生产线张力控制运动控制系统毕业设计报告创新-讲义

1 引言20世纪60年代，特别是80年代以来，随着电力电子技术、现代控制理论、计算机技术和微电子技术的发展，逐步形成了集多种高新技术于一身的现代电气传动技术。

高精度、高可靠性的变频调速系统，凸显了交流异步电动机结构简单、价格便宜、工作可靠和维护方便等优点，为冶金处理线的张力控制技术的发展提供了强有力的保证。

2 带钢张力的作用采用张力控制防止带钢堆拉现象发生，同时，张力在生产过程中也发挥着十分重要的作用，主要表现在以下几个方面[1]：2.1 防止带钢跑偏在实际生产过程中，由于各种因素的影响，带钢在运行过程中容易发生跑偏，而且会随着运行而越来越严重。

为了防止跑偏，可以采用纠偏辊或八字辊，但这两种方法都有一定的时滞，有一定的局限性。

而适当调节张力值，维持张力稳定，带钢可以在一定的张力作用下平稳的运行，张力反映迅速，无时滞，所以是防止带钢跑偏的有效方法。

2.2 有利于控制带钢的板形板形是衡量带钢质量的重要指标，板形良好指的就是带钢的平制度好，如边部起浪，中部浪皱等，这主要是由于变形不均匀，使带钢中的残余应力超出了稳定所允许的拉应力。

当采用微张力控制时，使带钢沿宽度方向上的拉力不超过所允许的拉应力，由此来保持带钢板形的平直。

2.3 有利于控制加热面积的控制炉区的入口段是预热炉，里面没有炉棍，是一段悬空的带钢。

两边喷嘴加热带钢。

利用张力可以调节带钢的悬垂度，保证在预热炉内的带钢充分加热。

此外，张力在煅烧过程中可以适当调节张力辊电机的负荷。

可见张力控制对于正常生产是非常重要的的保证。

而通过张力产生的原理分析，我们可以找出控制或影响张力的有关原因。

3 带钢张力控制方案以冶金处理线的控制为例，介绍具体控制方案。

图1表示了一条简单处理线的主要传动设备，由开卷机、卷取机、活套和若干张力辊组成。

开卷机，卷取机，活套分别建立各段张力，张力辊根据工艺需要分断上下游张力。

处理段br2参与tm1(张力计)的直接张力控制，其他张力辊作为各速度区域(活套将全线分成入口、中部、尾部三段)的速度基准[2]。

目录1. 毕业实习的目的、意义、要求...................................2. 总体介绍.....................................................3.张力控制系统..................................................3.1组成.....................................................3.2原理.....................................................3.3分类.....................................................3.4调试.....................................................4.编码器........................................................4.1工作原理.................................................5.对社会可持续发展等的影响......................................6.总结..........................................................7.参考文献......................................................1. 毕业实习的目的、意义、要求目的：1、熟悉张力控制系统的组成及工作原理。

2、了解张力检测装置、熟悉编码器的种类。

3、初步掌握S7-300PLC和G120变频器的应用。

4、了解张力控制系统的调试步骤和方法。

意义：在工业生产的诸多行业，经常会遇到卷绕控制问题。

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。

钢板彩印线张力控制系统的设计随着现代工业的不断发展和进步，钢板印刷生产技术也得到了不断的提升和拓展，彩印线成为了现代钢板生产线中不可或缺的一部分。

然而，在钢板彩印线生产过程中，由于张力的不稳定以及其他一些因素的影响，可能会导致钢板的变形或者印刷质量的下降。

因此，如何设计一个可靠的钢板彩印线张力控制系统成为了一项重要的工作。

一、系统框架钢板彩印线张力控制系统是由多种硬件设备和软件程序构成的，主要包括：动力系统、张力控制器、辊筒系统、传感器以及监控软件等。

其中动力系统提供驱动力，使整个生产线可以运转；张力控制器能够精确控制钢板的张力大小，保证印刷过程中的稳定性；辊筒系统通过多个不同的辊筒协同工作，将钢板牢固地固定在生产线上，保证印刷质量的准确性；传感器能够精确地感知钢板的张力情况；监控软件则能够及时监控整个系统的运行情况，避免出现故障。

