张力控制系统,新型恒张力控制系统

薄膜卷取恒线速度及恒张力控制系统荣获“2004年度工控及自动化领域优秀论文”有奖评选三等奖【专家点评】：由于吹塑薄膜挤出机生产线上的牵引电机和卷从而可实现薄膜正常卷取。

论文作者找出了形的闭环控制并以卷取电机转速和张力作为校正度不同步造成薄膜厚度不均的弊端。

该系统对【作者心得】：中国工控网和中国自动化学会主办的这次征文国自动化学会表示由衷的感谢！同时非常感谢《薄膜牵引和卷取同步控制研究》的部分总结制”，因而这篇投稿取名为《薄膜卷取恒线速继续深入研究和进一步开展工作。

1 引言在吹塑薄膜挤出机生产线上，薄膜卷取是一道非常重要的工序。

收卷质量对塑料薄膜的二次加工至关重要常卷取和翻转架翻转过程中，要实现薄膜牵引和卷取的恒线速度及恒张力控制。

一种较好的解决方案是，在建的基础上，构成由计算机、可编程控制器、变频器等组成的硬件系统，并进行相应的软件设计，以实现计算机卷取的恒线速度及恒张力控制。

2 方案设计生产线中的薄膜线速度和张力的调节可以通过牵引电机、卷取电机和翻转架电机的转速和转矩的调节来反映1.1 正常卷取过程分析对不同的卷绕过程，薄膜的张力和线速度v随薄膜的材质、规格、厚度、冷却温度及卷径比等因素的不同绕直径D的逐渐增大要求卷轴转速成反比例地减少；另一方面，又要求薄膜的张力恒定[1]。

因此，作用在卷恒线速度、恒张力传动即恒功率传动。

由于卷取辊在卷取薄膜时，其卷绕直径D是逐渐增大的，在牵引速度恒定不变的情况下，要维持卷取张力取线速度不变[2]。

1.2 翻转过程中卷取电机的调速规律翻转架翻转时，薄膜的线速度是膜卷切入处的卷取切向速度和翻转切向速度的矢量和，如图1所示。

也就不对卷取线速度加以修正，势必影响薄膜线速度控制的稳定性和准确性，进而造成卷取初始时刻出现较大的超要。

根据图1可知，卷取电机此时的期望转速(r/s )应为：式中：为与的相角差。

可见，除了随卷径D变化而变化外，还随翻转线速度和变化而变化。

设翻转引起的卷取线速度变化量为，则化的曲线如图2所示。

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。

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。

使用手册瑞安市中星工控设备有限公司地 址：浙江省瑞安市经济开发区朝阳路87号总 机：0577-******** 65608163技术支持：812、805 分机网 址：W W W.Z X T E C.C N邮 编：325200软件版本：V1.0R型同步张力控制系统ZXS-F2G-M1-A 电位器电位器目 录一、概述二、型号说明三、控制器、电位器尺寸四、电位器安装示意图五、控制器操作界面说明六、配线说明七、安装及调试步骤八、使用方法P1 P1 P2 P3 P4 P10 P14 P14一、概述步恒张力控制系统是一款针对复合机而设计的高精度恒张力控制系统，该控制系统由高精密度电位器和浮动棍组成张力检测系统检测大滚筒电机与上胶棍电机之间的张力，从而实现两个电机的同步张力控制。

另外该系统还有一路锥度张力输出供收卷轴使用，可以使收卷轴实现高精度的锥度张力控制，而放卷张力控制方面如果是选配我公司的ＺＸＴ－Ａ系列自动恒张力的话，就可以通过系统的ＲＳ４８５通讯接口和ＺＸＴ－Ａ自动恒张力连接，这样系统便可以显示和控制放卷的张力从而实现集中张力控制。

