超薄面料用轧光机卷取机构的减张力控制系统设计
卷纸张力控制系统课程设计
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。
T400在卷取机张力控制系统中的应用
我们把张力闭环 Ｐ Ｉ 控制器输 出的张力给定调增量进行限幅控制，限幅值
７ ％一１ ０ ％。
张力转矩限幅模块： 根据张力转矩给定， 通过张力转矩模块确定张力转
４ Ｓ Ｐ Ｗ４ ２ ０标准软件包在张力控捌系统中的应用 结合 １ ２ ５ ０ ａ ｒ ｍ 可逆六辊冷轧机组卷取机张力控制系统来表述张力控制 系统 。 卷取 机张 力 的表 达公 式
应用技术
●Ｉ
Ｔ ４ ０ ０ 在卷取机张力控制 系统中的应用
任福平
【 摘
张
贤
ห้องสมุดไป่ตู้
程
涛
（ 中冶 陕压 重工 设备 有 限公 司 ） 要】 分析 Ｔ ４ ０ ０工艺 板和 Ｓ Ｐ Ｗ４ ２ ０ 软 件包 的组 成功 能 ，结合 具 体实 例来 讨论他 们 的用 法 。
文献 标识 码 ：Ｘ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ －９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３）３ ４ —０ ５ ４ ７ 一Ｏ １
中的线 速度 由导 向辊 测得 或激 光测 速仪 测得 ； 卷 径计 算 中的角 速度 来 至卷取 机 电机 的反 馈 角速度 和减 速箱 减 速 比计 算 。 操作 员通 过 上位机 操作 来设 定 初 始 卷径 。根 据实 际情 况计 算 Ｈ ２ １ ６和 Ｈ ２ ３ ８的值 ，其 他按 照默 认连 接 。如果 发 现卷 径波 动 较大 ，适 当调整 Ｈ ２ ３ ８ 的值 。 速 度给 定模 块和 速度 闭环 控制 模块 ： 轧 线实 际线 速度 作为 卷取 机 的线 速 度给定 ， 把额定速度的 １ ５ ％作为附加线速度给定， 求和后转换成电机的转速 给定送给电机速度调节器 ， 通过和电机编码器实际反馈的转速 比较后使得速 度 调 节器输 出饱 和 。
壁纸收卷机张力控制系统设计与实现
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ９ —２ ７
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｆ ｉ ｎｉ ｓ ｈｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ａ ｌ ｄｅ — ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ ａ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｌ ｏ ｏ ｐ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｂｌ ｅ ｔ ｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎｄ ｍａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ａ ｎ ｄ ＰＬＣ ｐ ｒ ｏ— ｇ ｒ ａ ｍ ｃ ｏ ｍｐ ｉ ｌ ｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｃ ａ ｕｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｅ ｎ— ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｗｉ ｎｄ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ — ｑ ｕｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ｗｉ ｎｄ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．Ｉ ｎ ｏｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍ ｅ ｅ ｔ ｔ ｈｅ
