张力控制解释
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收放卷工艺要求恒张力控制。
张力的给定通过张力控制器。
张力控制器控制的原理是通过检测收卷的线速度计算卷径,负载转距=F*D/2(F为设定张力,D为当前卷径),因此当设定了张力的大小,因为当前卷径通过计算已得知,所以负载转矩就可以算出来了。
张力控制器能够输出标准的0~10V的模拟量信号,对应异步电机的额定转矩。
所以我们用该模拟量信号接入变频器,选择转矩给定。
这样在整个收卷的动态过程中,能够保证张力的恒定。
在变频器转矩模式下,对速度进行限制。
在张力控制模式下,不论直流电机、交流电机还是伺服电机都要进行速度的限制,否则当电机产生的转距能够克服负载转矩而运行时,会产生转动加速度,而使转速不断的增加,最终升速到最高速,就是所谓的飞车。
如图2中所示,收放卷的速度是通过主轴B系列变频器的模拟量输出AFM而进行限定的。
也就是将主轴B系列的变频器上3-05(模拟信号输出选择)参数设定为03(频率指令输出),如图3所示。
将该信号分别接到收放卷变频器的模拟量输入端口上,作为频率给定和上限频率的设定信号。
零速张力控制要求。
当收放卷以0Hz运行时,电机的输出轴上有一定的张力输出,且可调。
该要求主要是防止当收放卷运转当中停车,再启动时能够保证收放卷的盘头不会松掉。
在该控制系统中,可以通过调整张力控制器上的初始张力设定而达到要求。
2.3分条机恒张力原理设计1.恒张力控制的原理。
对于收放卷过程中恒张力控制的实质是需要知道负载在运行当中卷径的变化,因为卷径的变化,导致为了维持负载的运行,需要电机的输出转矩要跟随着卷径的变化而变化。
对与V系列变频器而言,因为能够做转矩控制,因此能够完成收卷恒张力的控制。
V系列变频器提供了三路模拟量输入端口,AUI、AVI、ACI。
这三路模拟量输入口能够定义为多种功能,因此,可以任选一路作为转矩给定,另外一路作为速度限制。
0~10V对应变频器输出0~电机额定转矩,这样通过调整0~10V的电压就能够完成恒张力的控制。
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。
张力控制原理
张力控制原理是一种常用于控制系统中的原理,通过对控制对象的张力进行测量和调节,实现对系统的稳定控制。
张力控制原理广泛应用于纺织、印刷、包装、造纸等行业中的连续生产线中,以确保产品在生产过程中的牵引力、张力等参数控制在合适的范围内。
张力控制原理的基本思想是通过传感器对物体的张力进行实时测量,将测量结果反馈给控制器,再根据设定的控制算法进行调节,以实现对张力的精确控制。
其中的关键是如何准确地测量物体的张力。
常见的测量方法包括压力传感器、应变测量、光电传感器等。
在控制系统中,控制器根据测量到的张力数值与设定值之间的差异,通过控制执行机构的工作状态来调节张力,使其趋近或保持在设定值范围内。
控制器通常采用PID控制算法,即按照比例、积分、微分三个因素对误差进行调节。
这样可以快速响应、稳定控制系统,保证生产线的正常运行。
除了控制算法外,张力控制原理还需要配备合适的执行机构和传动装置。
常见的执行机构有电机、气缸等,通过调节工作状态来改变物体的张力。
而传动装置则用于将执行机构的动力传递给受控对象,主要包括传动带、链条、轮轴等。
在实际应用中,张力控制原理需要根据具体的控制对象和工作环境进行参数调整和优化。
同时,还需要考虑到系统的响应速度、稳定性、负载变化、环境扰动等因素,以保证控制效果和
系统性能的优良。
综上所述,张力控制原理是一种用于控制系统中的重要原理,通过测量和调节张力,实现对系统的稳定控制,并被广泛应用于众多行业中的连续生产线。
张力控制方案随着工程技术的不断发展,我们对于张力控制的需求也越来越高。
无论是在建筑施工、机械制造,还是电力传输中,张力控制都是至关重要的一环。
本文将介绍一种高效可靠的张力控制方案,以帮助解决相关领域的问题。
一、背景介绍张力控制是指在一定范围内,通过对应力或应变的调节,使得构件或系统保持特定的张力水平。
正确的张力控制可以提高结构、设备或系统的性能和寿命,降低故障和事故的发生率。
因此,设计和实施合适的张力控制方案显得尤为重要。
二、基本原理张力控制的基本原理是通过监测张力水平并根据设定值进行调节。
