DSP芯片在帘子布卷绕张力控制系统中的应用
恒张力控制系统在卷取机改造应用
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廿"坩 。蹦， Nhomakorabea2) 张力传感器选择。张力传感器是采用应变片电桥测试原理，能
DSP在电机控制系统中的应用
2. 1启动控制 晶闸管控制着系统的启动,是电机控制系统的开
关，电机的端电压除了与功率因数有关,还与触发角有 着密切联系，但是端电压和控制角之间缺少相同的控 制属性。PID控制算法简单、实用性强、应用广泛，控 制参数之间没有关联,且参数计算简单,实践和理论证 明，其是最优控制器。使用PID控制电机启动，应用其 自动化调整功能，对控制参数出现的偏差进行调整，根 据电机参数变化，调整电机控制策略，保证电机稳定运 行,可实现DSP控制系统的智能化控制。电机启动有 两种，即限流和全压。限流启动的原理是将PID控制 应用于电机控制系统，通过调整电机允许的最大电流, 来控制电机启动，当PTD控制接收到电流处于稳定值 的反馈信号后，结束启动控制。全压启动的原理是控 制角的触发脉冲快速增长至最大值，同时端电压增长 至给定值，电机控制系统中的过电流需设置较高，一般 为给定值的5倍,当电机内的启动电流超过系统的过 电流给定值时,PID控制启动，通过降低电机电流，进 行电机启动控制。 2.2停车策略
DSP控制系统通过编写的程序，判断电机的运行 状况，并发出控制指令，由PWM信号输出端口输出调 制的脉冲，形成晶闸管触发脉冲,然后输入到光耦合器 件,经过反相器处理后,使触发信号放大，进入脉冲变 压器，实现DSP对晶闸管的控制。
3结语
DSP技术作为一种新型技术，通过对电压和电流 信号的采集和处理运行编写的程序，对电机进行启动、 停车处理,提升了电机整体性能,促进了电机控制系统 的智能化发展。DSP电机控制系统具有自动检测功 能,可判断电机启动状态，保证电机正常启动，实时监 管电机运行过程中电压和电流的波动情况，当发现异 常后,及时进行调整,维护电机稳定、安全运行,提升电 机运行效率。
(Harbin Electric Machinery Company Limited, Harbin 150040, China)
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]。
调整卷取张力改善浸胶帘子布卷绕成型
２ 卷绕机卷取系统控制原理
收稿日期：２００８－ ０１－ ０５ 修回日期：２００８－ ０３－ ０４ 作者简介：张鲁亚，男，汉族，研究生，高级工程师，河南平顶山神 马实业股份有限公司副总经理。
２．１ 卷绕机卷取系统 卷绕机卷取系统是将帘子布卷取直径变量经
过一系列电磁、液压信号变换，推动活塞运动，最 终在帘子布布轴上产生一个上托力，以平衡布重的 增加，维持帘子布卷取张力的稳定。 ２．２ 卷轴受力分析
质量。因此，通过对最大卷径 Ｄｘ 的调整来解决卷 取张力衰减不足的问题，从而获得合适的张力衰减
量，提高了浸胶帘子布良好的卷取外观，消除了由
于卷取张力衰减量不足而造成的锅底状、麻花状等
浸胶帘子布成型不良的问题。改造后该品种成品返
卷率明显降低。
４ 结语
通过对浸胶卷绕机卷取张力控制系统的原理、 应用、卷取参数选择的分析及调整，有效解决了浸 胶帘子布卷姿不良的问题，由卷姿不良造成的返卷 率同比大幅降低，改造后返卷率的对比如表 ４。
浸胶帘子布在卷取过程中要对布卷施以一定 的张力，才能使布卷内外松紧一致。随着布卷重量 及直径的增加，张力作相应的变化，其变化趋势如 图 ２。
图 ２ 张力与布卷卷取直径的关系
卷取张力公式如下：
Ｔ＝Ｔｓｅｔ ［ １－ Ｋｔ （ Ｄ － Ｄｎ ） ／ （ Ｄｘ － Ｄｎ ）］
复卷机张力控制系统的设计及应用
复卷机张力控制系统的设计及应用作者：霍蛟飞马文明陈鑫来源：《中国造纸》2018年第05期摘要：针对复卷机退纸辊退卷张力控制系统中存在多扰动与非线性的问题，以退纸辊退卷張力为研究对象，提出一套完整的控制方案，在张力控制中引入了模糊PID算法，并加以应用。
为解决交流传动下系统产生的回馈能量处理问题，对系统主电路硬件结构进行了公共直流母线设计，该设计已应用于浙江金华某纸厂复卷机项目的退纸辊退卷张力控制系统，取得了良好的控制效果。