壁 纸收 卷机张力控制 系统设计 与实现
杨旭东， 孙 晓朋 ， 王 俊， 戴广 永 ， 徐海 亭 （ 西北 工业 大学机 电学院 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ２ ）
热轧卷取机张力控制系统
78C omputer automation计算机自动化热轧卷取机张力控制系统丛振华（北京首钢股份有限公司，河北 迁安 064404）摘 要：作为热轧工艺应用的重要设备，卷取机的规范化应用至关重要。
确保其张力控制系统的高效化建设，不仅有助于热轧工艺的高效化应用，更对热轧钢材的质量提升具有重大影响。
本文在阐述卷取机结构组成的基础上，对其张拉控制的流程进行分析；并针对性的指出热轧卷取机张力控制系统优化策略。
以期有利于卷取机张力控制的规范化，继而在提升热轧工艺应用水平的基础上，促进现代制造工业的进一步发展。
关键词：热轧工艺；卷取机；张力控制中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）02-0078-2收稿日期：2019-02作者简介：丛振华，男，生于1983年，吉林白山人，本科，工程师，研究方向：热轧生产线设备及工艺。
随着制造工业的不断发展，热轧工艺的应用逐渐成熟。
就热轧工艺应用过程而言，卷取机是其技术实现的重要支撑设备。
与传统钢材加工工艺相比，其不仅具有较高的轧制效率；而在在轧制钢材塑性和经济效益把控方面具有较为突出的应用优势。
当前环境下，其已广泛应用于建筑、机械制造、电机、化工等领域，对于工业生产效益的提升具有重大影响。
实践过程中，张力系统控制是卷取机应用的关键所在，然而受诸多因素影响，热轧卷取机的张力控制尚不完善。
基于此，本文就其张力控制的过程进行优化分析。
1 热轧卷取机的结构组成卷取机是热轧工艺应用的基本支撑设备。
从应用过程来看，其结构组成包含了现场热轧设备、后续工艺设备和辅助设备三个层级[1]。
在现场热轧设备中，输出辊道、侧导板、张力辊、切换版、倾斜板、地下卷取机、成型辊、卸卷及升降小车是其主要的组成结构。
而在后续工艺应用过程中，其不仅包含了样品翻转辊道、取样飞剪、开卷机等钢卷检查站设备；而且包含了较多的运输设备和标记包装设备，譬如运输辊道链、旋转台、升降台、喷号机、称重机和打捆机等。
基于T400的卷取机张力控制
基 孑 Ｔ ０ 昀 卷 取 机 张力 控 制 ４０
河 北联合 大学 电气工程 学院
［ 摘
孙桂波
王海群
杨 永 洁
要］ 本文分析 了卷取机张力控制方式及 西门子 Ｔ４０工艺板 的工作原 理， ０ 设计 了一套基于Ｔ４ ０ － ０ Ｘ 艺板的卷取机 间接张力控制 系 Ｔ０ ４ ０工艺板 直流传动装置 张力控制 用转矩 （ 电流 限幅 ） 闭环来控 制张力 大小 ， 速度 环应达 到饱 和或 切除 。 如采用饱和方式 ， 在实际使用时为保证速度环在正 常卷绕 时始终饱 和， Ｃ Ｄ１ Ｕ 的给定转速应远大 于实 际卷曲电机转 速 ， 给定转速小 于实际卷 若 曲电机转速 时将发 生“ 失张” 现象 。当卷取机点动 时 Ｃ Ｄ 的给定转速 Ｕ １ 为一 固定值 ， 速度环不饱 和 ， 电流环 电流限幅达到最 大 ， 速度一 电流 双 闭环正常工作 。在此机组 中 ， 卷取机正常工作时 ， Ｌ 采样酸槽 出口矫 ＰＣ 直机电机转速 ， 以减速机减速 比再乘 以矫直辊半径 ， 出带钢速度 乘 计算 作为整机速度 ， 经换算后通过 Ｐｏ ｂ ｓ Ｐ网送人 Ｔ ０ 工艺板 内作为 卷 ｒ ｕ ｉ ｆ Ｄ ４０ 曲机带 钢速度 。点动时将 固定速 度通过 Ｐ ｏｂ ｓＤ ｒｆ ｕ Ｐ网送人 Ｔ ０ 工艺 ｉ ４０