二、系统原理三、系统特点1. 精准稳定：该系统能够实现对钢板张力的精确控制，保证印刷过程中的稳定性和印刷质量。

2. 独立控制：该系统能够独立控制每一条钢板的张力，最大程度地避免了因单个钢板操作不当而导致整个生产线出现故障的情况。

3. 信息化监控：该系统能够通过监控软件实现对整个系统的监控，及时发现和解决生产过程中的问题。

4. 自适应调节：该系统能够根据不同生产环境的变化自动调节张力大小，保证在任何情况下，都能够实现对张力的精确控制。

四、系统优势1. 生产效率高：该系统能够有效地提高生产效率，减少因印刷质量不良导致的重复印刷次数，降低生产成本。

2. 操作简便：该系统的操作简便，易于维护，能够最大程度地降低操作成本。

3. 适应性强：该系统适用于任何类型和规格的钢板印刷生产线，可以根据不同的产品进行自适应调节。

四、结论钢板彩印线张力控制系统是现代钢板生产线中必不可少的一部分，其设计合理、性能优良、使用方便，能够极大地提高生产效率和印刷质量，减少生产成本。

同时，该系统可适用于任何类型和规格的钢板印刷生产线，是一项非常有价值的技术创新。

毕业设计说明书基于PLC的电线电缆张力测控设计专业电气工程及其自动化学生姓名顾达炜班级B电气102学号1010601231指导教师吴帆完成日期2014年6月5日毕业设计说明书独创性声明本人声明所呈交的毕业设计说明书是本人在导师指导下进行的研究、设计工作后独立完成的。

除了文中特别加以标注和致谢的地方外，说明书中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究所做贡献集体和个人，均己在说明书中作了明确的说明并表示谢意。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

毕业设计说明书作者签名:日期: 年月日指导教师签名:日期: 年月日基于PLC的电线电缆张力测控设计摘要：现在发展快速的社会之中，手工基本上被机器所代替了，进而使人力资源得到了很大程度的节省，在生产之中很大比例为自动化控制所占据，这样很大程度的增加了工作效率。

PLC于各个行业当中都大规模的运用，它是一类用集成电路在计算机科技的原理上开展出来的最新的用于工业控制的设备，在卷线制品的生产中同样有所涉足，因为迅速兴旺的电力通信行业，更加需要电线电缆。

由于对于电线电缆生产中张力控制起到核心的作用，因而，研制张力测控系统由PLC、变频器、传感器组成。

设计分为系统的硬件和软件两部分。

在硬件方面，自动化控制系统由西门子S7-200 CPU226 PLC作为核心，驱动装置为变频器M420，取样电路、张力传感器等所构成。

在软件方面，重点设计包括PLC，同样也进行了变频器的软件方面设计，介绍了PLC的构成与运行原理、张力传感器对于信号取样、EM235模拟量模块对数据处理等内容。

西门子PLC使用S7-200PLC与USS变频器通讯指令，处理张力传感器主机电压信号的输出，送达的的张力信号将送至变频器，开始实时变更现场数据，根据变频器参数设置PLC和PLC逻辑运算，用户以便能够到达电线电缆张力控制的需求。

关键词：传感器；张力控制；PLC；变频器；The Design of Web-based Students InformationManagement SystemAbstract:Now fast development of the industrialization of the society, and largely replaced by machine manual, and then make the human resource has been greatly save, very large proportion in the production of automation control, so that greatly increases the work efficiency.PLC in various industries are the use of the mass, it is a kind of integrated circuit, on the principle of computer science and technology to carry out the latest equipment used in industrial control, also some involvement in roll of wire products production, because of the rapid prosperity of electric power communication industry, wire and cable constantly add much needed, because for the production of wire and cable tension control period to the core role.Thus, then, developed tension measurement and control system composed of PLC, frequency converter, sensors.This paper introduces the hardware and software design of the system.In hardware, automation control system of Siemens S7-200 PLC CPU226 as the core, drive for inverter M420, sampling circuit, tension sensor, etc.In software, the key design including the software of PLC and frequency converter, sampling of tension sensor output signal from the host PLC, acquisition of analog numerical began in the analog module EM235 integrated operation, e Siemens PLC S7-200 PLC and USS inverter communication instruction, tension sensor voltage signal output of the host, served the tension signals will be sent to the frequency converter, began to change in real-time field data, according to the inverter parameter Settings PLC and PLC logic operation, the user can reach the demand of the electric wire electric cable tension control.Key Words:sensor；tension control；PLC；frequency converter；盐城工学院本科生毕业设计说明书（2014）目录1. 概述 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2张力测控系统的发展情况 (2)1.3本文的主要章节安排 (2)2. 电线电缆张力测控系统的总体方案设计 (3)2.1 张力产生的原理 (3)2.2 张力变化的主要因素 (4)2.3 系统总体方案设计 (4)2.3.1张力传感器 (5)2.3.2本课题A/D转换器的选用 (6)2.3.3本课题选用的PLC (10)2.3.4本课题选用的变频器 (11)2.3.5终端监控系统 (11)2.3.6执行机构 (12)3. 系统硬件设计 (13)3.1 西门子S7-200 (13)3.1.1 可编程控制器的特点 (13)3.1.2 S7-200的基本结构 (14)3.2 S7-200CPU226、EM235、变频器的连接图 (16)4. 系统软件设计 (17)4.1 PLC工作原理 (20)4.2 设置系统工作时M420变频器的参数 (21)4.3 USS通讯指令 (21)4.4 张力测控系统的主流程图 (24)4.5 张力测控系统的主程序 (24)4.6 终端监控系统的设计 (25)5. 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录1：主程序图 (31)附录2：硬件连接图 (34)附录3：组态程序示意图 (35)盐城工学院本科生毕业设计说明书（2014）基于PLC的电线电缆张力测控设计1.概述1.1课题背景及意义对电线电缆生产卷取过程中张力的控制需求为本毕业论文的来源。