常见的张力控制方法包括手动调节、基于传感器的反馈控制和自动化控制系统。
1. 手动调节:这种方法适用于一些简单的情况,通过人工调整绳索、链条或缆线的张力来实现控制。
然而,这种方法在长期运行或需要高精度控制的情况下并不适用。
2. 基于传感器的反馈控制:这种方法通过安装张力传感器来监测张力变化,然后将实际张力值与设定值进行比较,并通过调节执行机构来控制张力的变化。
这种方法可以提供高精度的张力控制,并且适用于各种复杂应用。
3. 自动化控制系统:在一些需要大规模张力控制的情况下,引入自动化控制系统是更为有效的方法。
这种系统通常由传感器、执行机构和控制器组成,能够实现实时监测、精确调节和稳定控制,提高工作效率和减少人为错误。
三、具体方案基于对现有张力控制方法的研究和分析,本文提出了一种结合传感器和自动化控制系统的高效张力控制方案。
1. 传感器选择:根据具体应用需求选择合适的张力传感器,如应变传感器、压力传感器或位移传感器等。
传感器的选取应考虑其精度、响应速度和可靠性等因素。
2. 控制器设计:设计一个智能控制器,该控制器能够接收传感器的信号,并根据设定值进行调节。
控制器应具备高精度的数据处理能力和快速的响应速度,以实现准确的张力控制。
3. 执行机构优化:根据具体应用场景选择合适的执行机构,如电机、液压缸或气动装置等,并通过优化其控制算法和传动装置来提高响应速度和控制精度。
第二章 张力控制原理介绍 2.1 典型收卷张力控制示意图22.2 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。
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。
张力控制系统原理
张力控制系统原理指的是通过对物体施加合适的张力,实现对物体运动过程中张力的准确控制的一种系统机制。
该机制经常应用于各种需要保持物体线形平稳、防止松弛或过紧的应用场景,比如纺织品生产、电线电缆生产、印刷机械、包装机械等。
张力控制系统的基本原理是通过对张力的测量和反馈控制来实现。
通常,该系统由传感器、控制器和执行器组成。
传感器用于测量物体上的张力,将其转换为电信号后传送给控制器。
控制器根据测量得到的张力信号与设定的目标张力进行比较,计算出误差,并通过调节执行器实时调整张力,使其趋近于目标张力。
为了实现有效的张力控制,系统需要考虑到多种因素。
首先,它需要精确测量张力,并将其转换为电信号。
传感器选择要考虑到测量范围、精度和稳定性等因素,以保证准确性。
其次,控制器需要具备高精度和高速度的运算能力,能够根据测量值和目标值计算出误差,并迅速调整执行器以实现即时控制。
最后,执行器应具备良好的响应能力和可调整性,能够快速且准确地调整物体的张力。
在实际应用中,张力控制系统需要根据具体的应用场景进行调整和优化。
例如,在纺织品生产中,张力控制系统需要考虑到织物的材质、宽度、速度等因素,并通过调整辊筒的张力和速度来实现对织物的准确控制。
在印刷机械中,系统需要根据印刷材料的特性和印刷速度等因素,合理控制张力,以确保印刷品的质量和稳定性。
总之,张力控制系统原理是通过测量和反馈控制,准确调整物体的张力,实现对物体线形平稳、防止松弛或过紧的控制机制。
它在各种行业中有着广泛的应用,并需要根据具体场景进行定制和优化,以满足不同的需求。
精心整理张力控制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。
2.3.2.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。
4.5.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。
6.7.二.张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求8.9.1.传统收卷装置的弊端10.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。
11.12.2.张力控制变频收卷的工艺要求13.*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。