板。
统 ， 细说 明 了 系统 的软 硬 件 组 态 。 详
［ 关键词 ］ 卷取机
１前 言 ．
由于酸洗 工艺 要求 ， 推拉 式酸洗机组 的卷取机必须 施加一定 张力 来保证正 常工作 。其张力 控制方法一般 可分为直接 法和间接法两 种。 直接 法采用张力计测量实际张力 ， 将其作为反馈信号 ， 控制 卷取电机施 加的转矩使 张力达到恒定 。间接法一般 采用测量 出带 钢速度 ， 过计 通 算得 出带钢卷径 ， 根据卷径大小给出卷取 电机所需产生力矩 ， 控制电 并 机电流 维持张力恒 定 。这 种方法在 实际 中应 用较多 。某公 司 １０ 推 ５０ 拉式酸洗 机组卷取 机控制采 用基于西 门子 的Ｔ ｏ ４０工艺 板实现 间接 张 力控 制 。 ２设 备 组成 ． 卷 取机 电机采用 ２ｏ ｗ直流电机 ， ０ｋ 采用 减速机 与卷取 机轴相连接 ， 电气控制采用西 门子 ６ Ａ ０ Ｒ ７ 系列直流传动装 置 ， 配备西 门子 Ｔ ０ 工艺 ４０ 板实现 恒张力控制 ，４ ｏ Ｔ ｏ 工艺板 内置 Ｓ Ｗ４ ０ 曲软件 。且直流传 动 Ｐ ２卷 装置 控 制 配备 Ｃ Ｐ Ｂ ２板 ， 过 Ｃ Ｐ 通 Ｂ ２板 经 Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ Ｐ网与 西 门 子 Ｒ ＦＢ ＳＤ Ｓ — ０ Ｌ ７ ３ ０Ｐ Ｃ交 换数 据 。 卷 取电机轴后 安装永 磁式测 速发 电机 ， 信号接入 ６ Ａ ０ 流传 动 Ｒ ７直 装置作 为速度反馈 。 西 门子 ６ Ａ ０ Ｒ ７ 系列 直流传动装 置 内基本 模块 （ Ｕ １ 必须安装 在 ＣＤ） 传动装 置的插槽 １ ，４】工艺板安装于 ６ Ａ ０ 内 Ｔ（ Ｏ Ｒ ７ 装置 的插槽 ２内， ｒｆ Ｐｏ — ｉ ｂ ｓ Ｐ网的Ｃ Ｐ 板安装 于插槽 Ｇ内 ， Ｌ 通讯采用 Ｐ Ｏ 方式 。 ｕＤ Ｂ２ 与Ｐ Ｃ Ｐ５
机外卷布装置张力控制系统的研究的开题报告
机外卷布装置张力控制系统的研究的开题报告一、选题背景及意义张力控制系统是在制造生产中非常重要的一个系统，其对于制品质量，生产效率甚至生产成本都有着至关重要的影响。
其中，机外卷布装置的张力控制系统是纺织行业中最为常见的一个，该系统的核心在于：实时监测卷布机输出的布料张力，并通过反馈机制调整张力的大小，以达到保证布料的质量稳定和生产效率提升。
目前，国内外纺织行业中存在很多类似的张力控制系统研究，但是对于机外卷布装置的张力控制系统，目前研究较为缺乏。
因此，本研究拟对机外卷布装置张力控制系统进行研究，为实现纺织生产过程的自动化、智能化提供技术支持。
二、研究目标本研究旨在设计、制造一套机外卷布装置张力控制系统，并针对该系统进行实验验证，目标如下：（1）设计一套机外卷布装置张力控制系统的硬件结构，包括传感器、控制器、执行机构等。
（2）设计一套机外卷布装置张力控制系统的软件算法，包括数据采集、数据处理和控制反馈等。
（3）进行系统的实验验证，通过多组数据实验，验证系统在不同工况下的控制效果。
（4）优化系统设计，进一步提高系统的稳定性、精度和性能。
三、研究内容（1）机外卷布装置张力控制系统的硬件结构设计本研究将采用一组张力传感器用于实时检测卷布机输出的张力值，通过传感器信号进行数据采集、处理，再通过控制器给出控制指令，调整执行机构（例如电机、气缸等）的状态，最终控制张力的大小。
（2）机外卷布装置张力控制系统的软件算法设计本研究将采用PID控制算法进行控制，通过反馈回路不断调整控制器输出，实现对机外卷布装置的张力控制。
（3）系统实验验证本研究将在实验室中，通过模拟不同工况下的张力变化，验证系统的控制效果。
同时，通过多组数据实验，对控制系统进行优化，提高其稳定性、精度和性能。
四、研究总结本研究通过设计制造机外卷布装置张力控制系统并进行实验验证，为研究纺织生产过程的自动化、智能化等提供技术支持，为纺织生产企业提高生产效率、减少生产成本提供了新途径。
卷绕系统中的张力递减控制
