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卷纸张力控制系统课程设计
一、概述
卷纸张力控制系统是用于控制卷纸机的张力，以确保卷纸过程中的稳定性和质量的系统。
本课程设计旨在让学生了解并掌握卷纸张力控制系统的基本原理、组成和实现方法，通过实际操作和实验，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
二、系统组成
卷纸张力控制系统主要由以下几个部分组成：
1. 张力传感器：用于检测卷纸的张力，将张力信号转换成电信号输出。
2. 控制器：根据张力传感器的信号和预设的张力值，计算出控制输出，以调节卷纸机的速度或进给量，从而控制张力。
3. 执行器：接收控制器的控制输出，执行相应的动作，如调节电机速度或进给量等。
4. 人机界面：用于设置系统参数、显示系统状态和提供操作控制界面。
三、工作原理
在卷纸过程中，随着卷纸直径的增加，所需的张力逐渐减小。
为了保持恒定的张力，控制器需要根据检测到的张力信号实时调整执行器的输出。
当张力过大时，控制器会降低执行器的速度或进给量；当张力过小时，控制器会提高执行器的速度或进给量。
通过这种方式，卷纸张力控制系统能够实现恒定的张力控制，确保卷纸的质量和稳定性。
四、实验操作
在实验中，学生需要完成以下操作：
1. 搭建系统：根据提供的组件搭建卷纸张力控制系统，连接传感器、控制器、执
行器和人机界面等设备。
2. 系统调试：对系统进行调试，确保各部分正常工作，张力传感器能够准确检测张力，控制器能够根据张力信号调节执行器输出。
3. 实验测试：在实验测试阶段，学生需要对系统进行一系列实验，观察并记录不同条件下系统的表现。
通过实验测试，学生可以深入了解系统的性能和特点。
基于重卷机组的开卷取恒张力控制系统基于重卷机组的开卷取恒张力控制系统【摘要】本文以宝钢五冷轧冷卷准备机组为工程实例，介绍了基于西门子传动工艺控制板T400的开卷取恒张力控制系统，并对其中的关键技术进行了深入分析。
【关键词】开卷取；恒张力控制；T400开卷取是带钢生产线中不可缺少的设备，相对于其他辅传动而言，其工艺过程更加复杂，控制要求也更高。
对于卷取过程来说，钢卷的卷径是由小到大变化的，为了保证张力恒定就要求电机的输出转矩随卷径的变化而随时改变。
另外，机组在不同的运行状态下电机的输出转矩也不一样，为了得到平稳的卷取过程还需对电机转矩进行一系列的补偿。
因此，卷径计算与转矩补偿就成为了开卷取恒张力控制系统中必须要处理好的两个关键环节。
一、卷径计算1.卷径计算概述。
（1）随着每转的卷绕，初始直径在现有基础上增加/减少两倍的平均带钢厚度，通过此种方式计算出的卷径称之为计数卷径DCNT。
这个值对于随后的计算而言至关重要，因为它不受外界条件的约束相对独立，在卷径计算的初期可以提供一个大致的参考值。
（2）为了校正和监视计数卷径DCNT，实际的卷径因而至少要有一种附加的方法来对实际卷径进行测量。
可以用下列方法来确定比较卷径：一是通过计算带钢线速度和卷绕转速的比率来计算直径。
带钢线速度VL用设定值或实际线速度值（激光测速）都能被使用。
二是通过外部传感器直接测量卷径。
三是在转向辊上通过路径映射来获得卷径。
（3）为了消除外部干扰（例如辊子打滑），来自于路径映射或其他两种方法的比较直径要进行严格的检测。
为此，每个测量周期测量直径改变的Δ的平均值和平均值方差要计算出来。
如果方差或者卷径变化值在容许范围内，测量结果被认为是准确的。
通过比较标准偏差，来对哪个卷径被使用做出选择。
（4）在较低的带钢速度或较大的卷径时，在两个测量周期的时间间隔时相对较大时，为了不让卷径在测量周期末尾时阶跃变化，实际卷径Dact应该通过一个积分器来确定。
基于转矩控制模式卷纸机收卷恒张力控制系统设计赵瑞林;王宗哲【摘要】针对在卷纸机自动控制系统中为了取得卷纸张力控制和调节信号的目的,采用伺服系统的转矩给定信号,组成高精度的张力自动平稳、转换的恒张力控制系统,通过检测出卷纸半径R,随着R的变化测试调节自动适应的转矩M,可准确的取得正比于卷径的张力控制信号,以实现卷纸机收卷的恒张力控制.%For tension reel automatic control system in order to achieve the purpose of controlling and regulating the tension roll signal, servo system, the torque reference signal, consisting of high-precision automatic smooth conversion of constant tension control system, by detecting the volume paper radius R, with R adjusted automatically adapt to changes in the test torque M, can be accurately made proportional to the roll diameter tension control signals to achieve constant tension control winding of the reel.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)012【总页数】4页(P81-84)【关键词】卷纸机;转矩控制模式;伺服驱动;恒张力控制【作者】赵瑞林;王宗哲【作者单位】陕西工业职业技术学院电气工程学院,陕西咸阳 712000;西北电力建设第三工程有限公司陕西咸阳 712000【正文语种】中文【中图分类】TN709在造纸机卷纸自动控制系统中，为了取得卷纸张力控制和调节信号，张力控制系统必须具有张力检测与自动适应控制单元，如何检测出卷纸直径R并对张力F进行控制，组成高精度的张力自动平稳、转换的恒张力控制系统，这是卷纸机的关键技术[1]。
