闭环张力控制应用场合

张力控制系统类型与原理1.张力控制系统的类型：（1）张力控制系统可以分为闭环控制和开环控制两类。

闭环控制是通过测量张力信号，并根据信号与给定值之间的差异进行反馈调整，从而实现张力的精确控制。

闭环控制系统可以进一步分为单点调节和多点调节两类。

单点调节是指在整个张力控制系统中，只对一个点进行测量和调节。

多点调节是指对多个点进行张力测量和调节，从而更精确地控制张力的分布。

开环控制是根据张力的经验数值进行控制，缺乏对实际张力的测量和反馈，因此控制精度较低。

（2）在闭环控制中，根据传感器的位置和张力调节位置的不同，可分为两种控制方式：①高速控制方式：传感器安装在张力调节位置之前，这样可以使系统对速度的变化更加敏感，适用于对速度较高的工艺，例如纺织品的绕线操作。

②低速控制方式：传感器安装在张力调节位置之后，这样可以更精确地调节张力，适用于对速度较低的工艺，例如纸张的抄造过程。

2.张力控制系统的原理：（1）传感器测量张力信号：根据不同的控制方式，传感器可以安装在张力调节位置的前后。

传感器通过测量物体所受到的张力大小，将其转换为电信号输出，并传送给控制器。

（2）控制器对信号进行处理：控制器接收传感器输出的电信号，通过放大、滤波等处理，得到一个与实际张力相关的数字信号。

（3）张力调节装置：根据控制器输出的信号，调节张力装置以实现需要的张力。

张力调节装置通常包括电机或气缸等控制元件，并通过调整传送装置的速度或张力装置的力来改变张力。

（4）闭环控制：如果采用闭环控制方式，控制器会将实际测量到的张力信号与设定值进行比较，计算出误差，并根据误差调整控制信号，以实现张力的精确控制。

闭环控制系统通常具有较高的控制精度，能够适应不同工艺的要求。

总结：张力控制系统通过传感器对物体的张力进行测量，并根据测量结果调整张力装置，以实现张力的控制。

控制系统可以分为闭环控制和开环控制两类，闭环控制通常具有较高的控制精度，能够适应不同工艺的要求。

第34卷 第4期2010年7月冶金自动化M etall u rg ica l I ndustry Auto m ati o nV o.l34 N o.4Ju l y2010经验交流活套高度闭环和张力闭环控制投入时机的选择张铁壁1,宗胜悦2,李 光1(1 河北工程技术高等专科学校电气系,河北沧州061001;2 北京科技大学)摘要:热连轧过程中利用位置环起套时经常会造成活套位置超调,从而造成带钢头部被拉窄拉薄。

但是通过跟踪套量变化曲线,可以预先判断活套与带钢接触的时机,从而快速退出位置环,减小由于活套位置环起套超调造成的拉钢。

针对活套起套过程,提出一种确定活套高度闭环和张力闭环投入时机的算法,经过现场实际应用,效果明显,使起套过程控制获得极大改善,确认这是一种行之有效的方法。

文中还就该算法在起套过程中遇到的几个问题进行了探讨。

关键词:热连轧;活套高度闭环控制;活套张力闭环控制中图分类号:TG334 9 文献标志码:A 文章编号:1000 7059(2010)04 0057 04On practical s w itching ti m e esti m ati on for closed l oopheight and tensi on control of l ooperZ HANG T ie b i1,ZONG Sheng yue2,LI Guang1(1 D epart m ent o f E l ec trica l Eng i neeri ng,H ebe i Eng i neer i ng and T echn i ca l Co lleg e,C angzhou,061001,Ch i na;2 U n i versity o f Sc ience and T echno l ogy Be iji ng)Abstract:Operati n g in t h e c l o sed l o op position controlm ode i n the initial l o oper rise in hot stri p r o lli n g often i n duces big position overshoo t that deteriorates quality o f thickness or w i d th of the head o f t h ero lled stri p.In practice,the ti m e w hen the looper rises to touch the stri p can be esti m ated i n advance fro m dev iation o f the l o oper position,and t h erefore used as a leading i n f o r m ation f o r ex iting the posi ti o n con tro l to reduce position overshoo.t The s w itching ti m es that activate t h e c l o sed loop he i g ht o r tension control of the loopers i n a hot strip m ill are m a i n ly deter m ined by the correspond i n g looper rise sequences.An a l g orithm to deter m i n e t h e ti m e to acti v ate the c l o sed loop he i g ht and tension contro l of the loopers is i n tr oduced in this paper.The practica l tests i n dicate that the proposed algorithm is feasib le and effecti v e.The pr oble m s encountered i n the practical tests usi n g the algorith m i n looper rise sequence are also d iscussed in t h is paper.K ey w ords:ho t stri p m il;l closed loop he i g ht con tro l o f l o oper;c l o sed loop tensi o n contro l o f l o oper活套高度闭环控制对于补偿过程自动化L2级模型的秒流量设定偏差以及消除轧制过程中各种影响机架间秒流量平衡扰动具有重要意义[1]。