14.*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。
15.*在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。
16.*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。
17.18.3.张力控制变频收卷的优点19.*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.20.*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;21.张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等.22.*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。
张力控制器原理张力控制器是一种用于控制张力的装置,广泛应用于纺织、印刷、包装等行业中的生产线。
它的主要原理是通过感应张力信号,并通过控制系统对张力进行实时调节,以确保生产线上的物料保持稳定的张力状态。
我们来了解一下张力的概念。
张力是指物体受到的拉力或拉伸力,是一个物体内部各点相互作用的结果。
在生产线上,物料在传送过程中会受到张力的作用,如果张力不稳定,会导致物料的变形、断裂或产生皱纹,从而影响生产线的正常运行和产品的质量。
张力控制器的原理是基于张力传感器和控制系统的配合工作。
张力传感器通常安装在生产线上的张力滚筒或张力辊上,通过测量滚筒上物料的张力信号来实时监测张力的变化情况。
张力传感器将测量到的张力信号转化为电信号,并传送给控制系统。
控制系统是张力控制器的核心部分,它接收来自张力传感器的信号,并根据预设的张力设定值进行比较和计算。
控制系统通过调节驱动装置(如电机或气缸)的输出信号来改变滚筒的转动速度,从而调节物料的张力。
当测量到的张力信号与设定值有偏差时,控制系统会根据一定的算法进行计算和调整,使滚筒上物料的张力保持在预设范围内。
在实际应用中,张力控制器还可以根据不同的物料特性和生产需求进行参数设置。
例如,对于薄膜类物料,由于其本身的柔软性,需要较小的张力控制范围;而对于纸张类物料,由于其较大的刚性,需要较大的张力控制范围。
因此,根据不同的物料特性,可以通过调整张力设定值和控制算法来实现最佳的张力控制效果。
张力控制器的应用可以提高生产线的稳定性和效率,减少物料的浪费和损坏。
例如,在印刷行业中,张力控制器可以保证印刷机上的印刷纸张在传送过程中保持稳定的张力,从而避免纸张的变形和印刷质量的下降。
在包装行业中,张力控制器可以确保包装材料在封装过程中的张力恒定,避免包装袋的破裂和产品的损坏。
张力控制器是一种通过感应张力信号并实时调节的装置,可以保持生产线上物料的稳定张力状态。
它的原理是基于张力传感器和控制系统的配合工作,通过调节驱动装置的输出信号来改变滚筒的转动速度,从而实现对张力的调控。
张力控制系统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。
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、标准变频器与收放卷变频器型号介绍尤尼康收放卷行业专用变频器,可以进行卷径计算。
AF201仅仅支持速度控制模式,AF202不仅支持速度控制模式,还支持转矩控制模式。
AF200标准产品不能进行卷径计算,收放卷行业专用变频器系列包括了标准产品的主要功能,还有行业特定的功能,可以进行卷径计算,有相应卷径计算功能码做相关设置,比如H0.00、H1.00、H1.24等等功能码。
AF201标准产品仅仅能做一个无速度编码器反馈的矢量控制,比如木工机械、音乐喷泉、扶梯、陶瓷机械、离心机、塑料吹塑机、细微拉丝机、磨床、雕铣机、跑步机、大圆机等等行业应用中。
AF202可以做有速度编码器反馈的闭环矢量速度控制,还能做转矩控制,设置PD.00=1变频器由速度控制模式变为转矩控制模式,这里可以设置P6.21作转矩给定或者张力给定及速度限定。
主要应用有:替换力矩电机、皮革机、鱼网编织机、浸胶机等等。
AF201收放卷行业专用变频器只能实现有位置摆杆或者浮动辊的速度控制,比较典型的行业应用是拉丝机速度控制。