卷绕机控制系统与张力分析陈柏良;李军;张文辉【摘要】为满足某工出厂的具体要求,设计一套适用于该工厂的卷绕机控制系统,且能对张力问题进行分析与解决.本文通过介绍卷绕机控制系统、张力系统控制结构、张力的产生及影响因素,最终设计出本套卷绕机控制系统,并已满足该工厂的需求.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2017(000)019【总页数】2页(P171,173)【关键词】卷绕机;控制系统;张力系统控制结构【作者】陈柏良;李军;张文辉【作者单位】广东工业大学自动化学院;广东工业大学自动化学院;广东工业大学自动化学院【正文语种】中文锂电池卷绕机多种多样，从生产的锂电池产品形状来分有方形卷绕机和圆形卷绕机；根据卷绕机的控制方式分为半自动卷绕机和全自动卷绕机；其中半自动锂电池卷绕机的主要工作任务是将制作好的极片与绝缘但可以让锂离子通过的隔膜按照一定的规则卷绕成特定的形状（一般分为圆形、方形）的电芯。
根据使用的卷针多少分为单卷针型卷绕机和多卷针型卷绕机。
卷绕机控制系统由两部分组成：主控制电路部分和输入/输出电路部分。
主控制部分包括：电源电路，DSC（STM32F407）最小系统、ISP/实时监控电路、J-LINK下载/监控电路、使用SPI2的SD卡存储电路，RS485-Modbus通信电路；输入/输出电路包括：编码器输入电路、通用输入/输出电路、拓展输入/输出电路、位置传感器输入电路、电机驱动电路，系统设计图如图1所示。
工艺与控制的流程如图2所示，包括放卷机构、张力检测、控制器、收卷机构等组成。
放卷机构，主要负责放料（隔膜）。
卷绕机卷绕过程中，为了张力平衡，放卷机构按照一定的规律将隔膜送出给后面的机构，以达到张力恒定。
张力检测，由摆臂和编码器组成。
摆臂位置不同，代表不同张力大小，而编码器负责将摆臂位置信息反馈给控制器，控制器根据反馈量，调节张力大小，从而实现闭环控制。
控制器，主要负责算法运算，并输出控制量来调节张力。
79China Pulp & Paper Industry No.24 2008复卷机恒张力控制的设计〉 〉 〉 钟立1 陈冰2 (1.双汇集团动力公司，河南漯河，462000；2.漯河职业技术学院，河南漯河，462000)The design of constant tension control in rewinders〉 〉 〉 ZHONG Li 1, CHEN Bing 2 (1.Power Branch in Shineway Group, Luohe 462000, Henan, China; 2.Luohe Vocational and Technical College, Luohe 462000, Henan, China)钟立，工程师，主要从事自动控制系统的研究和设计工作。
摘要：针对复卷机在卷径变化以及加减速时对纸幅张力的影响，提出直接张力和间接张力相结合的复合张力控制、卷径实时计算等方法，用直接张力控制精度；用间接张力提高系统的抗扰动能力，以满足复卷时恒张力控制要求。
关键词：复卷机；恒张力；变频控制Abstract: Aiming at the in fl uences on tension by winding radius varying and accelerating/decelerating during re-winding, a complex control project of combining direct ten-sion with indirect tensions was put forward, with a real-time calculation of winding radius adopted. The requirement of constant tension control was met with accuracy controlled by direct tension and the ablity in antidisturbance raised by indirect tension.Key words: rewinder; constant tension; frequency-varible control中图分类号:TS736+.3; TS734+.7 文献标志码:B文章编号:1007-9211(2008)24-0079-03图1 双底辊复卷机结构复卷机在复卷过程中，纸幅张力会随着纸卷卷径和加减速的不同而大范围的变化，从而影响张力控制的稳定性，造成复卷机有时纸幅张力太低，纸幅松垮或在卷取辊上打滑；有时张力太高，则残余应力过大，甚至爆卷或损伤纸芯。
小型纺织绕线恒张力控制系统的研究和设计刘琨;白明【摘要】In oder to solve the problem of spindle spinning subsequent dyeing unevenness caused by inconstant tension winding, a kind of small simple yarn transmission and control mechanism is designed to get the tension information collected by the tension sensor made by Hall effect as key noncontact detecting part which is handled by a controller for tension wheel motor speed control with fuzzy PID algorithm to achieve the closed loop constant tension control. The simulation comparison between the fuzzy and conventional PID algorithms was conducted with Matlab. It provides a good idea for evaluation.%针对非恒张力绕线将导致纱锭后续染色不均的问题,设计了一种小型简便的纱线传送和控制机构,利用霍尔效应制作的非接触式张力传感器获取纱线张力信息,经控制器采用模糊PID算法对张力轮电机进行转速控制来完成闭环的恒张力控制,并用Matlab仿真比较模糊PID算法和常规PID算法的优劣,为PID算法评估提供了很好的思路.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)024【总页数】4页(P52-55)【关键词】恒张力;霍尔元件;模糊PID;Matlab仿真【作者】刘琨;白明【作者单位】北京师范大学珠海分校信息技术学院,广东珠海519085;北京师范大学珠海分校信息技术学院,广东珠海519085【正文语种】中文【中图分类】TN919-34;TS103.70 引言目前纱锭二次绕线普遍在织布厂小批量染线过程中使用。
