张力控制实现的几种方案 点击：13604 | 回复：137
发表于：2004-03-02 11:51:00
楼主
恒张力控制实现的几种方案
在日常工作中，我们经常遇到张力控制问题，张力控制得好坏直接影响着产品的质量，由于张力控制的多样性及复杂性，选用一套合理经济实用的张力控制系统是企业采购设备前所要考虑的首要条件。下面我列举几中常见的张力方式供大家参考。
一、力矩电机及驱动控制器
1、性能：张力控制不稳定，线性不好。
2、经济性：设备简单，价格便宜，可正反转。
3、适用于张力精度要求不高的场合。如：电线、电缆。
二、磁粉制动器/磁粉离合器张力控制
1、经济性： 电气省不了钱，机械也费钱，同样需要调速单元（如变频器、直流调速器）及张力控制仪。
2、精度差： 线性不够好，控制的卷径变化范围不大。(特别是在大负荷或高速时张力精度不够)；
3、故障率高，维护费用高（经常要更换磁粉），磁粉制动器/磁粉离合器的可靠性差 ，发热严重功率大的还需水冷等。
4、性能：张力稳定性比力矩电机稍强，张力及速度可调。适用范围比力矩电机广。
三、舞蹈棍控制器
1、性能：张力控制平稳，有张力贮能功能、张力调节麻烦。
2、电气调速单元要求响应快，机械设备较复杂、局限于线材不适合于片材。如：光纤，光缆。
四、直接张力闭环控制
1、性能：张力控制平稳，电气调速单元要求响应快，张力可视，系统容易振荡。
2、电气设备复杂，需要调速单元、张力控制仪及张力传感器，设备初投资大，价格贵。
3、性能价格比不高，不适用于大张力控制场合。
五、全新的间接张力控制系统
1、采用ABB全新的间接张力控制系统，不需要磁粉制动器/磁粉离合器，不需要张力控制仪及张力传感器，只需调速器（罐装卷曲软件）直接带动电机就可以实现恒张力控制。
2、内置卷径计算功能，卷径输出可视，具有静态补偿及加速补偿。
3、张力线性可调精度达到1%，速度线性可调精度达到0.1%, 方向可正反转, 卷径可达1.5米，速度可达500米/分，张力0~2000KG可调。
4、性能：优越的性能价格比，维护方便，调试较复杂，需要专业的调试工具及调试软件。适用于大部分张力控制场合。
中心卷曲原理
中心卷曲/开卷机的旋转力是加在卷曲或开卷机的卷筒上，当卷筒直径变化时，为了使材料的表面张力保持不变，必须保证转速与卷径成反比且转矩的变化与卷径成正比。
ABB的间接张力控制系统就是根据电机转矩的变化与卷材卷径成正比的原理来实现恒张力控制。它的优点：不需要磁粉制动器/磁粉离合器，不需要张力控制仪及张力传感器，直接采用直流调速器控制直流电机就可以实现恒张力控制。它具有独特的内置卷径计算功能，卷径输出可视，具有静态补偿及加速补偿。
间接张力控制特性
1、点动模式及快速停车的线速度控制。
2、卷径计算功能。（可由给定速度信号与实际速度计算求得）
3、有开卷模式和收卷模式供选择。
4、改变给定线速度时加速度的力矩计算（即加速补偿）。
5、通过DI口实现卷曲方向的正转或反转选择。
6、静态补偿功能。（根据每一速度段转动惯量的不同，设定5个点组成补偿曲线。）
7、断带报警功能，系统急停时转换为速度模式有效地防止系统“飞车”。
8、通过DI口实现“加张力”及“卸张力”功能。
性能指标
1、张力调节范围：≤ 1∶10 精度±1%
2、卷径范围：≤ 1∶10
3、最大速度：≤500米/min 系统速度精度±0.1%
4、三路模拟量输入：编码器输入、速度给定输入、张力给定输入。
实例应用：
我们已在瑞丰彩钢厂,四会征国铝业加工厂, 扬州光缆拉丝厂，造纸厂，华兴塑料薄膜厂（塑料真空镀膜机）及珠江轮胎厂等单位的卷绕系统中采用了间接张力控制方案（交流电机/直流电机都可实现），达到理想的工艺设计要求。
发表于：2004-11-02 19:57:00
84楼
其实张力控制很简单,我曾经在1994年开始自己做过直流电机张力控制器.当时国内很少有此控制方式,无论电气还是机械均很简单.淘汰了庞大的交流电机+减速机+离合器.效果很好.在薄膜张力控制中,厚度12u,卷径500mm,相当稳定.随着技术的发展现在我用富士变频器进行张力闭环PI调节,无论稳定性能,控制精度,电机保护,控制的灵活性等方面均大大改善.这项技术在国外设备也是非常流行的技术.那么,我需要告诉大家:如果您的设备需要直接张力控制,一定选择交流变频张力闭环PID控制.直流电机在张力控制方面,无论国内还是国外现在几乎淘汰.否则您的损失将是很大.很多变频器均可达到张力控制功能.如有意可交流.0448-2369934
发表于：2004-11-05 10:18:00
88楼
最好的方法:
用测压元件和控制器， 执行器来自动地材料和调节卷材的张力。 这种方法需要最少的操作人员的干预 。
在张力区的罗拉 (或者滑轮) 上加了测压元件。测压元件与一个显示张力并自动控制刹车， 调节辊， 齿轮箱或者电机。 操作人员输入所需要的张力设置 (张力设置点)， 就可通过自动地改变刹车扭矩， 调节辊的负载，齿轮比例或者电机速度来正确地调节张力。 控制器可以是独立的设备， PLC或者可编程驱动。 都进行闭环张力控制。它们不停地把设置的张力和测压元件所材料的实际张力进行对比，并自动地采取纠正措施以保证这二个数值相同。
这种方法提供了一种可以测量和控制张力而且保持了高度的一致性。 张力控制是自动进行的， 需要很小的操作人员的干预。产品的质量可达到最佳的状况而且能够保持一致。 调节是即时发生的。 因此， 没有产品的浪费。
因为张力是已知的， 而生产线的速度能够提高到什么程度而不至于造成材料的撕裂也是已知的， 生产线的速度可以在可控制的范围内进行提高。 反应高度迅速的自动闭环张力装置严格地控制张力值。 产量在最大程度上得到了提高。 唯一的限制是控制环节的反应时间和实际生产工艺上的限制。
（美国CMC张力系统独家代理）
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