AF201收放卷行业专用变频器可实现卷径计算、进行PID调节的复合控制模式实现恒定线速度收放卷控制。
应用行业主要有:双变频拉丝机、直进式拉丝机、层绕机、动力放线架、复卷机等等。
AF202收放卷行业专用变频器包含了AF201收放卷行业专用变频器的主要功能,不仅能做速度控制,还能做转矩控制,可以实现恒定转矩控制或者恒定张力控制。
张力控制
张力控制是指在物体或系统中施加力的过程中,控制力的
大小和方向,使物体或系统达到所期望的状态或运动。
以
下是一些常见的张力控制方法:
1. 张力传感器:通过安装张力传感器来实时测量力的大小,然后根据测量结果调整施加力的大小,以达到所需的张力
控制。
2. 张力控制器:使用具有反馈回路的张力控制器,可以根
据实时测量的张力值与期望的张力值之间的差异,调整施
加力的大小和方向,以实现张力的控制。
3. 制动装置:通过应用制动力来调整物体的张力,制动装
置可以通过机械或电子方式控制制动力的大小和方向。
4. 张力调节器:通过调整装置的位置、角度或形状等方式,改变物体上的张力分布,从而实现张力的控制。
5. 反馈控制算法:使用状态反馈或模型预测控制等控制算法,根据物体或系统的动态特性,通过实时的反馈信息来优化控制策略,实现张力的精确控制。
以上是一些常见的张力控制方法,实际应用中,根据具体的情况和需求,可以选择合适的方法来实现张力的控制。
收放卷张力控制定义及应用张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。
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。
张力控制系统主要应用于对带材和线材生产线中的卷取机和开卷机的控制。
例如,为了提高产品质量,使所卷带材表面平整、厚度均匀和带卷紧而且齐,必须对卷取机(或开卷机)和压延机之间的张力进行控制,使之恒定。
控制张力的方法分为间接法和直接法两类。
间接法又可采用两种方式:一种是在保持驱动电动机的电枢电流恒定的条件下,通过调节使电动机的磁通量随带卷(或线卷)直径成比例地变化,维持张力的恒定;另一种方式是调节电动机电枢电压,使电枢电流随带卷直径成比例变化来保持张力恒定。
直接法是对张力的直接反馈控制。
用张力计测量实际的张力值,作为反馈信号,以控制张力恒定。
直接法的优点是控制系统简单,可避免卷径变化、速度变化和空载转矩等对张力的影响,精度较高。
缺点是张力计的响应速度较慢。
在实际工业生产中,间接法远比直接法应用为广。
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。
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。
闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值,然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器,通过此信号与控制器预先设定的张力值对比,计算出控制信号,自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等,以达到张力稳定目的。
张力速度控制原理引言:在现代工业生产中,张力的控制是一个重要的技术问题。
张力的大小直接影响着产品的质量和生产效率。
而张力的控制需要借助张力控制系统来实现。
本文将介绍张力速度控制原理,包括其基本原理、实现方式和应用场景。
一、基本原理张力速度控制是指通过调节传动系统中的张力来控制传送带或线材的运动速度。
其基本原理是根据张力与速度之间的函数关系,通过控制张力的大小来实现所需的运动速度。
一般来说,张力与速度成正比,即张力越大,速度越快;张力越小,速度越慢。
二、实现方式1. 张力传感器为了实现张力速度控制,首先需要获取传送带或线材的张力信息。
通常采用张力传感器来测量张力的大小。
张力传感器可以将张力的物理量转化为电信号,然后通过电路进行处理,最终得到张力的数值。
常用的张力传感器有压力传感器、应变片传感器等。
2. 控制系统控制系统是实现张力速度控制的关键部分。
它根据张力传感器获取的张力数值,通过控制信号输出来调节传动系统的工作状态,进而控制传送带或线材的运动速度。