ＺＸＳ－Ｆ２Ｇ－Ｍ１－Ａ型同主要功能特点：　★　带线速度测量和和工作长度的测量　★　长度数据具有掉电保存功能　★　可选择编码器或电位器做张力检测　★　采用触摸屏实现操作简单便捷　★　具有RS485接口方便功能扩展二、型号说明ＺＸＳ－Ｆ２Ｇ－Ｍ１－ＡA ：ZXT-A自动张力通讯功能M1：具有一路收卷锥度张力控制F２：ZXS ：具有采用２电机同步张力控制　Ｇ：表示带有光电纠偏系统产品系列名称电位器尺寸三、控制器、编码器及电位器尺寸控制器尺寸安装开孔尺寸外型尺寸电位器尺寸四、电位器安装示意图版棍建议：合理计算速配齿轮比，该齿轮比计算应根据摆杆摆动的行 程对应电位器旋转角度为３００度－３３０度之间。

五、控制器操作界面说明１、当前长度：显示同步张力工作时材料的累加长度，按右侧长度 清零键可清除长度数据。

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。

本文着重进行了实现卷染机恒张力、恒线速控制系统的设计。

通过可靠的数学分析，为系统的可靠运行提供依据，实现卷染机恒速、恒张力的控制，提高运行速度、减小头尾色差、实现低张力控制、减少机头布浪费。

以两个高性能矢量变频器为传动单元，三菱FX PLC为逻辑控制器，嵌入式工控机和组态软件为数据监视记录器，组成双变频常温常压卷染机系统，实时完成卷径自动计算的变转矩、速度控制模式。

无张力和运行速度传感器检测，无需布厚设置，系统通过自学习能轻松获得所有参数，系统自动记录上布圈数，来回无累计误差。

1 引言随着染整厂多批量、小品种日益增多，卷染机以其占地小、控制方便、更换品种方便、染液浪费少、可进行水洗工艺加工和染色等优点，越来越受到欢迎。

随着客户要求的不断提高，早先的卷染机性能已经不能达到生产要求，必须改进卷染机控制系统。

控制织物在染色过程中经过染液的时间和带走染液的量恒定，使布匹手感好，经向和纬向无色差，防止织物伸长，改善吸色效果。

本文结合可编程逻辑控制器、嵌入式工控机、变频器的高性能电流矢量控制，研究具有恒张力、恒线速、高效率、低成本、操作简单、维护方便的常温常压卷染机控制系统。

卷染机控制系统通常分为：（1）直流控制 (直流调速,直流制动)，特点是通过调节放卷电机的制动量来调节张力输出。

缺点是直流机械传动同步性能不理想，无法实现恒线速、恒张力，对大卷装情况尤其突出。

同时直流电动机的开启式结构，不能很好地适合印染厂潮湿（冬季滴水）、充满腐蚀性气体的恶劣环境。

（2）液压控制（液压站,流量比例阀)，特点是通过调节放卷电机的流量比例阀来调节张力输出。

存在问题一是国产液压件密封性能、可靠性差。

二是进口的虽然质量可靠，但价格高、备件困难。

（3）变频控制,分为单变频控制和双变频控制，单变频控制通过调节放卷电机的直流制动电压来调节张力输出；双变频控制通过调节放卷电机的输出力矩来调节张力输出。

特点是交流电机具有密封性能好、过载能力强的特点，同时变频器技术基本成熟，价格下降，多单元交流传动在染整联合机组已经得到普遍应用。

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。

ZXT-60 张力自动调节电脑控制系统ZXT-60 Automation tension coverninc microcomputer control system使用说明书瑞安市中星工控设备有限公司地 址：浙江省瑞安市周松北路6弄11-13号总 机：0577-******** 65891337技术支持：804、805 分机传 真：808 分机网 址：W W W.Z X T E C.C N邮 编：325200目 录声明：由于本控制器内使用目前比较先进的A/D、D/A集成电路，故有关电路资料本厂保留，尽请谅解。

