商业轮转机的张力控制详解

关于张力控制的方案设计1．图示：放料组送料组收料组2．张力控制说明：张力控制是任何以卷材为原料的机器上最重要的控制系统，其可分为手动和全自动张力控制：手动控制器是依收料或出料卷径的变化而分阶段调整离合器或制动器的激磁电流，从而获得一致的张力；全自动张力控制器是由张力检测器来直接测定卷料的张力，然后把张力资料变成张力信号传回张力控制器从而自动调整离合器或制动器的激磁电流来控制卷料的张力。

3．控制说明：上面张力控制主要是指对放卷到前牵引辊，后牵引辊到收卷2段张力的控制。

张力的形成是由于各传动辊之间的速度差造成的，因此，控制张力首先要控制速度。

在这套系统里面我们所谓的主辊为主速度，其余的滚动辊为从动辊。

具体说，就是在运行中放卷的线速度会慢慢减慢，收卷的线速度会逐步增加。

为达到以上目的，在前牵引辊上安装张力传感器，由传感器测量出来的数据判断是否在允许的张力的范围内，通过PLC的PID指令调节放料辊的转速，从而调节他的线速度达到恒定，达到张力值恒定。

从最后后牵引辊到收卷的速度控制方式相同。

在此种控制方式中，我们主要是为了保证我们的整个系统的速度达到一个稳定的控制，所以会采用PID的调节方式来做。

另外，当我们的产品进行任何的更换，或是我们的主轴速度要进行调整，我们都可以通过牵引辊所测出的张力值来进行收料和放料滚的速度调节。

一般的方式是：当张力值小于我们的最初设定的范围内，那我们可以放慢放料机的速度；当张力值大于我们的最初设定的范围内，那我们可以加快放料的速度，并进行反方向的运转；但是这种控制在调节当中会出现抖动或震荡的现象，所以我们要PID 的整定方式，因为他是采用2维控制，随着调节时间的加长，我们的控制会逐渐趋于稳定。

要注意的地方是，在一开机的瞬间，一般放料和收料马达的速度要和主轴的启动速度相吻合，也就是说主轴的运行速度的下限值要正好可以和从轴的速度达到匹配。

这个就需要在调试过程中进行测量。

但是这种PID控制方式在运行中的控制会相对比较稳定。

上海宇廷电工系统化有限公司张力控制器基本介绍张力控制器（Tension controller）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。

工作原理：线圈静止型磁粉离合器和磁粉制动器是控制输入电流，达到改变输出转钜的自动化器件。

当线圈不通电时，输入轴旋转，磁粉在离心力的作用下，压附于夹环内壁，输出轴与输入轴没有接触，此时，为空转状态。

当线圈通电时，磁粉在磁力线作用下产生磁链，从而使输出轴与输入轴成为一刚体而旋转，并在超载时产生滑差，此时为工作状态。

从而达到传递扭矩的目的。

主要应用：手动张力控制器是根据收料或放料卷径的变化，人工调整离合器或制动器的励磁电流，从而获得一定的张力。

半自动张力控制器又称卷径式张力控制器，控制器能自动检测出收料或放料的卷径，并根据设定的目标张力及测量卷径，自动调整离合器或制动器的励磁电流来控制卷料的张力。

全自动张力控制器能测量卷料的实际张力，并根据设定的目标张力及实测张力经PID运算后自动调整离合器或制动器的励磁电流来控制卷料的张力。

全自动张力控制器具有极高的张力控制精度，适用于对张力控制精度要求较高的场合使用。

接线方法：自动张力控制器接线图，连接方法介绍，张力控制系统配套仪器除了张力控制器外，还有张力传感器、磁粉制动器、磁粉离合器等重要元件。

张力控制器接线注意事项说明：1、输入信号线、开关量输入与输出端子、输出电源等弱电线应当远离仪器电源线、动力电源等强电线，以避免产生信号干扰等情况。

2、注意，输入信号、开关量输入输出端子、输出电源等弱电端子一定不要接强电，否则将会烧毁整个仪器。

3、按正确的接线图将张力传感器信号接好，如果需要接双只张力传感器时，必须注意信号极性不能接错，否则显示的测量值将会不精确的。

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。

张力控制系统的控制类型与原理（天机传动制动器离合器提供，仅供参考之用）目前广泛应用的张力控制方式主要有三种：手动控制型、半自动控制型和全自动控制型。

即全自动器张力控制器、半自动张力控制器以及手动张力控制器。

一、手动控制,在收料、放料或过程中不断调整离合器或制动器的扭矩，从而获得所需的张力，这就要求用户必须随时检查被控材料的张力，随时调节输出力矩，若用气动制动器或离合器时，手动控制器可直接选用精密调压阀，可使用户节约一定的设备成本，但仅适用于一些低速的复合机、挤出机、纺织机械等张力控制要求不高的场合。

二、半自动方式：利用超声波原理等自动检出卷径，从而调整卷料张力，从本质上来讲是一种张力的半闭环控制，不仅可以自动测出卷经、控制扭矩输出，同时还具有缓冲启动、防松卷和惯性补偿等功能。

该方案的实施成本较低，因此在中档机械中应用广泛。

三、全自动方式：一般也有两种检测方式。

一种是通过张力传感器测定卷材的张力，然后由控制器自动调整离合器或制动器来控制卷料张力。

这种方式是张力的全闭环控制，原理上来讲，此种方案能够实时反映出张力的变化因此控制精度最高，因此一些高档的精轧机、高速分切机等冶金上采用全自动的张力控制系统。

高精度的张力控制器可用在收放卷及牵引等环节，在张力闭环的同时在放卷控制时可实现缓冲启动、防松卷模式、换辊控制等，在收卷时可实现锥度张力控制（无需传感器输入卷径信号）、启动惯性补偿、停车惯性补偿和换辊控制。