张力控制系统MAGPOWR（美塞斯MC01/400/830/1898）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。

工作原理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。

一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。

根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等，下图为一个典型的闭环张力控制系统。

人工控制MAGPOWR <1ll人工张力控制系统是适合于收卷，点到点和一些特定的放卷应用场合使用的低成本解决方案.我们的手动电源供应器可以让f~ 淌除剩磁，15可以通过莫独特的皮向电流性能而用到制动器或离合器的完整的功率范围。

该系统最适合应用于:( 1 )需要自然锥角的收卷场合( 2 )卷装成形保持不变的点到点应用场合( 3 )从满卷到卷芯的放卷过程中允许有少量张力变化的场合人工电源供给采用电流调节方式，当离合器或制动器从环境温度变化到工作温度时，莫输出仍保持不变。

可选用带有跳结器的90VDC 和24VDC 电压供给，额定电流可以调节，还可匹配磁粉制动器满足榕的应用需求。

可选安装方式DIN 标准导轨(C E) .撞墙式安装，印刷电路板。

张力控制系统(3张)控制方式1、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。

收放卷张力控制定义及应用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。

速度模式下的张力闭环控制The document was finally revised on 2021 速囲吴式"F的张力巴环控制是通过调节电机转速达到张力恒定的。

首先由带（线）的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率指令，然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环，调整变频器的频率指令。

同步匹配频率指令的公式如下：F= (Vxpx i) / (nxD)其中:F变频器同步匹配频率指令V材料线速度p电机极对数(变频器根据电机参数自动获得)i机械传动比D卷筒的卷径变频器的品牌不同、设计者的用法不同，获得以上各变量的途径也不同，特别是材料的线速度(V)和卷筒的卷径(D)，计算方法多种多样，在此不----------- 列举。

这种控制模式下要求变频器的PID调节性能要好，同步匹配频率指令要准确，这样系统更容易稳定，否则系统就会震荡、不稳定。

这种模式多用在拉丝机的连拉和轧机的连轧传动控制中。

若采用转矩控制模式, 当材料的机械性能出现波动，就会出现拉丝困难，轧机轧不动等不正常情况。

转矩模式下的张力控制一、转矩模式下的张力开环控制在这种模式下，无需张力检测反馈装置，就可以获得更为稳定的张力控制效果，结构简洁，效果较好。

但变频器需工作在闭环矢量控制方式，必须安装测速电机或编码器，以便对电机的转速做精确测量反馈。

转矩的计算公式如下：T= (FxD) / (2xi)其中:T变频器输出转矩指令F张力设定指令i机械传动比D卷筒的卷电机的转矩被计算出来后，用来控制变频器的电流环，这样就可以控制电机的输出转矩。