一、概述 - - - - - - - - - - - - - - - - - P 1二、控制器外型尺寸- - - - - - - - - - - - - P 1三、压力传感器尺寸 - - - - - - - - - - - - P 2四、恒张力工作原理 - - - - - - - - - - - - P 3五、接线图 - - - - - - - - - - - - - - - - P 4六、控制器面板说明 - - - -- - - - - - - - - P 5七、设置控制器内部参数 - - - - - - - - - - P 6八、霍尔开关的作用 - - - - -- - - - - - - - P 7九、极限输出的原因 - - - - - - - - - - - - P 7一、概述：本控制系统由两只高精度压力传感器及一个面板嵌入式电脑张力控制器 组成通过控制磁粉离合器或磁粉制动器的电流来调整张力。

本控制系统适 用于印刷机械、塑料机械、纺织机械等作为收卷、放卷自动张力控制。

该 控制器的性能可于日本三菱产的自动张力控制器相媲美。

型号命名二、控制器外型尺寸：220单位：毫米Z X T - 60产品系列最大压力 60：60公斤三、压力传感器尺寸：下固定板压块固紧螺丝安装用螺丝孔 7 4安装用螺丝孔 7 4M10 M10 22上固定板下固定板123134单位：毫米四、恒张力工作原理：该自动恒张力控制系统工作原理为两只压力传感器测量到实际的压力（即液晶显示器上的测量压力），与人为设定所需的压力（即液晶显示器上 的设定压力）相比较，此时若两个压力不等时，控制器将相应调整输出的 电流（即液晶显示器上的输出电流）使磁粉离合器或磁粉制动器改变力矩 ，当两个压力相等时，控制器将维持输出电流，就这样使测量压力与设定 压力保持平衡。

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。

张力控制器的研究1张力控制器的作用在国防和民用工业领域，缠绕工艺得到愈來愈广泛的应用。

纤维缠绕机(FWM)：在缠绕火箭发动机壳体、圧力容器时，纤维张力对制品的性能有着极为重要的彫响。

如果张力选择不当或不稳定，可使缠绕制品的强度损失20〜30%,对于一些特殊要求的产品，各部分张力的要求乂有所不同。

因此张力控制是FWM 的一项关键技术。

较早的张力控制方式有机械式、液压式、气动式等类型，为适应微机控制的需要，近儿年以磁粉离合器作为执行元件的张力控制系统，得到广泛的应用，如图11. 1.2为张力控制器实图。

1.1张力控制器1.2张力控制器1.1张力的产生在复合材料成型工艺中，为了得到满足成型工艺要求的张力，必须有摩擦力或阻力施加于缠绕材料上，摩擦或阻力的产生分为两种情况，一种情况是在缠绕过程中，在缠绕材料表面设置摩擦带或皮带，由于芯模的旋转收线，摩擦辘或皮带与缠绕材料之间必然产生摩擦力，摩擦馄与芯模之间的缠绕材料形成张力。

在这种情况中，缠绕材料张力不随卷轮或纱团半径变化而变化，整个系统结构比较简单。

但由丁摩擦银对缠绕材料表面有正压力和摩擦力，因而对有些材料不适用。

另一种张力产生办法是对开卷辗施加阻力矩，即开卷規放线时，在卷辗中心轴上设置可产生阻力的装置。

在这种类型中，如阻力矩保持不变，缠绕材料张力就会随卷報半径变化而变化，这种现象使张力变得更为复杂，但这种方式使用较为广泛，数控纤维缠绕机的张力控制系统大多采用这种方式。

1.2张力控制方法的选择张力的控制方法按照不同的工艺要求，可以分为间接张力控制和直接张力控制两种。

间接张力控制是通过控制维持张力恒定的传动系统的电参数（往往是速度调节器的输出限幅）实现张力控制，一般采用最大力矩控制或恒功率控制等方式，适用于一般要求不高的场合，可简单实现一般张力控制要求。

克接张力控制系统采用张力传感器并构成张力闭环调节，视传感器结构不同, 可分为位置式张力控制和反馈式张力控制。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。