关键词：复卷机；模糊PID；退卷张力中图分类号：TS736文献标识码：ADOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2018.05.009Abstract：To solve the problem of multi-disturbance and non-linearity in unwinding tension control system of rewinder， the paper put forward a integrated control scheme， and the fuzzy PID algorithm was introduced in tension control system. In addition， to solve the problem of feedback energy generated by the AC drive system， the common DC bus of the main circuit of the system was designed. Finally， the design of unwinding tension control system of the unwinding roll was completed based on the successful application in jin-hua， zhejiang province.Key words：rewinder； fuzzy PID； unwinding tension纸幅复卷过程中需要经过引纸、加减速等不同的阶段，每个阶段对退纸辊的要求不同，根据工艺要求退纸辊需要在正向电动、反向电动和制动回馈状态下工作。
PA66帘子布卷绕机接压控制系统的改进
第３ Ｏ卷
第１ 期
合
成
纤
维
工
业
Ｖ １ ３ Ｎｏ １ ０． ０ ．
Ｆ ｂ ２ ｏ ｅ． Ｏ７
２０ ０ ７年 ２月
ＣＨＩ ＹＮＴＨＥＴＩ ＢＥＲ ＮＤＵＳ ＮＡ Ｓ Ｃ ＦＩ Ｉ ＴＲＹ
Ｐ６ Ａ ６帘 子 布卷 绕 机 接压 控 制 系统 的 改进
１ 接 压 控制 系统 工作原 理
Ｐ ｌ＝Ｐ １＋Ｋ （ —Ｄ ） （ 一Ｄ ） ［ ｐＤ ／ Ｄ ］
Ｋ 。＝ （ — Ｚ Ｐ ／ Ｐ ｋ ）Ｐ
（） ３
（） ４
式 中 ： 。Ｐ —— 分 别 为 活 塞 上 、 部 输 入 液 压 Ｐ ， 下
力；
Ｋ — —接 压 斜率 ； 。
重量增 加 的 Ｆ 。 。 Ｆ 与 的合 力 即接 压力 。经测 算 ：
Ｆ ：３ ．７ ２ ｃ ９ ２ Ｐ Ｆ ＝２ ．６ ｌ Ｄ ８ ２ Ｐ （） １ （） ２
剧 变 化 ， 成 布卷 外 紧 内松 ， 重 影 响成 型质 量 。 造 严 因此 需要 对布 卷 施 以一 定 的接 压 力 ， 以平 衡 布 重 增量 ， 持卷绕 辊 承压稳 定 ， 保 避免 布卷 内松 外 紧或 近 木轴处 纬 断等 现象 的发 生 。作 者通 过对 浸胶 卷 绕 机接 压控 制 系统 改 进 及 卷 取参 数 的优 化 ， 高 提 了浸胶 帘子 布 的成型 质量 。
３ 接 压控 制 系统 的改进
３ １ 接压 参数 调整 ．
对应 的电信号分别通过程序控制器 、 电控变换器 作用转变为液压信号 ， 施加在液压缸 的活塞上产 生上推 力 （Ｆ 。 由于 Ｆ 与 直径变 化 量成 正 比 ， 。） 。 因此 布卷 直径增 大 ， 随之增 大 ， Ｆ 布重增 量抵 消 ， 使卷 取辊 承压 始终 保持 一个 合适 的范 围 。
浸胶帘子布卷绕机卷取系统分析
（ Ｃｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ ＮＯ． ２ ５ ２）
红外吸 收法测 定低合金钢 中碳 、硫 含量 的 不确 定度评定
萧 一 飞
（ 靖 江市产品质量监督检验 所 ，江 苏 靖 江 ２ １ ４ ５ ０ ０）