在张力控制点较多时先进的张力控制器可实现一台控制器多路检测及多路控制输出。

在卷径较大的情况下采用恒定张力卷取收料，随着料卷的增大时相对于卷心较近材料的力矩变大，产生打滑、收缩。

再有由于卷曲过程中材料的收缩及卷心的压力加大材料被挤坏或被横向窜出。

靠近卷芯的地方产生绉纹，使表面凹凸不平。

解决这些问题，就是卷径逐渐变大时张力应逐渐减小，即锥度控制）另一种全自动的控制方式是通过浮辊电位器的检测信号来实现的，然后通过浮辊张力控制器来自动调整离合器及制动器。

商业轮转机的力控制详解前言：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。

轮转印刷过程常由于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力和二次力，一次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力波动，并可在印刷过程中对纸卷不断变小引起的力变化进行自动调整。

如（图一）图一：1纸筒也是力控制器所在、2和4导纸棍、3浮动机构。

电器控制原理图如（图二）分析：供纸部的力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成，为了使纸带力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带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×R＝T×r F为纸带力，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，纸带所受到的力会越来越大，最终会使纸带被拉断。

张力控制原理教程张力控制是一种常见的控制原理，广泛应用于工业生产中的张力控制设备。

本文将介绍张力控制原理的基本概念、应用领域以及实现方法等内容。

一、张力控制的基本概念张力控制是指通过对拉伸或收缩的材料施加力，使材料保持一定的张力水平。

张力控制的目的是确保材料在生产过程中的稳定运行，避免材料过松或过紧引起的问题。

二、张力控制的应用领域1.包装行业：在印刷、涂覆、贴合等过程中，需要对卷材进行张力控制，以确保产品质量和生产效率。

2.纺织行业：在纺纱、织造、印染等过程中，需要对纱线、织物进行张力控制，以避免出现断纱、断经等问题。

3.金属加工行业：在连续拉拔、连续铸轧、连续热轧等过程中，需要对金属带材进行张力控制，以保证产品的尺寸精度和表面质量。

4.纸张行业：在造纸、印刷等过程中，需要对纸张进行张力控制，以避免出现张力差、翘曲等问题。

5.电子行业：在印刷电路板、光纤制造等过程中，需要对薄膜、线材进行张力控制，以确保产品的可靠性和稳定性。

三、张力控制的实现方法1.传统方法：传统的张力控制方法主要通过机械装置来实现，如张力滚轮、张力锥轮等。

这些装置通过控制滚轮之间的接触压力来调节张力，但存在精度低、响应慢等缺点。

2.电气控制方法：电气控制方法通过检测材料的张力信号，并通过电动机或气缸等执行器来调节张力。

这种方法的优点是精度高、响应快，可实现自动化控制。

常见的电气控制方法包括PID控制、动态张力控制等。

3.光电控制方法：光电控制方法通过光电传感器检测材料的张力变化，并通过控制光源的亮度来调节张力。

这种方法可以较好地适应各种材料的张力控制，但对环境光线干扰比较敏感。

四、张力控制的关键技术1.传感器技术：张力传感器能够测量材料的张力，并将其转化为电信号。

关键是选用合适的传感器，如压电传感器、应变传感器等。

2.控制算法：张力控制的核心是控制算法，常见的控制算法有PID控制、神经网络控制等。

根据实际需求选择合适的控制算法，以实现稳定的张力控制。

标准张力控制控制方式
标准张力控制控制方式有以下几种：
1.直接张力控制：直接张力控制方式是通过直接测量和调节张力
来控制张力。

在控制过程中，控制系统通过传感器实时检测张力值，并根据设定的张力目标值和检测到的实际张力值之间的差值，计算出调节量，然后通过执行机构对张力进行调节。

这种控制方式精度高，响应速度快，适用于高速、高精度的张力控制场合。

2.间接张力控制：间接张力控制方式是通过控制与张力相关的其
他参数来间接调节张力。

例如，通过控制线速度、卷径等参数来调节张力。

这种控制方式结构简单，易于实现，但精度和响应速度相对较低，适用于对张力精度要求不高的场合。

3.补偿控制：补偿控制方式是通过补偿外部扰动或系统参数变化
来提高张力控制的稳定性。

例如，当外部扰动或系统参数变化导致张力波动时，控制系统可以通过补偿控制算法对扰动进行补偿，从而减小张力波动。

这种控制方式适用于存在外部扰动或系统参数变化的场合。

4.自适应控制：自适应控制方式是一种基于系统参数变化的控制
方式。

在控制过程中，控制系统能够自动适应系统参数的变
化，从而减小因参数变化引起的误差。

这种控制方式适用于系统参数变化的场合。

5.模糊控制：模糊控制方式是一种基于模糊逻辑的控制方式。

在
控制过程中，控制系统通过模糊逻辑规则对输入的变量进行处理，从而得到调节量。

这种控制方式能够处理不确定性和非线性问题，适用于复杂的张力控制系统。

以上是标准张力控制控制方式的几种常见类型，具体选择哪种方式需要根据实际应用场景和需求进行选择。

第二章张力控制原理介绍2．1 典型收卷张力控制示意图浮动辊F牵引辊收卷图2 带浮动辊张力反馈收卷F牵引辊图1 无张力反馈32．2 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4擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F 控制三种方式中的任何一种。