常见的控制方法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
控制系统的设计要考虑到系统的稳定性、响应速度和误差补偿等因素。
三、应用场景张力速度控制在各个行业都有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景:1. 纺织工业:用于控制纺纱、织布等过程中的纱线或织物的张力,以保证产品的质量和稳定性。
2. 包装行业:用于控制包装机械中的传送带的张力,以确保包装过程中的平稳运行和产品的完整性。
3. 电子行业:用于控制印刷机、贴标机等设备中的传送带的张力,以保证印刷和贴标的精度和稳定性。
4. 钢铁行业:用于控制钢铁生产线中的钢带或钢丝的张力,以保证产品的质量和尺寸精度。
结论:张力速度控制原理是通过控制传动系统中的张力来实现传送带或线材的运动速度控制。
它是现代工业生产中重要的技术手段,广泛应用于各个行业。
通过合理设计的张力控制系统,可以实现对张力和速度的精确控制,提高生产效率和产品质量。
张力的控制原理
张力的控制原理是一种常用于机械系统中的控制方法。
该原理的基本思想是通过对张力的测量和调整,控制系统中的张力保持在预设的范围内。
在机械系统中,张力的控制非常重要,因为不同的物体和材料都有其特定的张力要求。
例如,在纺织工业中,纱线、绳索等材料的张力需要保持在一定的范围内,以确保产品质量和生产效率。
张力的控制原理可以通过以下步骤来实现:
1. 张力的测量:在系统中安装张力传感器或张力计,用于实时测量张力的大小。
张力传感器可以根据不同的应用需求选择,例如压力传感器、应变传感器等。
2. 控制信号的生成:根据测量到的张力数值和设定的目标值,控制系统生成相应的控制信号。
控制信号可以是电气信号、气压信号等,用于驱动执行元件。
3. 执行元件的控制:根据控制信号,控制系统调整执行元件(例如电机、气缸等)的工作状态,以实现张力的调整。
根据系统的具体要求,可以采用不同的控制策略,如PID控制、模糊控制等。
4. 反馈控制:在实际应用中,通常需要采用反馈控制来实现张力的稳定控制。
通过不断地比较实际测量的张力值与设定的目
标值,控制系统可以对控制信号进行调整,使张力保持在合适的范围内。
通过以上步骤,张力的控制原理可以实现对机械系统中张力的精确控制。
这种控制方法在许多工业领域中都得到广泛应用,如纺织、印刷、包装等。
锂电池的张力控制是指在锂电池的制造和组装过程中,通过对电池内部各部件(如正负极、隔膜、电解液等)的紧张程度进行控制,以确保电池在工作状态下的安全性、稳定性和性能。
在锂电池制造中,张力控制涉及以下几个方面:
1.正负极制备:正负极材料在制备过程中需要在电极片上涂覆活性物质和导电剂,然后将其卷绕或叠层。
适当的张力控制可以确保活性物质均匀分布,避免电极片松散或过紧,以提高电极的电化学性能。
2.隔膜安装:隔膜用于隔离正负极,防止直接接触。
在电池组装过程中,隔膜的张力控制可以影响电池的安全性和容量性能,避免出现穿刺破损或短路等问题。
3.卷绕和堆叠:电池组件通常由多个电极片卷绕或堆叠而成。
适当的张力控制可以确保电极片之间的间隔均匀,避免电极片错位、偏斜或叠层不均匀。
4.电解液注入:电解液的注入过程中,张力控制可以防止电池组件因液体压力不均匀而变形,保证电池的物理结构完整性。
5.电池包封装:在电池组装完成后,需要将其封装在保护壳体内。
适当的张力控制可以确保电池组件在封装过程中不变形,避免电池包内部发生损坏或短路。
通过有效的张力控制,可以提高锂电池的一致性、稳定性和可靠性,从而降低电池的故障率,确保其在不同环境和使用条件下的安全性和性能表现。
分切机的张力控制铝箔经过印刷涂布后需要在分切机上进行印后分切,将大卷半成品裁切成所要求的规格尺寸,在分切机上运转分切的半成品是一个放卷与收卷的工艺过程,此过程包括机器的运转速度控制与张力控制两个部分。
所谓张力是为了牵引铝箔并将其按标准卷到卷芯上,必须给铝箔施加一定的拉伸并张紧的牵引力,其中张紧铝箔控制力即为张力。
张力控制是指能够持久地控制铝箔在设备上输送时的张力的能力,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,它也有能力保证铝箔不产生丝毫破损。
分切机张力控制基本为手动张力控制,自动张力控制。