一种新型张力控制系统研究与实现
摘要：讨论采用交流变频器作为执行机构，压力传感器作为张力检测元件构成的张力控制系统;针对常规PID的适应性差的缺点，将自适应算法与PID相结合用于系统的设计，在实践中获得了良好的控制效果。

关键词：张力控制;交流调速系统;自适应PID;输出滤波;异步电动机
0 引言
张力控制广泛应用于印刷机、分切机、复合机等食品、药物包装机械，作为对薄膜或纸张等对象的张力控制。

其关键为卷取过程中必须保持张力的恒定。

近年来，采用交流变频调速系统构成张力控制系统成为主流。

电机驱动方式具有控制性能好、回馈能量、减小功耗及可以反向卷取等优点。

1 系统原理
图1是典型的张力控制系统组成结构。

本系统收放卷均采用交流变频器调速系统。

系统的速度调节由主牵引完成，收放卷电机根据卷径的大小自动调节速度，以保持卷材的张力保持恒定值。

本系统采用80C196KC单片机作为核心控制部件，将压力传感器的输出送给控制器，由调节器输出变频器的速度指令构成闭环系统。

控制框图如图2所示。

[b]2 算法分析
2.1 变频器速度特性[/b]
当张力保持恒定时，机器的线速度等于主牵引的线速度。

线速度和角速度的关系有
[b][align=center]详细内容请点击：
一种新型张力控制系统研究与实现[/align][/b]。

第58卷0引言在带钢开卷生产过程中,为了得到高质量的带钢产品,必须在入口张力辊与开卷机之间建立足够的带钢张力,能抵抗各种干扰并保持张力恒定。

如果张力波动,带钢开卷时会产生时紧时松的现象,造成钢卷层间窜动和推拉,很容易堆钢,甚至断带,无法进行生产。

在带钢收卷生产过程中,如果张力过小,钢卷会在自身重量下松散,钢卷在散开过程中由于相对滑动,会在钢板表面产生划痕,影响钢材的表而质量,或者由于钢卷的内层松散突出,无法包装:如果张力过大,在钢材卷取过程中,会使钢卷内卷产生滑动,由于滑动造成表面划痕,影响了钢材的表质量;更重要的是,由于张力过大,会造成钢卷内部应力过大,致使钢卷的内孔内陷或者整个内层卷突出(塔形),一旦发生这种情况,就会降低钢卷的等级。

综上所述,恒张力控制是收放卷技术的关键。

1带钢恒张力控制原理及算法1.1设计方案的确定恒张力控制是开收卷技术的关键。

收放卷应用领域不尽相同,但基本原理及机构相通。

图1为目前较为常见的收放料基本结构组成形式。

以卷取机为例,其中卷径D 、材料张力F 、转矩M 、产线速度V 的关系如图2所示。

如图3所示,冷轧带钢卷取过程中,在开始建立张力时,随着卷取机的卷径增加,卷取系统的带钢线速度、张力和卷取机的输出转矩都将会逐渐增大。

而从图4分析可知,随着张力建立起来之后,卷取传动电机的转速便随着卷径的增加而逐渐下降,从而保证卷取系统的带钢张力达到工艺设定值。

然而,在实际工业现场要求张力的设定值不能大于带刚的屈服极限,因此一般应按实际生产线中带钢的产品规格来综合考虑卷取张力大小的设定。

1.2电机转矩计算收稿日期:2023-06-10;修订日期:2023-07-18作者简介:张庆(1976—),男,高工,长期从事锻压装备设计研发数控开卷生产线带钢收放料张力控制技术分析张庆,张延伟(国机铸锻机械有限公司,山东济南250306)摘要:数控开卷收卷生产线是钣金加工中的重要装备。

收放料张力控制是数控开卷线的关键技术之一,对于保证带钢的稳定运行、提高生产效率和产品质量具有重要意义。