除薄膜在拉伸应力作用下产生的一些纵向皱纹。 3跟踪辊 在收卷机卷芯的前面装有一个可以改变位置的跟踪辊(也称压紧辊),其主要作用是将薄膜压靠在收卷卷芯上,实行接触收卷或小间隙收卷,以将平整的薄膜迅速地转到卷芯上,实现平整收卷的目的。同时,借助跟踪辊对母卷施加一定的压力,及时排除收卷时膜层间的空气,使母卷不变松。一般使用跟踪辊后母卷中的空气含量可减至12%~18%。 4收卷辊 由收卷电机驱动,收卷速度的控制系统与拉伸机的驱动系统联网,与拉伸机同步,受张力控制器的反馈控制。 5转盘与空卷芯 当薄膜卷满一个芯轴后,不答应停机更换卷芯,因此转盘转回180°,母卷转离出来,空卷芯进入收卷位置,然后切断薄膜,将薄膜贴在新的卷芯上,继续进行收卷。 二、薄膜张力对收卷质量的影响 为了牵引薄膜并将其卷到卷芯上,必须给薄膜施加一定拉伸并张紧的牵引力,其中张紧薄膜的力即为张力。通常由于薄膜的材料厚度及性能不同,以及选用的收卷方式也有不同,张力的大小可设定为100~600N之间。 收卷张力的大小直接影响产品收卷的质量及收得率。张力过大,收卷过紧,薄膜轻易产生皱纹;张力不足,带入膜层的空气量过多,母卷薄膜的密度小,薄膜轻易在芯卷上产生轴向滑移及严重的错位,以至造成无法卸卷。分切时放卷轴产生大幅度摆动,影响分切薄膜的质量。所以收卷机必须具有良好的张力控制系统。

卷曲张力控制

变频限转矩功能在收卷和主从控制中的应用 发表时间:2009-3-27 来源:仪众国际网 关键字:变频器收卷主从控制限转矩 信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本 对于收卷而言,随着卷径的逐渐增大,限转矩的值也随之增大,变频器输出的速度将随之减少,符合收卷的基本原理,同时张力也在控制之中;而对于主从控制中的从传动而言,只要将其转矩限定值跟随主传动,就能保证两者之间的同步匹配。本文将主要讨论矢量变频器的限转矩功能在收卷控制和主从控制中的应用。 1、前言 矢量控制的变频器是通过对电机磁通电流和转矩电流的解耦控制,实现了转矩的快速响应和准确控制,可以很高的控制精度进行宽范围的调速运行。 如图1所示为矢量控制变频器的基本工作原理,频率指令和实际速度的比较值通过一个速度调节器ASR后再进行转矩限定,最后来控制变频器的输出转矩。该控制图分为2个闭环(速度环和电流环),限转矩的作用就是用来限定速度调节器输出的转矩电流,将直接限制变频器的输出频率。设定转矩的方式一般有2种:变频器参数设定和模拟量输入设定。 对于收卷而言,随着卷径的逐渐增大,限转矩的值也随之增大,变频器输出的速度将随之减少,符合收卷的基本原理,同时张力也在控制之中;而对于主从控制中的从传动而言,只要将其转矩限定值跟随主传动,就能保证两者之间的同步匹配。 本文将主要讨论矢量变频器的限转矩功能在收卷控制和主从控制中的应用。 图1 限转矩工作简图 2、限转矩功能与中心收卷 在工业生产中,通常都需要进行卷取控制,以生产符合要求的卷材,如造纸行业的卷筒纸、冶金行业的带钢材、印刷行业的包装材料卷筒等。目前成熟的收卷只要是被动收卷(以高速造纸和塑料收卷居多)或是以直流调速器控制的中心收卷(以冶金行业居多),而交流变频器在中心收卷中的应用并没有象在其他行业(如风机等)那么普及,究其原因在于收卷的控制难度和复杂性。