手动张力控制就是在收卷或放卷过程中,当卷径变化到某一阶段,由操作者调节手动电源装置,从而达到控制张力的目的。
全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值,然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器,通过此信号与控制器预先设定的张力值对比,计算出控制信号,自动控制执行单元,则使实际张力值与预设张力值相等,以达到稳定张力的目的。
设备收卷与放卷张力设置的大小直接影响产品的成品率,张力过大,收卷过紧,铝箔易产生皱纹I张力不足,铝箔容易在卷上产生轴上滑移严重错位,以至造成无法卸卷,并造成分切时放卷轴产生大幅度摆动,影响分切质量,所以分切机必须具有良好的张力检测系统。
1.分切机放卷张力检测系统:(1)张力传感器检测它是对张力直接检测,与机械紧密结合在一起,设有移动部件的检测方式.通常两个传感器配对使用,将它们装在检测导辊两侧的端轴上.料带通过检测导辊两侧的施加负载,使张力传感器敏感元件产生位移或变形,从而检测出实际张力值,并将此张力数据转换成张力信号反馈给张力控制器,(2)浮动辊间接张力检测系统:在铝箔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不变来保持张力恒定;(3)用磁粉离合器控制输入收卷辊的转动力矩来达到张力控制: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。
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。
图1 系统构成及系统框图
三. 变频收卷的控制原理及调试过程
3.1 卷径的计算原理
根据V1=V2来计算收卷的卷径。
因为V1=ω1*R1, V2=ω2*Rx。
因为在相同的时间内由测长辊走过的纱的长度与收卷收到的纱的长度是相等的。
即L1/Δt=L2/Δt,Δn1*C1=Δn2*C2/i(Δn1---单位时间内牵引电机运行的圈数、Δn2---单位时间内收卷电机运行的圈数、C1---测长辊的周长、C2---收卷盘头的周长、i---减速比) Δn1*π*D1=Δn2*π*D2/i D2=Δn1*D1*i/Δn2,因为Δn2=ΔP2/P2(ΔP2---收卷编码器产生的脉冲数、P2---收卷编码器的线数)。
Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1,即测长辊转一圈,由霍尔开关产生一个信号接到PLC。
那么D2=D1*i*P2/ΔP2,这样收卷盘头的卷径就得到了。
3.2收卷的动态过程分析
要能保证收卷过程的平稳性,不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定。
需要进行转矩的补偿。
整个系统要激活起来,首先要克服静摩擦力所产生的转矩,简称静摩擦转矩,静摩擦转矩只在激活的瞬间起作用;正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩,滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在,并且在低速、高速时的大小是不一样的。
需要进行不同大小的补偿,系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量,也要进行相应的转矩补偿,补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系。
在不同车速的时候,补偿的系数是不同的。
即加速转矩、减速转矩、停车转矩、激活转矩;克服了这些因素,还要克服负载转矩,通过计算出的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小,经过减速比折算到电机轴。
这样就分析出了收卷整个过程的转矩补偿的过程。
总结:电机的输出转矩=静摩擦转矩(激活瞬间)+滑动摩擦转矩+负载转矩。
(1)在加速时还要加上加速转矩;(2)在减速时要减去减速转矩。
(3)停车时,因为是通过程控减速至设定的最低速,所以停车转矩的补偿同减速转矩的处理。
3.3转矩的补偿标准
(1)静摩擦转矩的补偿
