卷取恒张力控制
张力控制
收放卷工艺要求恒张力控制。
张力的给定通过张力控制器。
张力控制器控制的原理是通过检测收卷的线速度计算卷径，负载转距=F*D/2（F为设定张力，D为当前卷径），因此当设定了张力的大小，因为当前卷径通过计算已得知，所以负载转矩就可以算出来了。
张力控制器能够输出标准的0~10V的模拟量信号，对应异步电机的额定转矩。
所以我们用该模拟量信号接入变频器，选择转矩给定。
这样在整个收卷的动态过程中，能够保证张力的恒定。
在变频器转矩模式下，对速度进行限制。
在张力控制模式下，不论直流电机、交流电机还是伺服电机都要进行速度的限制，否则当电机产生的转距能够克服负载转矩而运行时，会产生转动加速度，而使转速不断的增加，最终升速到最高速，就是所谓的飞车。
如图2中所示，收放卷的速度是通过主轴B系列变频器的模拟量输出AFM而进行限定的。
也就是将主轴B系列的变频器上3-05（模拟信号输出选择）参数设定为03（频率指令输出）,如图3所示。
将该信号分别接到收放卷变频器的模拟量输入端口上，作为频率给定和上限频率的设定信号。
零速张力控制要求。
当收放卷以0Hz运行时，电机的输出轴上有一定的张力输出，且可调。
该要求主要是防止当收放卷运转当中停车，再启动时能够保证收放卷的盘头不会松掉。
在该控制系统中，可以通过调整张力控制器上的初始张力设定而达到要求。
2.3分条机恒张力原理设计1.恒张力控制的原理。
对于收放卷过程中恒张力控制的实质是需要知道负载在运行当中卷径的变化，因为卷径的变化，导致为了维持负载的运行，需要电机的输出转矩要跟随着卷径的变化而变化。
对与V系列变频器而言，因为能够做转矩控制，因此能够完成收卷恒张力的控制。
V系列变频器提供了三路模拟量输入端口，AUI、AVI、ACI。
这三路模拟量输入口能够定义为多种功能，因此，可以任选一路作为转矩给定，另外一路作为速度限制。
0~10V对应变频器输出0~电机额定转矩，这样通过调整0~10V的电压就能够完成恒张力的控制。
卷取恒张力控制
酸洗线卷取机恒张力控制原理及实现方法摘要：卷取机张力的稳定性直接影响到清洗线产品的质量，卷取机的恒张力控制是卷绕自动控制系统中的关键技术。
本文首先描述了实现恒张力控制的原理，通过分析选取了适合的控制方法。
并结合意大利Ansaldo 全数字直流传动装置SPDM给出了一种具体的实现方法，这种方法搭建的系统在实际应用运行稳定，清洗效果良好。
关键词：张力控制最大力矩法全数字直流调速装置SPDMAbstract: The stability of the wind reel’s tension will influence the quality of the acid cleaning‘s product directly. The way of constant tension control to the wind reel is a key technique of the automatic taking-up equipment. At the beginning of this paper, we describe the principle of tension control. Then we choose a better control method based on analyze. And then we give a implement method use the Italian Ansaldo’s whole digit direct current timing equipment SPDM. The acid cleaning system based on this method worked steady and the wash effect is good.Key words: tension control; maximal moment method; whole digit direct current timing equipment SPDM.1、概述近年来，市场上对铜带的需求有增无减，国际市场上铜产品价格呈强劲上涨趋势。
恒张力解决方案
恒张力解决方案恒张力解决方案是一种用于解决张力不稳定问题的方法。