卷绕系统中的张力递减控制引言卷绕系统是一种常见的工业自动化设备，广泛应用于纺织、印刷、包装等行业。
在卷绕过程中，张力控制是至关重要的一环。
过高或过低的张力都会导致卷取不均匀、紧张或松弛的问题，影响产品质量。
张力递减控制是卷绕系统中一种常见的技术手段，本文将对该技术进行深入的探讨。
张力递减的原因在卷绕过程中，张力递减是由于卷取直径的增加所导致的。
当卷取直径增加时，同样长度的材料被卷绕在更大的卷轴上，张力会逐渐减小。
这是因为在卷绕系统中，对材料施加的张力是由张力控制系统通过电机或气缸等机械设备实现的，而这些机械设备对材料施加的力度是固定的。
因此，当卷轴直径增大时，同样的力度作用在更大的卷轴上，导致单位长度上的张力减小。
张力递减控制的重要性张力递减控制对于卷绕系统的正常运行和产品质量的保证至关重要。
保证卷取质量过高或过低的张力都会导致卷取不均匀、紧张或松弛的问题，影响产品质量。
适当的张力递减控制可以使卷取材料紧密结合，保证产品的表面质量和强度。
避免材料破损如果在卷绕过程中，张力突然减小或变得不稳定，会导致材料断裂或破损。
张力递减控制可以保持稳定的张力，避免材料的破损，减少停机时间和材料的浪费。
提高生产效率合理的张力递减控制可以提高卷绕系统的生产效率。
通过减小张力递减的速率，可以延长换卷的周期，减少停机时间，提高设备利用率和生产效率。
张力递减控制的方法张力递减控制是通过控制卷取直径和调整张力控制系统来实现的。
以下是一些常用的方法：传感器测量利用张力传感器测量卷取过程中的张力，并实时反馈给张力控制系统。
通过对测量数据的分析和处理，可以控制张力的递减速率，保持稳定的张力。
PID控制PID控制器是一种常用的控制器类型，通过对测量误差的比例、积分和微分进行加权和调节，实现对张力的控制。
在张力递减控制中，可以根据卷取直径的变化，动态调整PID控制器的参数，使得张力能够随着卷取直径的增加适当地递减。
卷取直径的测量和预测卷取直径的测量和预测是实现张力递减控制的关键。
复卷机间接张力控制系统的研究与设计
复卷机间接张力控制系统的研究与设计复卷机间接张力控制系统的研究与设计摘要：随着卷绕工业的发展，复卷机在纺织、印刷、塑料等领域得到广泛应用。
而复卷机的卷绕品质直接影响到我们的生产效益，因此，针对复卷机的张力控制系统进行研究与设计具有重要意义。
本文基于复卷机的特点和工艺需求，分析了间接张力控制系统的原理和作用，并通过实验和模拟计算验证系统的可行性。
结果表明，所设计的复卷机间接张力控制系统能够实现高效稳定的卷绕过程，提高产品质量和生产效益。
关键词：复卷机；张力控制；间接控制；卷绕过程；研究与设计第一章引言1.1 研究背景复卷机是一种能够将伸缩性材料重新卷绕成卷筒状的设备，广泛用于纺织、印刷、塑料等行业。
传统的复卷机卷绕过程中，材料的张力难以准确控制，导致卷绕品质不稳定，产品质量不高，严重影响了生产效益。
因此，研究并设计一种可靠高效的复卷机间接张力控制系统具有重要意义。
1.2 研究目的和意义本研究旨在分析复卷机间接张力控制系统的原理和作用，探索一种能够实现高效稳定的卷绕过程的控制方法。
通过模拟计算和实验验证，评估设计方案的可行性，为复卷机的实际应用提供技术支持，提高产品质量和生产效益。
第二章复卷机的张力特点和影响因素2.1 复卷机的张力特点复卷机张力的特点主要包括动态响应快、控制精度高、系统稳定性要求高等。
张力的大小直接影响到卷绕过程中材料的紧密度和外观质量。
2.2 张力控制的影响因素复卷机张力的控制涉及到多个因素，包括转轴速度的控制、张力元件的设计、张力传感器的性能等。
这些因素综合影响着张力控制系统的稳定性和精确性。
第三章间接张力控制系统的原理和作用3.1 间接张力控制系统的基本原理间接张力控制系统是通过间接方式来控制卷绕材料的张力，采用张力控制器、电机控制系统和传感器组成的闭环控制系统。
其中，张力控制器根据传感器测量的张力信号进行判断和控制，电机控制系统根据张力控制器的输出信号调节转轴速度。
