商用轮转书版轮转和表格印刷机控制系统设计都需要很多自动化元器件如PLC人机介面，张力控制设备，伺服控制系统等。但要选用这些自动化产品时你首先要弄清你要设计的产品性能要求和自动化原器件的基本原理。才能正确选用自动化原器件。比如卷筒纸印刷机对于纸张张力控制要求是非常严格的。卷筒纸胶印是以纸带的方式连续不断地供给印刷机组折身机组来完成印刷任务的。它和单张纸胶印不同，单张纸机是由给纸机将单张纸交给递纸牙后，依靠压印滚筒的叼纸牙和传纸滚筒的叼纸牙把纸张传递给印刷机组来完成印刷和收纸的。单张纸机在每一个环节上都必须有叼纸牙带着纸张前进的。而卷筒纸机从给纸开始到印刷，收身都是依造纸带的张力，由机器本身带着纸带前进，完成各环节的工作的。因此纸带张力的控制。就成了卷筒纸机中最重要的控制环节之一。可以说没有张力控制卷筒纸机就不能正常工作。
在卷筒纸在印刷时，是通过力的牵引打开纸卷进入印刷机组和而后加工机组的。如图1所示，卷筒纸在驱动辊的摩擦带动下打开时纸张就产生了内应力，称为纸张的张力。为了获取稳定、可靠的印刷质量，在印刷和印后过程中，纸带必须有一定的张力并且需要保持张力的稳定性、可靠性以及合适的张力大小。张力太大就会产生皱折，套印不准和网点模糊。同时又会给机器增加身载和纸带的张力。张力过大，会造成纸带断裂。张力不稳定纸带就产生跳动。就会使套印不准、重影等问题。


因为在印刷过程中受到各种因素的影响。如穿纸路线，纸卷在运转中直径的变化、纸卷状况、速度变化。纸张受力变形等因素，使张力不断变化和波动，这种变化和波动将会严重影响印刷和印后加工的质量，因此，在卷筒纸印刷机中纸张张力是控制技术的关键之一。
张力控制的基原理：在卷筒纸印刷机中，凡是接触纸带的每一个机器零件都会在一定程度上控制纸带的张力。根据弹性理论，当长度为L印刷材料在力T的作用下拉伸时，材料的弹性变形（伸长）为 与所受的力有以下关系：
=LT/AE，E为弹性系统，A为材料的横截面积
张力控制核心就是在某一特定的控制区段（L），勿使材料的弹性变形控制在一定范围内（ ）给材料施加一个稳定而且适当的张力（T）。也就是说在印刷过程中张力的控制，就是如何处理好张力T，纸张长度L和弹性变形 三者之间的关系，在印刷设备上，纸张长度L可以通过机构设计来实现。如控制机构之间的距离，色组之间的距离等。
在卷筒纸轮转印刷机纸张力控制基本要求如下：
1、在启动和“制动时能迅速实现张力的稳定。
2、尽可能实现纸张力印刷和印后加工。纸张力印刷对纸张受力小所产生的纸张变形也小，对于影响印刷网点再现性和印后加工的准确性也小。因此保持适当的走纸张力，应使纸张以最低的张力在受控状态下稳定，可靠的运行。
3、对印前、印刷和印后的加工中的张力变化自动调整，保持张力恒定。纸张在印刷过程中因受水墨、压力、干燥、冷却、纸卷直径的变化和印后加工等因素影响，往往会发生张力的波动。张力控制系统应对这种波动进行迅速而准确的调整，保持张力恒定。
4、在机器增、减速时实现张力平衡。机器增、减速时往往会产生张力的波动，导致废品出现，因此此时张力控制系统应迅速跟踪，调整保持实现张力恒定。
5、停机时或在印刷过程中停机时，张力控制系统应使张力处于保持状态，保证再开机时张力不变。
6、对不同的印刷材料，不同的厚度，不同的印刷要求张力控制系统应有适应性。
7、张力控制系统的控制应灵敏、准确、可靠。
我们根据以上情况了解到卷筒纸系列胶印机对张力的要求和重要性，同时也必须认识到纸卷制动装置可以说是张力控制的起点，也是关键之一。当然纸卷制动方式很多。如机械※闸、园周制动、气动制动和磁粉制动器转矩※达，伺服电机等。我们知道纸卷控制制动主要用于给纸纸卷开卷张力控制，其作用是使静止的纸卷以稳定的初始张力和一定的速度打开。使纸卷以一定的张力打开所需要的拉力一般由送纸辊和印刷漆筒产生。纸卷不能自由打开，因为如果自由打开，机器加速对纸卷会产生冲量，机器减速时纸卷会产生惯性，都不能保证纸带的张力的稳定，就会产生乱纸。为了使纸卷打开时保持张力的稳定，必须对纸卷设置制动器进行必要的控制。按照施加制动的不同，纸卷制动可分为园周制动和轴制动两大类，作用在纸卷表面的是园周制动，作用在纸卷芯轴上的是轴制动。前者纸卷园周制动容易产生静电和弄脏弄损纸面，而后者轴制动不能有效地控制偏心纸卷产生的离心力，特别是大纸卷尤为明显。一般选用磁粉动器制动。
磁粉制动器的基本结构和工作原理
磁粉制动器元件本身具备以下几个特点，它在卷出张力控制系统中能起到别的元件不能具备的作用，这些作用可以从它的工作原理上加以说明。