张力在许多工业和创造过程中都是一个重要的参数，但由于各种因素的影响，张力往往会浮现波动或者不均匀的情况，从而影响生产效率和产品质量。
恒张力解决方案通过采用一系列的措施来稳定和调节张力，从而解决这一问题。
恒张力解决方案的核心是使用张力控制系统。
该系统由张力传感器、控制器和执行器组成。
张力传感器用于测量张力的实时值，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的张力目标值和传感器数据来计算并控制执行器的动作，以实现恒定的张力输出。
执行器可以是气缸、机电或者液压系统，根据具体的应用需求选择合适的执行器。
除了张力控制系统，恒张力解决方案还包括其他辅助设备和措施。
其中之一是张力感知装置。
这是一种用于检测张力异常的装置，当张力超出设定范围时会发出警报或者触发自动停机。
这可以匡助操作员及时发现并解决张力问题，避免进一步影响生产。
另一个辅助设备是张力调节装置，它可以根据需要调整张力的大小，以适应不同的工艺要求。
恒张力解决方案的应用范围广泛。
在纺织、印刷、包装、造纸等行业中，恒张力解决方案可以用于纱线、布料、纸张等材料的张力控制。
在电线电缆创造、金属加工、橡胶制品生产等行业中，恒张力解决方案可以用于导线、钢带、橡胶带等材料的张力控制。
此外，恒张力解决方案还可以应用于卷取、拉伸、剪切等工艺过程中的张力控制。
恒张力解决方案的优势在于提高生产效率和产品质量。
通过稳定和调节张力，可以减少生产过程中的材料浪费、产品损坏和生产停机时间。
同时，恒张力解决方案还可以提高产品的均匀性和一致性，使得产品更加稳定和可靠。
总之，恒张力解决方案是一种有效的方法，用于解决张力不稳定问题。
通过采用张力控制系统和其他辅助设备，可以实现恒定的张力输出，提高生产效率和产品质量。
无论是在纺织、印刷、包装等行业中，还是在电线电缆、金属加工、橡胶制品等行业中，恒张力解决方案都可以发挥重要作用。
浅谈卷取设备中张力控制系统发展现状
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。
恒张力卷绕控制系统设计
关键词：恒张力卷绕 ；张力控制 ；磁粉离合器 ；组态软件
Base with the PLCConstant tension windin winding system is a common control system, widely used in the production process of the plastic winding，steel，packaging，paper，printing，dyeing，etc。. This design introduces a common winding production line computer control system, describes the structure of the system, the main function and implementation methods。The production line system has stable and reliable performance，simple operation，easy maintenance，and wide application areas.
张力控制是指能够持久的控制带材设备卷绕时的张力的能力。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,它也有能力保证材料不产生丝毫破损.卷绕机的张力控制可以说是整机的核心,只要张力控制稳定，张力变化小，卷绕材料的卷绕精度和破损率就很容易控制。张力的波动和变化对卷绕材料的影响很大，尤其是设备的卷绕速度越高，张力控制就显得越重要。为了解决这个问题，大多在机械结构上增添各种辅助设备或采用其他传动系统以求实现。但其效果通常不太理想，同时还存在着设备复杂、费用大、使用维护困难等问题。随着我国现代化工业的飞速发展，对精度、速度和自动化程度的要求越来越高,其中的恒张力控制问题也变得更为突出。
恒张力控制系统
第一章设计说明课题简介设计一个恒张力收盘控制系统，就是要控制卷取物体时保持物体相互拉长或者绷紧的力。