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

张力调较及故障处理

张力控制问题与故障 (广东金明精机股份有限公司吴彦明) 一、张力控制原理及技术参数 金明吹膜收卷中采用张力传感器、张力信号放大器,PLC组成张力控制系统,实现闭环张力控制。 在张力闭环控制中,张力传感采用的是应变片电桥测量原理,采用穿轴式或支座式安装使用,能精确测出薄膜施加在张力辊上的力,根据所受的力的大小,输出与之成正比的电压信号,在吹膜线上采用ZC穿轴式张力传感器或三菱支座式张力传感器。ZC穿轴式张力传感器具有方向性,红点为合力方向。 ZC穿轴式张力传感器技术参数 供电电压6~12V, 输出电阻350欧姆, 灵敏度2mv/V, 电气连接1、电源+,4、电源-,2、信号+,3、信号-, 其他详细技术参数及三菱支座式张力传感器详见相应的说明书。 张力信号放大器与张力传感器配套使用,它为张力传感器提供必要的校准及调零电压,并将传感器的检测信号放大后输出,这些信号通过PID控制器或PLC控制牵引或收卷变频器,实现闭环控制。 TAC100-020及TAC100-020A技术参数: 电源:24V 张力传感器电源:12V 张力传感器输入信号:20mV 其他控制信号输入与输出:0-10V 其他详细技术参数及TE-PC或LM-10TA使用说明详见相应的说明书 TAC100-020A配线端子定义(粗体蓝色部分为控制器信号输出,其他为信号输入) 24V(+)、0V(-)——————电源输入端 VCC(+)、GND(-)——————张力传感器用电源12V TR1(-)、TR2(+)——————张力传感器(右)信号输入用0-20mV TL1(-)、TL2(+)——————张力传感器(左)信号输入用 VO(+)、COM(-)——————实际张力输出0-10V A1(+)、A1(-)——————张力设定值0-10V A2(+)、A2(-)——————前一级速度信号(同步线速度)0-10V AP(+)、COM(-)——————控制变频器速度输出0-10V ZERO电位器——————调零 SPAN电位器——————校准 R1电位器——————积分时间粗调10-250S R2电位器——————积分时间微调1-50S R3电位器——————增益调整

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)

薄膜收卷机的操作机理及张力控制

1张力检测辊 此辊是控制薄膜收卷时合理张力的主要部件,通常薄膜的张力通过张力辊两端轴承下方的压力传感器进行检测,检测的信号通过电子线路,控制收卷电机的转速,以保证适当的收卷张力。 2展平辊 使薄膜展平,消除薄膜在拉伸应力作用下产生的一些纵向皱纹。 3跟踪辊 在收卷机卷芯的前面装有一个可以改变位置的跟踪辊(也称压紧辊),其主要作用是将薄膜压靠在收卷卷芯上,实行接触收卷或小间隙收卷,以将平整的薄膜迅速地转到卷芯上,实现平整收卷的目的。同时,借助跟踪辊对母卷施加一定的压力,及时排除收卷时膜层间的空气,使母卷不变松。一般使用跟踪辊后母卷中的空气含量可减至12%~18%。 4收卷辊 由收卷电机驱动,收卷速度的控制系统与拉伸机的驱动系统联网,与拉伸机同步,受张力控制器的反馈控制。 5转盘与空卷芯 当薄膜卷满一个芯轴后,不答应停机更换卷芯,因此转盘转回180°,母卷转离出来,空卷芯进入收卷位置,然后切断薄膜,将薄膜贴在新的卷芯上,继续进行收卷。 二、薄膜张力对收卷质量的影响 为了牵引薄膜并将其卷到卷芯上,必须给薄膜施加一定拉伸并张紧的牵引力,其中张紧薄膜的力即为张力。通常由于薄膜的材料厚度及性能不同,以及选用的收卷方式也有不同,张力的大小可设定为100~600N之间。 收卷张力的大小直接影响产品收卷的质量及收得率。张力过大,收卷过紧,薄膜轻易产生皱纹;张力不足,带入膜层的空气量过多,母卷薄膜的密度小,薄膜轻易在芯卷上产生轴向滑移及严重的错位,以至造成无法卸卷。分切时放卷轴产生大幅度摆动,影响分切薄膜的质量。所以收卷机必须具有良好的张力控制系统。

收卷辊的控制主要包括速度控制和张力控制两部分。薄膜收卷时,随着母卷直径增大,假如收卷辊的转速仍然不变,则随着收卷线速度的增大,必然引起收卷张力的递增,(因为从牵引装置送出的薄膜速度是不变的),这样不仅会造成膜卷的内松外紧,外层薄膜把内层薄膜压皱,而且分切时也会增加复卷难度,影响分切质量。因此,收卷辊的收卷转速必须随着母卷直径的增大而减小。 收卷辊的控制方案主要有以下三种: 1采用张力传感器直接进行张力检测的控制方案 张力传感器安装在张力检测辊的轴承下面,将检测到的薄膜张力转换成电信号,送到张力调节器中,与原设定的张力信号比较后,进行PID计算,然后输入收卷电机控制器,达到控制收卷辊转速的目的。 一般收卷辊的线速度设定为牵引机输出速度的105%~110%,实际上,由于薄膜的弹性及张力力矩的影响,收卷辊的线速度不会超过牵引机的输出速度。这种方案的优点是控制精度高,动态性能好,适用范围广。 2采用浮动辊间接进行张力检测的控制方案 本方案是在跟踪辊前装一套浮动辊,浮动辊的位置用一个电位器进行检测,张力控制的方式是靠维持浮动辊的位置尽量不变来保持张力的恒定。由于机械结构较复杂,所以很少采用。 3采用磁粉离合器控制输入收卷辊的转动力矩,以达到张力稳定的控制方案磁粉离合器由主动部分和从动部分组成,通过万向联轴器等传动机构与收卷辊相连,中间填入微细铁磁粉作为力矩传递媒介。激磁线圈通入一定电流形成磁场。磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成链条状排列。主动部分以恒速转动时,破坏磁粉链之间的联接力而形成圆周切向力。该切向力与磁粉圈半径的乘积便是驱动从动部分收卷的转动力矩,实现在连续的转动中将输出力矩从主动部分耦合到从动部分。 若给定激磁电流不变,则输出转矩: M=r·∑τ=常数 式中:r磁粉离合器磁粉圈半径; τ磁粉链形成的切向阻力。 而薄膜张力为:F=M/P=r·∑τ/ρ 式中:ρ膜卷半径。