3.2 间接张力控制系统的作用间接张力控制系统可以通过反馈控制方式实现对复卷机卷绕过程张力的精确控制，保证卷绕品质的稳定性。
超薄面料用轧光机的结构设计与开发
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １ １ ． ２ ０ １ ６
面 料 的走 向 ， 使 之 平稳 的运行 。为 了确保 面 料平 稳 送 人 轧 光机 构 的确 定 位置 ，设 置 了 纠偏 对 中装 置 和 张 力 调 整装 置 ；为 了提 高尼 龙 辊 的使 用 寿命 需 要接 缝 检测 装 置 。 图 ２为进 布机 构示 意 图 。
面料的发展趋势 以及轧光 时影 响产 品质量 的因素 ， 通 过 改 进 轧 光 辊结 构 ， 采用 两 轧 辊 系 统 、 油 加 热 系统
以及 液压 加 压装 置设 计 了超薄 面 料用 的轧光 机 。
由进 布 机构 、 轧 光 机构 和 卷 取 机构 组 成 ， 结 构 布 局 如
图１ 所示。
１ 超 薄面料用 轧光机 的方案设计
１ 。 １ 主 要 技术 参数 根 据 对 国 内数 十 家织 造 布 企 业 、染 整行 业 用 轧 光 机 的调 研 ，以及 加 工 面 料 的特 殊 性 确 定 超 薄 面料 用 轧 光机 相 关设 计参 数 ， 如表 １ 所示。
５ ｏ ０ ０ ０ ０ ８ ｏ ｏ ０ ｏ ｏ
６ ８ ０
无级 （ ５ — ５ ０ ）
９ ５ ｏ ｏ×２ ７ ｏ ｏ×４ Ｏ ｏ ｏ
外形 尺寸／ ｎ ｕ ｎ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ８ — １ ８
作者简 介 ： 刘
枫（ １ ９ ６ ９ 一 ） ， 女， 江苏南通人 ， 讲师， 在读研究 生 ， 主要从 事机械设计制造 、 自动化 、 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ技术 的研究 。 １ ０ ９
带材卷绕张力控制系统设计
带材卷绕张力控制系统设计摘要张力控制系统是以卷材为材料的生产机械上最重要的控制系统，不论产品是纸张、塑料薄膜、纺织品、橡胶片或薄钢板卷材，都是在一定的张力控制下被输送到设备，且在一定的张力下被卷取。
在以数字PID为核心的张力控制系统中，在矩阵键盘以及液晶显示器的帮助下，输入需要的数据后。
张力传感器检测电路得到模拟电压信号，该信号经过放大、滤波、电压跟随后送入10位A/D转换器进行模数转换，得到数字信号，该数字信号送入AVR单片机进行PID等算法运算后，再经过12位D/A转换后得到模拟信号，该信号用于控制电机。
同时，还设计了一个以模拟PID为核心的张力控制系统。
通过给定张力与反馈张力之差，经过模拟PID调节器后输出给变频器。
变频器根据控制精度的要求，工作在闭环速度控制。
这种模式采用过程PID，直接进行张力控制，原理简单、调试方便。
还用Multisim 9仿真了模拟PID。
关键词：张力传感器检测，PID，AVR单片机注：本设计题目来源于教师的企业科研项目，项目编号为：AbstractTension control system is the most important control system, which is based on membrane materials. Whether the product is paper, plastic film, textiles, rubber sheets or thin steel sheet, they all are transferred to the device, and is under a certain tension take-up.With the help of matrix keyboard and LCD display we can input required data. So the tension sensor detection circuit can receive an analog