张力应用于最广泛的造纸、纤维、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。
在收卷和放卷的过程中，为保证生产的质量及效率，保持恒定的张力是很重要的。
本系统采用人及交互式的控制方法，由使用者输入设定张力值，通过磁粉制动器、传感器、转换芯片与单片机组成一个闭环系统，使张力恒定在设定值，达到恒张力控制的效果。
设计目的通过本次课题设计，应用《单片机原理及应用》等所学相关知识及查阅资料，完成恒张力收盘控制系统的设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。
通过本次设计的训练，可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。
设计任务在本次课程设计中，主要完成如下方面的设计任务：1、设计单片机系统原理图（A0，PROTEL/CAD或手画）；2、编写系统程序（主程序+子程序）；3、写设计说明书；（设计说明，程序流程图，程序）；4、答辩（十九周周四下午两点）；设计方法由按键驱动单片机中断，进入按键及显示程序，通过使用者输入数据并通知在LED上显示，输入数据储存在相关区域内备之后使用，返回到主程序后单片机接受由力传感器产生的经AD转换芯片转换后的数字力信号，通过与之前设定值的比较计算，得出控制信号，经DA 转换芯片变为模拟电压信号输入磁粉制动器控制端。
若没有键盘中断，则如此往复运行信号检测、运算、输出程序达到动态平衡。
第二章硬件设计及芯片介绍硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。
单片机实质上是一个硬件的芯片，在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。
冷轧卷取机和开卷机张力控制
冷轧开卷机、卷取机的张力系统控制冷轧厂酸轧线为四机架连轧机,其中开卷机、卷取机系统需实现张力设定、静态张力电流、各种补偿电流的计算, 断带保护、圈数计算及显示等功能。
传动部分为：开卷机、卷取机各有两电机各自对应一套传动控制系统,一、开卷机、卷取机张力控制开卷机、卷取机在启动加速和快速制动时，应避免冲击式的施加张力或改变张力，并将张力维持在一定的限度之内。
1、开卷机和卷取机负载的机械特性开卷机在工作过程中，卷料的外径由大变小，而开卷线在正常运行过程中应保持带材运行速度稳定不变，因此，开卷机卷筒的转速应随之由低变高，电机转速也由低变高，即：N=60IV/Dπ式中：N——电机转速；D——卷料外径；V——带材运行速度；I——开卷机的传动比。
由于开卷过程中带材的张力要保持恒定不变，随着卷料外径由大变小，电机轴上的张力转矩也由大变小，有：M=T*D/2η式中：M——张力转矩；T——开卷张力；η——传动系统机械效率。
因此，开卷机的转矩与转速成反比，由式上两式可得到功率为：P=M*N由上分析说明，在转速和转矩的变化过程中，开卷机的负载功率不变，即开卷机负载的机械特性是恒功率型。
二、开卷机、卷取机系统的张力控制为保证轧制过程中, 开卷机、卷取机的前后张力恒定,控制系统主要有以下环节。
1 卷取机卷取过程中张力的设定卷取机一旦完成咬钢,带钢即要承受一定的张力,以保证带钢卷取的质量。
该张力是在卷取机与冷连轧机之间形成的。
在卷取机卷取的各个阶段,带钢承受的张力不同。
在咬钢过程中,为使带钢从卷芯开始卷取紧实,卷取机一旦咬住带头,就要以较大的张力值进行卷取,此时的张力通常比正常轧制时的张力要大。
在卷取机卷取过程中,卷径不断增大,当卷径达到一定数值Φ0 时,应当把张力降下来,以正常轧制张力进行卷取。
张力降下来后,由于时间较短,卷径变化并不大,为Φ1 。
从卷取的整个进程来看,这个阶段时间最长、卷径变化最大,直到卷径接近剪切时的卷径Φ2 。
冷轧卷取机张力控制研究
１ 前言 带钢的生产质量的影响因素中，钢带卷取技
术和卷取张力控制是很关键的环节。卷取张力的 形成是由于在带钢卷取的过程中，带钢在工作辊 的出口速度与卷取线速度的不同。为了保证带钢
生产质量，需要保持张力恒定，也就是保持两个速 度差的恒 定 ［１－３］。 随 着 钢 铁 工 业 的 快 速 发 展，卷 取张力控制设备发展速度很快。通过查阅大量资 料和文献，可以知道，目前，卷取机的张力控制主 要有直接张力控制和间接张力控制两种方法［４］。