摘要 ：钢材 中碳 、硫 的含量 直接 影响钢 材的质 量 ，但 是 同一样 品每 次化学 分析测量 结果都 不是 同一值 ，而是 以一 定的概 率分散 在 某个 区域 内的许 多个值 ， 因此 ，我们在 给 出测量 结果 时 ，就 需要 同时赋 予被 测量 的值 及 不确 定度 。文章 以高频燃烧红 外吸收 法测定低合金钢 中碳 、硫含 量为例 ，对测量不确 定度进 行 了评 定。 关健词 ：化 学成 分分析 ；测 量不确定度评 定 ；红 外吸收法 中图分 类号 ：Ｔ Ｎ２ １ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３）０ ９ — ０ ０ ７ ６ — ０ ２
３ ． １ 卷取接压力分析
开始 卷取 时 ，木 轴 紧贴 卷绕 辊 ，即木 轴处 于 最低 位
置 ，活塞也处 于液压缸 的最低 位置 ，接 压处于 向下状 态 。 随着布卷卷取 直径 的增大 ，布卷重 量逐 渐增加 ，链 轮在链 条 带动下 ，活塞杆逐渐上 移 ，同时位 于链轮上 自整角器 的
３ 浸胶帘子布卷绕机卷取系统
浸胶 帘子布卷 绕机卷取 系统是将帘 子布卷取直 径变量 经 过一系列 电磁 、液压信号 变换 ，推动 活塞运动 ，最 终在 卷轴上产生一 个上托力 ，以平衡布卷重 量 的增加 。同时为
广— 设定初始接张力 ，有１ ０ 种设定值 ，设定后为常数 Ｋ 广一 接压斜率 ，Ｉ （ ｔ ＝（ 一 Ａｐ）／ Ｐ △Ｐ 一 压 力增 量 ，有１ ０ 种设定值 ，设定后为常数 Ｄ ——卷取最小直径 ，为 １ ６ ０ ａｍ （ ｒ 木轴直径 ）
细丝拉丝机张力控制系统设计与仿真
ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｔ ｏ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｔ ｅ ｓ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｏ ｒ ｗｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ａ ｅ ｎ Ｐ Ｃ ｈ ｅ ｓｏ ｏ ｔ ｌｓ ｓ ｍ ｆｄ ａ ｎ ｓａ ｌ ｅ ．Ａ ｍｅｈ ｄ ｗａ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｔ ｎ ｉ ｏ ｔ ｙ ｔ ｍ ｆｄ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｌ ．Ｔ ｅ ｔｎ ｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔ ｏ ｒ ｗｉ ｇ ｓ ｏ ｏ ｏ ｅ
ｍａ ｈ ｎ ｓ ｅ ａｕ ｔｄ ａ ｄ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈ ｔ ｂ Ｓ ｍｕ ｉ ｋ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｏ ｒ ｗｉ ｇ ｃ ｉ ｅ ｗａ ｖ ｌ ａ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ｔ ｅ Ｍａ ｌ ｉ ｌ ．Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔａ ｈ ｅ ｓｏ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｆ ｄ ａ ｎ ｅ ａ ｎ ｓ ｍａ ｈ ｎ ａ ｃ ｉｖ ｏ ｄ ｅｆ ｃ． ｔ ａ ａ ｔｒ ｓ ｏ ｓ ， ｍａｌｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｈ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｓａ ｉ ｔ ． ｃ ｉ ｅ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｇ ｏ ｆ ｔ Ｉ ｈ ｓｆ ｓ ｅ ｐ ｎ ｅ ｓ ｌ ｖ ｒｈ ｏ ， ｉ ｈ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｔ ｂ ｌ ｙ ｅ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｗ ｎ ｉ ｇ ｔ ｎ ｉｎ ｏ ｈ ｒ ｒ ｗｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｉ ａ ｉ ｏ ｔｎ ａ ｔ ｒ ｉ ｈ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｒ ｗ ｎ ． ｏｄ ｒ ｔ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｉ ｄ ｎ ｅ ｓｏ ｆ ｔｅ ｗｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ｎ ｍｐ ｒ ｔ ｆｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｓ ｆ ｄ ａ ｉ ｇ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｏｖ ｈ ｅ ａ ｎ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｏ ｏ ｔ ｌ ｎ ｅ ｓｏ ｆ ｄ ａ ｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ， ｈ ｅ ｓｏ ｏ ｔ ｌ ｓ ｓｅ ｏ ｒｗｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ａ ｅ ｎ Ｐ Ｃ ａ ｄ Ｐ Ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｂ ｅ ｆ ｃ ｎｒ ｌ ｇ ｔ ｎ ｉｎ ｏ ｒ ｗ ｎ ｃ ｉ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔ ｍ ｆ ｄ ａ ｎ ｃ ｉ ｅ ｂ ｓ ｄ ０ Ｌ ｎ Ｉ ｏ ｔ ｏｉ ｏ ｏ ａ ｇ ｒ ｈ ｓ ｉ ｖ ｓｉａ ｅ ．Ａｆ ｒｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｓｏ ａ ｓ ｓ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｎ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｎ ｉｎ ｗ ｓ ｌ ｏ ｔ ｍｓｗａ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ ｉ ｇ ｔ ｈ ｎ ｌｓｓ ｆｔ ｎ ｉｎ ｃ ｕ ｅ ｎ ｏ ｔ ，ｈ ｅａ ｉ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｗｉ ｄ ｎ ｐ ｅ ｎ ｅ ｓｏ ａ ｅ ｏ ｏ
卷绕张力模糊控制
绕速度 (m /m in) ; V0 - 夹送辊线速度 (m /m in) ; f - 材
料的前滑量 ,前滑量为张力的函数 [ 3 ] 。
设 V0h为带材的机架出口速度 , f为前滑量 ,根据
前滑量关系
Voh = ( 1 + f) V0
(5)
上式中的前滑量是随着张力而变化的 ,通常前滑
量与张力的关系可用直线规律表示
的隶属函数分别被等底缩小 0. 5、0. 5 和 0. 5;最后对
SZ ( s)
=
EB L
△V(Βιβλιοθήκη s)-EB L
f0
S0
V0
Z
(
s)
(8)
1
W ( s)
=
Z( △V
s) ( s)
= 1+
f0 S0 V0 L- 1
= KZ s 1 + TZ s
(9)
EB f0 S0V0
根据式 (9)可得到如图 3所示的张力模型 ,可通
过此数学模型获得张力仿真的张力值 。
1. 3 张力控制结构
在此采用逻辑“与 ”,逻辑“或 ”方法 。首先 , 在
推理前提中取各个条件中隶属度最小的值作为规则
的隶属度 ,以规则 ②为例 : E属于 NS的隶属度为 0.
5, EC属于 ZR 的隶属度为 0. 5,因此取最小的 0. 5为 ΔU = PS的隶属度 ,同理得到 ΔU = ZR 的隶属度为 0. 5;ΔU = NS的隶属度为 0. 5。其次 ,用所得隶属度 乘以推理后隶属函数 ,即 ΔU 属于 ZR、NS和 PS子集
