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收放卷張力控制定義及應用
張力控制是指能夠持久地控制原料在設備上輸送時的張力的能力。這種控制對機器的任何運行速度都必須保持有效,包括機器的加速、減速和勻速。即使在緊急停車情況下,也應有能力保證被分切物不破損。張力控制的穩定與否直接關系到分切產品的質量。若張力不足,原料在運行中產生漂移,會出現分切復卷后成品紙起皺現象;若張力過大,原料又易被拉斷,使分切復卷后成品紙斷頭增多。
張力控制系統主要應用于對帶材和線材生產線中的卷取機和開卷機的控制。例如,為了提高產品質量,使所卷帶材表面平整、厚度均勻和帶卷緊而且齊,必須對卷取機(或開卷機)和壓延機之間的張力進行控制,使之恒定。控制張力的方法分為間接法和直接法兩類。間接法又可采用兩種方式:一種是在保持驅動電動機的電樞電流恒定的條件下,通過調節使電動機的磁通量隨帶卷(或線卷)直徑成比例地變化,維持張力的恒定;另一種方式是調節電動機電樞電壓,使電樞電流隨帶卷直徑成比例變化來保持張力恒定。直接法是對張力的直接反饋控制。用張力計測量實際的張力值,作為反饋信號,以控制張力恒定。直接法的優點是控制系統簡單,可避免卷徑變化、速度變化和空載轉矩等對張力的影響,精度較高。缺點是張力計的響應速度較慢。在實際工業生產中,間接法遠比直接法應用為廣。
所謂的張力控制,通俗點講就是要能控制電機輸出多大的力,即輸出多少牛頓。反應到電機軸即能控制電機的輸出轉距。真正的張力控制不同于靠前后兩個動力點的速度差形成張力的系統,靠速度差來調節張力的實質是對張力的PID控制,要加張力傳感器。而且在大小卷啟動、停止、加速、減速、停車時的調節不可能做到象真正的張力控制的效果,張力不是很穩定。肯定會影響生產出產品的質量。
閉環式全自動張力控制是由張力傳感器直接測定料帶的實際張力值,然后把張力數據轉換成張力信號反饋回張力控制器,通過此信號與控制器預先設定的張力值對比,計算出控制信號,自動控制執行單元則使實際張力值與預設張力值相等,以達到張力穩定目的。它是目前較為先進的張力控制方法。
開環式半自動張力控制又稱卷徑檢測式張力控制,它是用安裝在卷軸處的接近開關、檢測出卷軸的轉速,并通過所設定的卷軸直徑初始值和材料厚度,累積計算求得收卷或放卷筒當前的直徑,相應卷徑的變化輸出控制信號,以控制收卷轉矩或放卷制動轉矩,從而調整料帶的張力。此種張力控制不受外界剌激的影響,能實行穩定的張力控制。但是,由于受傳動裝置的轉矩變化、線性變化和機械損耗等因素影響,這種張力控制的絕對精度較差。
用變頻器做恒張力控制的實質是死循環矢量控制,即加編碼器反饋。對收卷來說,收卷的卷經是由小到大變化的,為了保證恒張力,所以要求電機的輸出轉距要由小到大變化。同時在不同的操作過程,要進行相應的轉距補償。即小卷啟動的瞬間,加速,減速,停車,大卷啟動時,要在不同卷經時進行不同的轉距補償,這樣就能使得收卷的整個過程很穩定,避免小卷時張力過大;大卷啟動時松紗的現象。
市場上能進行張力控制變頻收卷的變頻器主要有: 安川,艾默生,倫次等.臺達V系列的變頻器是矢量型變頻器,能夠完成張力控制,但因為不屬于收放卷專用型變頻器,所以要配合外部其它接口設備才能完成收放卷的功能.艾默生TD3300就是一款收放卷專用的變頻器
使用V系列的矢量型變頻器做張力控制變頻收卷時,只要能對上述收卷的整個動態過程有比較清晰的認識,能在不同的過程中將轉距補償的量找到一個合適的數值,一定能保證恒張力的控制,滿足客戶的要求,但這種控制方式也有一定的局限性,雖然實現了恒張力的控制要求,但如果控制張力的范圍很小,比如:張力范圍在0-200/300牛頓時,這種控制方式是不適用的。
張力控制主要應用于可以應用于造紙、鋼鐵、紡織、涂布、印刷包裝、橡膠和金屬箔等卷取控制設備和生產線
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