ｎ
∑ Ｍｎ ＝Ｋｃｅｎ ＋Ｋｔ ｅｉ＋Ｍ０ ＋Ｋｄ（ｅｎ －ｅｎ－１） ｉ＝１ （８）
式中：Ｍｎ—第 ｎ个采样时刻控制器输出； ｅｎ—第 ｎ个采样时刻输入偏差； ｅｎ－１—第 ｎ－１个采样时刻输入偏差。
５ 控制系统仿真 卷取机张力控制属于输入是按某规律变化的
随动控制系统，因此设计时要根据轧制工艺，也就 是张力设定要根据不同的对象模型参数即板材材
摘 要 在带钢冷轧过程中，卷取机是保证产品质量的关键设备。冷带钢卷取的张力直接影响带钢的 质量和尺寸精度，合适的张力轧制可以降低轧制负荷，使板形平直，提高带钢表面质量，所以冷轧时对张力 控制有严格的要求。为了得到高质量的带钢，冷轧必须在各段设置合适的张力，并能够在各种干扰下保持 张力恒定。针对入口段的张力波动影响因素进行了分析，得出了影响张力波动的关键因素，推导出影响张 力波动的转速和转矩表达式，并通过卷径计算设计出转速和电流的双 ＰＩＤ闭环控制器，进行了各种工况下 的仿真，发现加入动态补偿后可以实现较稳定的张力控制，结论可以为现场实际控制系统提供设计依据。
转速和转矩的控制都是采用对电流的控制和
收放卷张力控制定义及应用
收放卷张力控制定义及应用张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。
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。
张力控制系统主要应用于对带材和线材生产线中的卷取机和开卷机的控制。
例如，为了提高产品质量，使所卷带材表面平整、厚度均匀和带卷紧而且齐，必须对卷取机（或开卷机）和压延机之间的张力进行控制，使之恒定。
控制张力的方法分为间接法和直接法两类。
间接法又可采用两种方式：一种是在保持驱动电动机的电枢电流恒定的条件下，通过调节使电动机的磁通量随带卷（或线卷）直径成比例地变化，维持张力的恒定；另一种方式是调节电动机电枢电压，使电枢电流随带卷直径成比例变化来保持张力恒定。
直接法是对张力的直接反馈控制。
用张力计测量实际的张力值,作为反馈信号,以控制张力恒定。
直接法的优点是控制系统简单，可避免卷径变化、速度变化和空载转矩等对张力的影响，精度较高。
缺点是张力计的响应速度较慢。
在实际工业生产中，间接法远比直接法应用为广。
所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。
而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。
肯定会影响生产出产品的质量。
闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值，然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器，通过此信号与控制器预先设定的张力值对比，计算出控制信号，自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等，以达到张力稳定目的。
热轧卷取机张力控制系统
2 卷取机张力控制过程分析 卷取机的主要设备是 ：层冷辊道，夹送辊，助卷辊和芯轴。
控制系统必须实时控制相关设备转速、转矩、自动动作，即变结 构控制。卷取机的张力控制核心主要包含以下三个部分。
（1）当带头通过轧机末架到达夹送辊时，主要控制末架和层 冷辊道之间的张力。卷取机是一种速度控制操作模式。为了防 止带头跳跃，层冷辊道比轧机末架运行得更快，因此带钢在层冷 辊道上出现正张力，避免带钢在辊道上发生起套、折叠等非正常 状态。
电动机电流由电流存储器存储和限制，然后传送到由电动机 驱动的速度控制系统的调速器。通过调节速度控制系统本身来控 制实际负载电流。当给出电流时，芯轴电机处于转矩控制状态， 从而实现成卷过程中的带钢张力控制，即实现带钢恒张力卷取。
通过运行 ibaAnalyzer 工具软件可以获得实际速度控制波形， 如图 1 所示 ；获得实际转矩控制波形，如图 2 所示。
3 卷取机张力控制原理及应用 首先，根据二级模型给出的单位张力给定值，计算带钢张力