= {NB (负大 ) 、NS (负小 ) 、ZR (零 ) 、PS (正小 ) 、 PB (正大 ) };为使输出精度更高 , 设输出量 ΔU 的模 糊子集为 ΔU = {NB (负大 ) 、NS (负小 ) 、ZR (零 ) 、PS (正小 ) 、PB (正大 ) };将输入量 E、EC 和输出量 ΔU 的大小均量化为 9 个等级 , 则其论域为 { 2 4 , 23 , 2 2 , 2 1 , 0 , 1 , 2 , 3 , 4 }。输入 、输出量的隶属 函数度图形如图 5、图 6所示 。
基于伺服控制的卷烟机盘纸张力控制系统改造
基于伺服控制的卷烟机盘纸张力控制系统改造作者：阙衍盛来源：《现代商贸工业》2010年第04期摘要:通过对PROTOS70卷接机组盘纸张力控制系统工作原理和构造的分析,针对盘纸张力调节装置在工作过程中存在的缺陷,结合伺服控制技术,提出将机械式盘纸张力控制系统改造成伺服控制技术的张力控制系统。
该控制系统以LENZE伺服控制器为主控制元件,加以西门子S7-200为辅助信号数据处理元件,通过控制LENZE伺服电机来调整供纸速度,从而保证盘纸张力稳定。
改造后的盘纸张力控制系统具有工作可靠、张力补偿能力高的特点,提高了设备运行的稳定性,减少系统的机械维修。
关键词:卷烟盘纸张力控制;差动齿轮箱;轴编码器;LENZE伺服电机;LENZE伺服控制器;S7-200控制器中图分类号:TH文献标识码:A文章编号:1672-3198(2010)04-0299-PROTOS70卷接机组是具有20世纪90年代先进水平的高速卷接设备,已成为我国卷烟行业的主导机型。
目前我公司卷烟机组有一半是20世纪90年代的设备,主驱动通过平皮带来带动纸传动箱,同步性能较差,而且纸传动体统已经老化,故障率和维修费用逐年提高,对生产影响较大。
1 原有卷烟纸张力控制系统的原理1.1 原机器盘纸供给的原理示意供纸系统主动轮2转动,拉动盘纸轮1转动使得盘纸轮上的盘纸被拉出,按箭头示意方向向机器供应盘纸。
供纸主动轮的外径直径为63.662,计算后每转动1圈,供纸200mm。
图11.2 原机供纸主动轮的(转动)动力来源机器主机转动时,转动动力通过齿轮和皮带(按固定的转速比率)连接传送给供纸主动轮,供纸主动轮在运行过程中不会主动转动。
在转动动力传送(链)过程中,齿轮和皮带还带动了2 组钢印印刷系统(3、4轮)。
1.3原机供纸张力控制原理3个盘纸张力检测传感器的检测信号分别代表张力过紧、张力正好、张力过松,分为3段控制。
当盘纸的张力随松紧而使得配重块上下摆动,配重块前端的被检测面会在3个检测传感器之间摆动,触发3个检测传感器。
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ＣＡＹＥ ２，ＵＹ 合 Ｎ工ＦＲ３） Ｈ 纤ＨＣＩ９Ｄ： Ｉ Ｓ Ｔ ， （５ Ｎ 维ｌ Ｂ Ｉ５４ 成 Ｔ 业ＥＮＴ ０ ２Ｒ ０ ｓ
ＤＳ Ｐ芯 片 在 帘 子 布 卷 绕 张 力 控 制 系统 中 的 应 用
冯 建 兰
（ 黄石理工学 院，湖北 黄石 ４ ５０ ） ３ ０ ３
Ｄ Ｐ ６ ８７芯片是 摩托 罗拉公 司的数字 信 号 Ｓ５ Ｆ０
第 ５期
冯建兰． Ｓ Ｄ Ｐ芯片在帘子布卷绕张力控制 系统 中的应用
５ ５
１３ ＤＳ ５ Ｆ ０ ． Ｐ ６ ８ ７芯 片在 张力控 制 中的应 用
２ 张 力控 制模 型与 Ｄ Ｐ编 程技 巧 Ｓ
加 工 复合纤 维帘 子布 时 四辊压延 机 的工作 过
理 的特点 ， 提供 了先 进 、 可靠 、 效 的信 号处 理 与 高
控 制 的平 台。
小是 控制 恒张力 的基 本要 素 。
１ ２ Ｄ Ｐ ６ Ｓ ７芯 片简 介 ． Ｓ ５ Ｆ ０
收 稿 日期 ： ０ ８１－０； 改 稿 收 到 日期 ：０９ ０ －０ ２ ０ —１１ 修 ２０ — ７３ 。 作 者简 介 ：冯 建 兰 （９ ９ ） 女 ， 十 ， 教 授 。主 要 从 事 １５ 一 ， 硕 副 应 用 电子 及 自动 化 方 向 的科 研 工 作 。
摘 要 ： 介绍 了用数字信号处理器（ Ｓ ） Ｄ Ｐ 电机控制器控制复合纤维帘子布卷绕 张力恒 定的原理及方法 ， 阐
述 了控制模型和应用软件编程时的注意事项 ， 探讨 了实现张力 自适应性控制 的有效途径。结果表明 ： 采用 自 适应控制方法使 Ｄ Ｐ芯片发挥了核心 器件 的控制作用 ， Ｓ 性能可靠 ， 采集数据正确 ， 现了帘子布卷绕 中卷绕 实 恒张力控制的 目的。