所以转矩计算非常重要。

这种控制多用在对张力精度要求不高的场合。

二、转矩模式下的张力闭环控制张力闭环控制是在张力开环控制的基础上增加了张力反馈闭环调节。

通过张力检测装置反馈张力信号与张力设定值构成PID闭环调节, 调整变频器输出转矩指令，这样可以获得更高的张力控制精度。

其张力计算与开环控制相同。

浅谈卷取设备中张力控制系统发展现状摘要：张力控制是纺织,造纸等行业应用最为广泛的一项技术，它实现的好坏直接关系到产品的生产效率的高低和质量的优劣。

本文对张力控制领域的间接法、直接法张力控制原理进行介绍，并梳理恒张力控制系统的国内外发展现状，为进一步研究提供了相关参考资料。

关键词：卷曲设备；张力控制；专利分析；技术发展一、引言张力控制,比较通俗的讲,就是要控制卷取物体时保持物体相互拉长或者绷紧的力。

早期的工业应用中,张力控制并未引起人们足够的重视。

直到人们对卷取材料的质量和表面质量提出越来越严格要求的时候,张力控制技术才逐渐被各国电气工程师重视起来,特别是张力应用最广泛的纤维、造纸、塑料薄膜、电线、印刷品、磁带等轻工业中,带材或线材的收放卷张力对产品的质量起着至关重要的作用。

二、张力控制系统的概念以及基本原理在纺织、造纸等轻工业行业中,在加工过程中或者是加工完成之后,最后的一道工序一般就是将加工物卷绕成筒状。

在这一过程中,卷绕的好坏将是决定产品质量的关键,卷的太紧,容易使织物变形,拉断,卷的太松又容易使卷取不紧凑,不利于搬运和运输,因而为了达到使卷绕紧凑,保证产品的质量,都要求在卷绕过程中,在织物上建立一定的张力,并保持张力为一恒定值,能够实现这一功能的系统,就叫做张力控制系统。

目前应用的张力控制系统,根据其测量控制的原理结构,主要有以下三种:1.间接法张力控制系统2.直接法张力控制系统3.兼有间接法和直接法的复合张力控制系统2.1间接法张力控制原理间接法张力控制,也就是通过调节驱动力的及时大小来实现张紧力的调节。

比较通俗的讲,是一个开环扰动的控制系统,即按照现场张力与实际设定值之间的偏差来进行调节,通过间接地改变张力执行部件的激励电流、磁场等电气参数来动态补偿现场的干扰量。

电动机通过减速机构输出控制收卷轴的卷取速度:卷取速度快,相应地张力就大,卷取速度慢,张力显示就小。

因而只要借助于一定的检测设备,检测出现场的扭转角速度或者是卷径,在保证电机激励磁通不变的情况下,动态修正激励电流即可以实现在卷径和速度变化情况下现场张力的恒定。

张力控制器应用行业张力控制系统在锂电生产设备中起着尤其重要的作用，如张力过小，电池薄膜会产生褶皱；如张力过大，会造成电池薄膜的尺寸变形），因此，一个良好的张力控制系统，可以预防电池薄膜的变形，在生产过程中实现电池薄膜的稳定传送，保证收、放卷质量，从而使得最终电芯的质量可靠。

张力控制系统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。

张力控制系统是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，在许多行业的应用中都起到举足轻重的作用。

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。

在锂电行业中由于电芯极片在加工过程中，需要经过放卷、烘烤，辊压和收卷等缠绕方式。

在这一系列操作中，由于材料本身物理收缩性或设备偏差等原因，会出现运行偏差。

为缓解此现象增加张力或张力系统。

在锂电制造的应用中，电芯Pack工艺段，需要在电池外部包一层蓝色的薄膜，此时需要用到收放、卷的机制实现包装效果。

在收、放卷的过程中，通过重锤张力调节的方式从而达到对张力的控制，这根会移动的辊我们称之为浮动辊，其本身自带重力；当放卷过程中，会产生一定力的作用，其位置会发生变化，当辊处于向高位移动时，说明放卷速度过快，张力过大，此时需要降低电机运转速度，反之，当其向低位移动时，说明放卷速度过小，张力过小，需要加大电机运转速度。

通过PMI位置检测传感器，对辊进行实时位置检测，从而达到控制给定力矩的方式来控制电机放卷速度，使得放卷速度趋于平稳，保证放卷质量。

台湾运泰张力控制器可广泛应用于各种需对张力精密测控的行业，如印刷、包装、造纸、纺织等。

为在控制带状材料传输过程中的张力保持恒定，就要在收卷（或放卷）期间随着卷绕直径改变而相应改变其转矩，使收卷（或放卷）过程中张力保持某一相对恒定值。

TC-2050系列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。