voltage signal. The signal after amplification, filtering, voltage follower, which come into 10-bit A/D converter for analog-digital conversion. It may get digital signal. The digital signal come into MCU, which may operate by PID algorithm or more. The result through the 12-bit D/A conversion turn into analog signal. The analog signal is used to control the motor.At the same time, I also designed a tension system at the core of the PID control. Through setting tension and feedback tension,which come into analog-PID regulator.The analog-PID regulator output to the inverter. The Inverter under control accuracy requirements is working in closed loop speed control. This model uses the process PID. The direct tension control is simple and convenient debugging. It simulate the tension control system with the help of Multisim 9.Key words：Tension sensor detection, PID operation, AVR MCU目录1绪论 (1)1.1 张力控制系统概述 (1)1.2 张力控制系统的国内外发展现状及应用 (1)1.3课题的目的和意义 (2)1.4本课题的主要工作 (3)2张力控制系统总体方案设计 (4)2.1张力分析 (4)2.2张力控制系统原理 (5)2.3张力控制系统控制方式选择 (6)2.4张力控制系统控制器方案选择 (6)2.5张力控制系统需求分析 (7)3张力控制系统硬件设计 (9)3.1硬件设计需求分析 (9)3.2数字PID为核心的硬件设计 (11)3.2.1电源电路硬件设计 (11)3.2.2张力传感器检测硬件设计 (12)3.2.3信号处理硬件电路设计 (13)3.2.4A/D转换硬件电路设计 (15)3.2.5单片机系统硬件电路设计 (16)3.2.6D/A转换电路硬件设计 (19)3.2.7键盘输入硬件电路设计 (21)3.2.8显示电路硬件设计 (22)3.3模拟PID为核心的硬件设计 (23)3.3.1模拟PID调节器硬件设计 (23)3.3.2模拟PID系统仿真 (30)3.3.3变频器 (31)4张力控制系统软件设计 (33)4.1主程序及初始化子程序 (33)4.1.1主程序 (33)4.1.2初始化子程序 (33)4.2 PID算法程序 (34)4.3采样程序 (36)4.4数模输出程序 (38)4.5矩阵键盘子程序 (40)4.6显示子程序 (40)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录A (44)附录B (46)1绪论1.1 张力控制系统概述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、塑胶等线材或带材设备上，是一种实现恒张力或者变张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的控制[9]。