关键词 ： 数字控制器
帘子布 卷绕张力 自适应控制
中 图分 类 号 ： Ｑ４ ．４ 文 献 识 别 码 ： Ｔ ３０５ Ａ
文章 编 号 ： ０ １０４ （０９ ０—０４０ １０ ．０ １２０ ）５０５．３
在轮 胎生产 过程 中 ， 条 纤 维排 成 帘 子 线经 数
处理器 （ Ｓ ） Ｄ Ｐ 电机 控 制 器 。它 是 将 Ｄ Ｐ性 能 和 Ｓ 指令 集 与 ＭＣ Ｕ的控 制功 能完全集 成 于一体 ， 同时 提供 有 电机控制 外设 和外 围控 制 接 口的 Ｉ 集 成 Ｃ（
式中： 卜
转动 刚体所 受 的作用 力 ；
尺 —— 力臂 ；
ｒ —— 作用 点矢径 ；
— —
以及对 电 机控 制 中 的位 置 检 测 和 速 度 测 量 ； ５ （）
ｒ Ｆ之 间 的夹角 。 与
１ 专用 数 字 ＩＯ接 口； 有 串行 通 讯 、 真 等 ４个 ／ 还 仿 接 口。因此 ， Ｓ５ Ｆ０ Ｄ Ｐ６ ８７芯片具 备 了高速 、 大数 据
电路 ） 片 。 芯
过橡 胶 压延机挤 压 出橡胶 复合 纤维 帘子布 是制 造
外胎 的主要材料 。 由于压 延机 挤 出复合纤 维帘 子 布需 要在 一定 温 度条 件 下 进 行 ， 子布 的成 形 温 帘
度 和帘 子布绕 卷 张力 的大小会 直接 影响 复合纤 维
帘 子布 的质 量 。实 验证 明 ， 度 和 张力 控 制 不稳 温
Ｄ Ｐ６ ８７芯 片 体 系 结 构 ｌ 内 核 采 用 双 哈 Ｓ５ Ｆ０ ４
佛结 构 ， 含有 ４个 可并 行 工 作 的执 行 单 元 和六 包
定 ， 以使 复 合 纤 维 帘 子 布 中 纤 维 的 强 度 损 失 可
２ ％左右 。所 以 ， 制压 延 机 辊 筒 温度 和 卷 绕 ５ 控
个 独立 的硬件 脉 宽 调 制 （ ＷＭ） 生 器 ； ３ ４个 Ｐ 发 （） 定 时 器模 块 ， 个 定 时 器 模 块 包 含 有 １ 每 ６位 定 时
器， １个捕 捉 单元 和两 个 比较 器 ； ４） （ ２个 正 交 解 码 器单 元 ， 用于 实现 电机控 制 中鉴相 和 ４倍频 ， 可
１ 恒张 力 工作基 本原理 及控 制
１ １ 恒 张 力控 制 基本原 理 ．
转 动刚体 时 的力 矩 （Ｍ ） 大小 可用 下 列 公 式
表示 ’ ：
Ｍ ＝Ｆ Ｒ
Ｒ ＝ ｒｓ ｎ ｔ ｉｏ
块， 提供 了四组 ４通道 １ ６路 Ａ Ｄ转换 器； ２ ２ ／ （ ）
（） １
（ ２）
高 纤维 的工作 应力 和发挥 纤维 材料 耐磨 与抗疲 劳
特 性 的关键 。
单元 都 可 以独 立 工作 ， 可 以通 过 内部 地 址 和数 都
据 总线 与其他 功 能 块 内存 映 射 到外 设 进 行接 口， 其指 令周 期 ０ １５ ｔ （ ． ２ ｓ 外接 ８ＭＨ ｘ ｚ晶振 ） 此 时能 ， 够 提供 ４ Ｐ ０ ＭＩＳ的指令 执行 速度 。 片内还集 成 有 ６ ０ｋ×１ ６位程 序 和 ８ｋＸ１ 数 据 闪 速 存储 器 。 ６位 它 的外 核 主要 有 ： １ ２个 模 数 转 换 器 （ Ｄ 模 （） Ａ Ｃ）
程见 图 １ 。纤 维 帘 子 布 卷 首 先 套 在 解 卷 辊 筒 上 ， 在解卷传 动 电机 的 作 用 下 ， 帘子 布经 过 ５个 小 辊
级流 水 线 。 程 序 控 制 器 （ Ｃ） 算 术 逻 辑 单 元 Ｐ 、
（Ｌ 、 址生成单元 （ Ｇ Ａ Ｕ） 地 Ａ Ｕ）和 位 操 作 单 元 （ Ｍ 均 自带 寄存 器和 控制 逻 辑 ， Ｂ Ｕ） 而且 每 个 功能
时的恒 张力是保 持 纤维 帘子线 拉伸 强度 、 密度 、 提
吞 吐量 ， 以及 良好 的 Βιβλιοθήκη 外 核结 构 和性 能 价格 比合
以实 际生产 中带 料 帘 子布 卷 的解 卷为 例 ， 公
式 （ ） Ｒ是 帘子布 卷半 径 ， 随着 绕卷 而 变化 ， １中 它 解卷 时料 盘 月越 来 越 小 ， 要 保 持 绕 卷 的 Ｆ （ 如 又
为 张力 ） 变 ， 不 由公式 （ ） 知 也 应 随着与 Ｒ相 １得 同比例逐 渐减少 ， 么用检 测 月变化 来 调整 大 那