转矩、加速度转矩补偿、惯性力矩补偿和机械损失转矩补偿。然 后四种转矩之和，除以传动比 G，得到给定芯轴电机的输出转 矩。
在张力控制系统中，钢卷直径变量用于计算张力转矩和惯 性转矩补偿，并建立钢卷直径的测量和计算环节。根据轧制速 度，带钢厚度，钢卷层间隙系数等因素，可以通过带钢截面积检 测，精确计算出成卷过程中的实时钢卷直径。
M 机械加工与应用 achining and Application
热轧卷取机张力控制系统
樊大勇
（河钢集团唐钢公司信息自动化部，河北 唐山 063000）
摘 要 ：热轧卷取机是热轧生产线上的重要设备，其性能取决于张力控制的效果，张力控制质量的好坏直接影响到成品钢卷的
最终质量。为了保证卷取机控制系统的良好性能，提高卷取机张力控制系统的稳定性，减小张力波动，保持卷取机的恒定张力
恒张力控制冷轧卷取机的调试
恒张力控制冷轧卷取机的调试恒张力控制冷轧卷取机的调试哈昌频1,曹国胜2(1.上海市安装工程有限公司,上海200080;2.陕西省设备安装工程公司,陕西西安710068)摘要:在冷轧机带材轧制过程中成品质量很大程度上取决于对轧制张力的控制,文章介绍了调试方法和经验公式。
关键词:冷轧卷取机;调试;恒张力;公式中图分类号:TG 333.52 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2004)06-0037-051 系统介绍在冷轧机带材轧制过程中成品质量很大程度上取决于对轧制张力的控制,在上海铝材厂调试一套四辊铝箔冷轧机组,其设备由三机架组成,一台主轧机、一台开卷机、一台卷取机,主轧机是不可逆的四辊轧机,均采用SCR -D 直流传动系统控制。
该套设备调试成功投产后,运行状态良好。
在此将卷取机的运行原理和调试总结如下。
图1 冷轧机组工作示意图冷轧机组主要参数(1)主轧机最大轧制力:100t ;轧制速度:1～5m/s ;坯料最大厚度:0.1mm ,成品最小厚度:0.028mm 。
(2)卷取机张力范围:30～200kg ;卷筒直径:<300mm ;带卷最大外径:<740mm ;减速箱传动比:i =3.15电动机规格:输出功率13kW ,额定电压220V ,额定电流85A ,转速400/1200r.p.m 。
2 轧机张力控制原理按照铝箔卷带材料的轧制工艺要求,保持恒定的轧制张力使铝带在开卷机和卷取机上张紧,才能保证轧出的成品厚度均匀,板形平整,表面光滑,卷取机(或开卷机)与轧机之间带材的张力是由卷取机(或开卷机)来建立的。
见图2。
图2 卷取机建立张力示意图T —轧制张力(kg );M —卷取机作用到卷筒上的转矩;M F —负载转矩;V —轧制线速度;D —卷筒直径;i —减速箱传动比。
根据直流传动原理,电动机发出的转矩:M D =C M(1)卷筒上的转矩:M =M D ?i =C M(2)2004年12月总137期第6期安装I NST A LLATI ON Dec.2004T otal №.137№.6负载的转矩:M F=D/2?T(3)当系统稳定运行时:M=M F(4)即:C M 由此得到张力:T=2C M从张力公式分析,只要保持电动机电枢电流I D 恒定,并使电动机的磁场<跟随卷径D变化,且使。
卷取张力控制研究
南京理工大学硕士学位论文卷取张力控制研究姓名：王克申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：邹云;李长光20030415摘要在热轧生产中，卷取机能否正常工作以及卷取效果的好坏直接关系至日熟轧的生产和产品的质量。
本文主要从减少卷取机形成塔形的角度对卷取机控制系统进行了研究，主要完成了以下几个方丽的工作：（１）在分析梅山热轧厂卷取机卷取张力控制系统的基础上，指出了梅山热轧厂卷取枫卷取过程中出现严重塔形的根本原因；（２）提出了减少卷取机卷径计算偏差的方法，提高了张力计算的精度：（３１提出了新的惯性矩补偿计算方法，进一步提高了张力计算的精度；（４）建立了基于模糊控制理论的张力控制系统，仿真结果以及实际应用表明基于模糊控制理论的张力控制系统能很好韵增强系统的抗干扰能力，并能提高控制系统的动态性能。