热轧机卷取机轧制张力系统改造
热轧机卷取机轧制张力系统改造[摘要] 简要介绍热轧卷取机控制系统张力控制改造过程应用情况，热轧卷取机变张力卷径记忆与测量及动态张力补偿控制的原理等进行了分析。
[关键词] 动态补偿；卷径；张力Abstract：This paper introduced the control system of hot-rolled coiler，by the constant tension control transformed into variable tension control and practical application of this change. As well as analyzed principle of hot-rolled coiler tension control and Winding Diameter Memory and Measurement, and dynamic tension compensation etc.Key Words: tension; winding Diameter; dynamic compensation;东轻公司引进的意大利EAA公司电控设备，对原热轧机进行改造，并增加了热轧卷取机系统，用于给冷轧机供料。
热轧卷取机控制系统设计为恒张力控制系统。
在运行过程中发现某些热轧卷材到冷轧开卷时有粘铝现象，严重影响产品质量。
为解决这一问题，经反复研究，将热轧卷取机恒张力控制系统改造为变张力控制系统，即在卷取过程中，随着卷材卷径增加，系统自动控制卷取张力自动减小，即实现变张力控制方式。
并且恒张力与变张力两种控制方式可以切换，从而解决了板材粘铝问题，提高了产品质量和生产效率。
1变张力轧制改造变张力轧制主要在卷取过程中，控制张力随卷径的增大而逐渐变小，要想实现变张力控制，首先要分析张力与控制系统各参数间的关系。
1.1热轧卷取机卷取张力与控制系统各参数的函数关系卷取过程中，板材张力是由卷取机和轧机之间建立的（见图1）。
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Ｉ
Ｔ’ ＝Ｆ ’ ×Ｒ（ ｔ ） （ ３ ）
訇 似
要 组 成部 分 ，它 将 轧 光 后 的布 料 平 整 地 卷 在卷 取 辊 上 。对 于 超 薄 面 料 超薄 这 一 特 殊 性 ，卷 取过 程
传 统 布 料张 力控 制 方 法 有 两种 ， 即直 接 法 和 间接 法 。直 接法 是 在 传 动 的卷 材 辊 道 上 安 装张 力
传 感 器 ， 采 用张 力 传 感 器 来 测量 卷 材 的制 张 力 恒 定 ，达 到 控 制 布 面 张 力 的 要 求 】 。可 由于 匹 布 之 间 有 缝 头 ，每
伺服放大器 伺服 电机
图 ｌ 卷 取 机构 示意 图
Ｔ ＝Ｔ ＋ △Ｔ
ｆ ２ ）
收稿日期：２ ０ １ ３ －０ ３ —１ ９ 作者简介：刘枫 （ １ ９ ７ ９一），女 ，江苏南通人 ，讲师 ，本科 ，研究方向为机械制造理论 ，机械制造及 自动化控制 。 ［ １ ４ ６ ］ 第３ ５ 卷 第５ 期 ２ ０ １ ３ —０ ５ （ 下）
是 卷 材 的运 动 方 向 ，布 料 从 轧光 机 构 出来 ，经 牵 引辊 、错边 辊 、导 布 辊 到 卷取 辊 。 由于 布 边存 在 较 厚 的 毛边 ，错 边 辊 将 布 料 稍微 错 开 ，从 而 防止
卷 取 辊直 径 在 逐 渐 变 大 的过 程 中产 生 厚边 ， 出现 起皱 现象 。卷取 辊 的转动 由伺服 电机带 动 。
刘 枫 ，杨 超 君 。 ，孙 君
Ｌ ｌ Ｕ Ｆ ｅ ｎ ｇ ’ － － ． Ｙ ＡＮ Ｇ Ｃｈ ａ ｏ ｑ ｕ ｎ 。 ，Ｓ Ｕ Ｎ Ｊ ｕ ｎ