图2是一个典型的磁粉制动器剖面图，它是由线图1固定铁芯和按装在环形磁粉间隙中的制动转子3所组成。环形间隙中充填大小不同目数，不同克数的磁粉颗粒当电流通过碎粉制动器控制线圈时，在固定铁芯，环形磁粉间隙和制动转子的导磁体中建立子磁通回路，该磁通通过环形磁粉间隙就会使磁粉磁化，磁粉互相吸引的结果，形成在磁粉间隙中径向排列的磁粉链，由于磁粉颗粒之间的相互吸引的结果便产生了法向力。当制动转子转动的情况下，这种法向力便产生了相应的剪切力，每一对磁粉颗粒的剪切力合成为一个总剪力，它和制动转子半径的乘积便是磁粉制动器的制动力矩。因此，只要改变控制线圈的电流就能实现控制磁粉制动器的制动力矩。
我现在将磁粉制动器与张力控制有关的几个特点加以说明。如图3所示


1、磁粉制动器的力矩特性可化分为非线性区，线性区和饱合磁化区。在卷出张力控制系统中我们主要使用力矩特性的线性区，很明显，为了通过电流去控制制动力矩，由于在线性区域中两者存在着线性比例关系，这就给控制系统在按排比例、微分和积分环节上带来了方便。
2、单从比例有差控制角度来说，当卷出半径随着工作过程而不断发生变化，从而使张力有所变化时，由于存在着制动力矩和控制电流的线性关系，所以通过测量环节和放大环节可以比较准确地使制动力矩产生变化，从而把张力的变化控制在一定的误差范围内。我们从力矩特性中也可以看出：磁粉制动器元件和其它磁性元件一样，都具有相同之处，就是具有磁滞回线。它对张力控制是不利的，为了减少磁滞回线的宽度，可以对导磁体和磁粉进行真空氢气或氢气热处理，目前用的张力控制系统中的磁粉制动器的磁滞回线宽度可达到控制在额是力矩的5％，这个精度越高，张力控制精度越精确。
3、磁粉制动器另一个特点是：当线圈中电流为一定值的情况下，制动转于的制动力矩几乎不随转子的转速度变化而发生改变，也就是说它的转速※尼是很小，这一特点对于卷出张力控制具有突出使用价值，因为我们控制的张力，必须满足在不同运转速度下控制张力在给是的误差范围内，因此选用磁粉制动器来，控制卷出张力是非对头的。
4．磁粉制动器的快速性，所谓快速性是指，改变电流后实现制动力矩变化的过度过程的时间较短，时间越短快速性越好，目前了解到的磁粉制动器电磁时间常为400ms，加入反馈系统以后可达到40ms。影响电磁时间常数因素很多，主要在以下几点：
①控制线圈回路电阻与控制线圈的电汞有关。即： T_磁为电磁时间常数，R为控制回路电阻，L为控制线圈电汞。
②磁粉制动器是否运转，不运转时，磁粉易跑到制动器的下边，导效电汞L减小，所以电磁时间常数T_磁减少。
③；磁粉制动器滑差发热及线圈自身通电发热都会使控制回路线圈电阻变化。所以电磁时间常数也会变化。
5．磁粉制动器的机械特性，如图4所示


M=f(n)是当激磁电流作为参量时，制动力矩与转子转速的关系，通常是为在一定激磁电流下，磁粉填料的结合强度与转速的关系不大，而填料磁粉与工作面之间的静磨擦和动磨擦系数几乎相等，所以可以记为制动器的力矩与转速无关，但是它不是绝对的，它是和磁粉制动器的结构及粉磁的质量有关，所以我们记为由，铁，钴，镍制成的磁粉颗粒并在表面色覆有机硅胶与石墨的磁粉和没有色覆的要好的多。因为色覆后的磁粉流动性好，也不容易接块。
6．国内和进口的磁粉制动器性质比较
国内生产的磁粉制动器和进口的磁粉制动器在快性速上不如进口的磁粉制动器，我们要测试过进口的快速性是 秒而我们生产的是在 秒，我记为我们的磁粉制器问题主要是结构制造和磁粉质量都存着差距。（如运转过程中的稳性和磁粉的老化）从价格来说，国内生产的磁粉制动器是进口价格的