什么是张力控制

什么是张力控制? 最佳答案 1.什么是张力控制:所谓的张力控制,通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力,即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转距。 2.真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统,靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制,要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果,张力不是很稳定。肯定会影响生产出产品的质量。 用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制,即加编码器反馈。对收卷来说,收卷的卷经是由小到大变化的,为了保证恒张力,所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程,要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间,加速,减速,停车,大卷启动时,要在不同卷经时进行不同的转距补偿,这样就能使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 二.张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 1.传统收卷装置的弊端 纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动,因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的,据了解,用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护,维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的,如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下,张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.张力控制变频收卷的工艺要求 * 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为:牛顿或公斤力。 * 在启动小卷时,不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱。 * 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 * 要求将张力量化,即能设定张力的大小(力的单位),能显示实际卷径的大小。 3.张力控制变频收卷的优点 * 张力设定在人机上设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. * 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加; 张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. * 卷径的实时计算,精确度非常高,保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且

张力控制原理教程

10本文从应用的角度阐述了当前技术条件下,矢量变频技术在卷取传动中运用和设计的方法和思路。有较强的实用性和理论指导性。 关键词: 张力变频矢量转矩卷径 引言: 在工业生产的很多行业,都要进行精确的张力控制,保持张力的恒定,以提高产品的质量。诸如造纸、印刷印染、包装、电线电缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都被广泛应用。在变频技术还没有成熟以前,通常采用直流控制,以获得良好的控制性能。随着变频技术的日趋成熟,出现了矢量控制变频器、张力控制专用变频器等一些高性能的变频器。其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流电动机的结构、性价比、使用、维护等很多方面都优于直流电动机,矢量变频控制正在这些行业被越来越广泛的应用,有取代直流控制的趋势。 张力控制的目的就是保持线材或带材上的张力恒定,矢量控制变频器可以通过两种途径达到目的:一、通过控制电机的转速来实现;另一种是通过控制电机输出转矩来实现。 速度模式下的张力闭环控制 速度模式下的张力闭环控制是通过调节电机转速达到张力恒定的。首先由带(线)的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率指令,然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环,调整变频器的频率指令。 同步匹配频率指令的公式如下: F=(V×p×i)/(π×D) 其中:F 变频器同步匹配频率指令V 材料线速度p 电机极对数(变频器根据电机参数自动获得)i 机械传动比D 卷筒的卷径 变频器的品牌不同、设计者的用法不同,获得以上各变量的途径也不同,特别是材料的线速度(V)和卷筒的卷径(D),计算方法多种多样,在此不一一列举。 这种控制模式下要求变频器的PID调节性能要好,同步匹配频率指令要准确,这样系统更容易稳定,否则系统就会震荡、不稳定。这种模式多用在拉丝机的连拉和轧机的连轧传动控制中。若采用转矩控制模式,当材料的机械性能出现波动,就会出现拉丝困难,轧机轧不动等不正常情况。 转矩模式下的张力控制 一、转矩模式下的张力开环控制

张力控制解释

张力控制变频收卷的控制原理 2007年7月23日 中国工业设备网 本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理,此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 一. 前言 : 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制,即加编码器反馈。对收卷来说,收卷的卷经是由小到大变化的,为了保证恒张力,所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程,要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车,大卷启动时,要在不同卷经时进行不同的转距补偿,这样就能使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 二.张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动,因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的,据了解,用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护,维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的,如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下,张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求

(1)在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为:牛顿或公斤力。 (2)在启动小卷时,不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱。 (3)在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 (4)要求将张力量化,即能设定张力的大小(力的单位),能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 (1)张力设定在人机上设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿。 (2)使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等。 (3)卷径的实时计算,精确度非常高,保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算,在操作失误的时候,能自己纠正卷径到正确的数值。 (4)因为收卷装置的转动惯量是很大的,卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象,将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后,在上述各种情况下,收卷都很稳定,张力始终恒定。而且经过PLC的处理,在特定的动态过程,加入一些动态的调整措施,使得收卷的性能更好。 (5)在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷,非常简便而且造价低,基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小,基本上两三天就能安装调试完成。 (6)克服了机械收卷对机械磨损的弊端,延长机械的使用寿命。方便维护设备。

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