（ １ ． 江苏大学 机械工程学院 ，镇江 ２ １ ２ ０ １ ３ ；２ ． 南通农 业职业技术学院 ，南通 ２ ２ ６ ０ １ ７ ； ３ ． 东丽酒伊织染（ 南通） 有 限公司 ，南通 ２ ２ ６ ０ １ ７ ） 摘 要 ：本论文针 对需要轧 光的化纤 面料 超薄 ， 在卷取过程 中随着卷 取辊 直径 增大布面所需张力相应减 小这一现象 ， 从控 制系 统的数学模型出发 ，完成 了控制系统 的软硬件 设计 ，最 后通 过样机的实 际检验 ，实现 了无起皱 、无云状斑的布料卷 取。 关键词 ：超薄面料 ；轧光机 ；可控张力 ；Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统 中圈分类号 ：Ｔ Ｐ２ ７ ３ ＋． ２ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ —０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ （ 下） 一 Ｏ １ ４ ６ — ０ ３
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ （ 下） ． ４ ２
０ 引言
轧 光 机 是 染 整 设 备 中后 整理 设 备 的一 种 ，轧 光 就 是通 过 轧 光 机 的机 械 压 力 、热 湿 的 作 用借 助
中 若布 料 张 力 控 制 不 当 ，将 特 别 容 易 出现 起 皱 。
若卷 布 外 圈张 力 大 于 或 等于 内 圈张 力 时 ，布 会 因 具 有弹 性 而 向 内圈 收 缩 ，这 样 将 导 致 内 圈 出现 云 状 斑现 象 。综 上 所 述 ，需 要 对 布 料 的张 力进 行 控 制 ，控 制 时 需 考 虑 随 着布 匹 卷 径 的 增加 布 料 所 需 的张 力应 是 逐 渐 减小 这 一 特 性 。本 文研 究设 计 了 超 薄 面 料 轧 光 机 的卷 取 机 构 ，从 张 力控 制 要 求 出 发 ，采用Ｐ Ｌ Ｃ、伺服 电机 等实现 布 料卷取 时所 需张
设卷 取 辊 的瞬时 半径 为Ｒ （ ｔ ） ，理论 输 出转 矩为 Ｔ’ ，反馈 转矩 为△Ｔ，超 薄化 纤面 料 的理 论卷 取张
力 为Ｆ’ ，张力 偏差值 为 △Ｆ，张 力传感 器瞬 时检 测
卷取辊
出的布 面的 实际张 力值 为Ｆ ｍ ，则关 系式 如下
Ｆ ： （ １ ）
ｆ １
、 ｌ
匐 化
超薄面料用轧光机卷取机 构的减张 力控制 系统设计
Ｄｅｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅｎ ｓｉ ｏｎ ｒ ｅｄｕｃｉ ｎｇ ｃｏｎｔ ｒ ｏｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃｏｉ ｌ ｉ ｎｇ ｍ ｅｃｈ ａｎｉ ｓ ｍ ｉ ｎ ｃａｌ ｅｎ ｄｅｒ ｉ ｎｇ ｍ ａｃｈｉ ｎｅ ｕ ｓｉ ｎ ｇ ｆ ｏｒ ｕｌ ｔ ｒ ａ － ｔ ｈｉ ｎ ｆ ａｂｒ ｉ ｃ
力 的控 制 。
到 缝头 时 轧 辊 都 要 开合 动 作 ，将造 成布 面 张 力 猛
然变 化 ，当反 馈量 猛 然变化 将 造成Ｐ Ｉ Ｄ控制 波动 ，
从 而导 致 布 面 张 力 波动 。 另外 一种 间接 法 是 通 过 检测卷 取 辊 的半径 Ｒ，根 据 力矩公 式 力矩 等于 力乘 以 力臂 计算 出所需 转 矩Ｔ ＝ Ｆ Ｒ，并控 制执 行 机构 转
矩 ，再 由Ｆ ＝ Ｔ ／ Ｒ，达 到 控 制 布 面 张 力 的要 求 。这
种 方 法 没 有检 测装 置反 馈 ，都 是 依 据 理论 计 算 得
１ 减张力控 制的理论模型
牵引辊 导布辊
出 ，这 样 与 实 际布 面 张 力 有偏 差 。综 合 以上 两 种
方法 提 出了转矩 补偿 间接控 制法 。
于 纤维 的可 塑 性 使 表 面纤 维 呈 现 平 行 排 列 ， 以提 高 表 面 光 滑 平 整 度 ，从 而 对 光 产 生规 则 反 射 达 到 提 高 织 物 色 泽 的 目的 。卷 取 机 构 是 轧 光 机 的重
图１ 是典 型 的卷 取机 构 示意 图，箭 头所 指 方 向