因为静摩擦转矩只在激活的瞬间存在,在系统激活后就消失了。
因此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。
(2)滑动摩擦转矩的补偿
滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。
补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。
补偿量的大小与运行的速度有关系。
所以在程序中处理时,要分段进行补偿。
(4)加减速、停车转矩的补偿
补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准,相应的补偿系数应该比较稳定,变化不大。
3.4计算当中的公式计算
(1)已知空芯卷径Dmin=200mm,Dmax=1200mm;线速度的最大值Vmax=90m/min,张力设定最大值Fmax=50kg(约等于500牛顿);减速比i=9;速度的限制如下:因为:V=π*D*n/i(对于收卷电机)=>收卷电机在空芯卷径时的转速是最快的。
所以:90=3.14*0.2*n/9=>n=1290r/min;
(2)因为我们知道变频器工作在低频时,交流异步电机的特性不好,激活转矩低而且非线性。
因此在收卷的整个过程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ以下。
因此:收卷电机有个最低速度的限制。
计算如下:对于四极电机而言其同步转速为:n1=60f1/p=>n1=1500r/min。
=>2HZ/5HZ=N/1500=>n=60r/min。
当达到最大卷径时,可以求出收卷整个过程中运行的最低速。
V=π*D*n/i=>Vmin=3.14*1。
2*60/9=25.12m/min。
张力控制时,要对速度进行限制,否则会出现飞车。
因此要限速。
(3)张力及转矩的计算如下:如果F*D/2=T/I=>F=2*T*i/D对于22KW的交流电机,其额定转矩的计算如下:T=9550*P/n=>T=140N。
m。
所以Fmax=2*140*9/0.6=4200N。
(其中P为额定功率,n为额定转速)。
(4)调试过程:
●先对电机进行自整定,将电机的定子电感、定子电阻等参数读入变频器。
●将编码器的信号接至变频器,并在变频器上设定编码器的线数。
然后用面板给定频率和启停控制,观察显示的运行频率是否在设定频率的左右波动。
因为运用死循环矢量控制时,运行频率总是在参考编码器反馈的速度,最大限度的接近设定频率,所以运行频率是在设定频率的附近震荡的。
●在程序中设定空芯卷径和最大卷径的数值。
通过前面卷径计算的公式算出电机尾部所加编码器产生的最大脉冲量(P2)和最低脉冲量 ( P2 )。
通过算出的最大脉冲量对收卷电机的速度进行限定,因为变频器用作张力控制时,如果不对最高速进行限定,一旦出现断纱等情况,收卷电机会飞车的。
最低脉冲量是为了避免收卷变频器运行在2Hz以下,因为变频器在2Hz以下运行时,电机的转距特性很差,会出现抖动的现象。
●通过前面分析的整个收卷的动态过程,在不同卷径和不同运行速度的各个阶段,进行一定的转距补偿.补偿的大小,可以以电机额定转距的百分比来设定。
五.真正的张力控制.
5.1 张力控制的定义
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。
5.2 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。
六.变频收卷对变频器性能的要求
(1)变频收卷的实质是要完成张力控制,即能控制电机的运行电流,因为三相异步电机的输出转距T=CmφmIa,与电流成正比。
并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬.所以必须用矢量变频器,而且必须要加编码器死循环控制。
(2)市场上能进行张力控制变频收卷的变频器主要有: 安川、艾默生、伦次等。
艾默生TD3300就是一款收放卷专用的变频器,台达V+系列的变频器正在推出自己的收放卷专用的变频器,总结收放卷专用变频器的很多主要功能和参数并且加入了自己的算法,具有自己的特点,加上台达在全国的联保服务能够解决客户的后顾之忧。
应该是客户不错的选择。