关键词：张力控制：带卷塔彤：惯性力矩：模糊控制ＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｈｏｔｓｔｒｉｐ，ｃｏｌｌｅｒｍａｃｈｉｎｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ．Ｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ１ｉｎｇｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｍａｉｎｗｏｒｋｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（１）ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｓｏｆｓｔｅｅｌｃｏｉｌｅｒｔｏｗｅｒｓｈａｐｉｎｇａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ：（２）ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｃｏｔｌｉｎｇｄｉａｍｅｔｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ：（３）ａｎｅｗｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｅｒｔｉａｍｏｍｅｎｔｉｓｇａｉｎｅｄ：（４）ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄＯｌｌｔｈｅｆｕｚｚｙｔｈｅｏｒｙｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｔｅｅｌｃｏｉｌｅｒｔｏｗｅｒｓｈａｐｉｎｇｉｎｅｒｔｉａｍｏｍｅｎｔ：ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｌ卷取机张力控制研究第ｌ页１绪论１．１研究背景１．１１梅山热轧厂卷取机系统卷取机是热轧生产的主要设备之～［“”，在热连轧带钢生产中，布置在精轧机之后。
锥度张力与恒张力收卷的控制方式
锥度张力与恒张力收卷的控制方式《探究锥度张力与恒张力收卷的控制方式》1.引言在纸张、塑料薄膜、金属箔等连续生产过程中，收卷是一个非常重要的工序。
而在收卷过程中，锥度张力与恒张力是两种常用的控制方式。
本文将针对这两种控制方式展开深入探讨，并探讨它们在工业生产中的应用与效果。
通过本文的阐述，相信读者能够更深入地了解收卷过程中的张力控制方式。
2. 锥度张力的控制方式2.1 什么是锥度张力锥度张力是指在收卷过程中，由于物料宽度变化所引起的张力变化。
一般来说，收卷机在收卷的由于卷取直径逐渐变大，而纸张或薄膜的宽度是一定的，这就导致了卷取张力会随着卷取直径的增加而增加。
2.2 锥度张力的控制方式在实际的生产过程中，我们可以采取一些措施来控制锥度张力。
首先要选择优质的收卷机设备，其次要根据不同的物料宽度变化，合理调整收卷张力控制系统，确保在收卷过程中，张力的变化能够得到有效的控制。
3. 恒张力收卷的控制方式3.1 什么是恒张力收卷恒张力收卷是指在收卷过程中，通过控制器来使得收卷张力保持不变。
不同于锥度张力，恒张力收卷通过控制系统的调节，让收卷张力保持稳定，从而确保卷取的产品质量。
3.2 恒张力收卷的控制方式在实际的生产过程中，采用恒张力收卷的控制方式，首先需要选用具有恒张力控制功能的收卷机设备。
要根据实际情况，通过控制系统来实现张力的精确控制，以确保在收卷过程中，张力能够保持稳定。
4. 锥度张力与恒张力收卷的应用与效果4.1 锥度张力与恒张力在不同行业的应用锥度张力和恒张力收卷的控制方式，都在纸张、塑料薄膜、金属箔等连续生产行业中得到广泛应用。
通过合理的控制方式，可以确保卷取产品的张力稳定，避免在卷取过程中产生张力过大或过小而导致的质量问题。
4.2 效果比较在实际应用中，锥度张力和恒张力收卷都有其各自的优势和局限性。
锥度张力适用于物料宽度较小变化的情况，而恒张力收卷则适用于要求张力稳定的情况。
根据实际生产需求，可以选择合适的控制方式，以达到最佳的收卷效果。
卷取张力控制原理
卷取张力控制原理卷取张力控制原理卷取机的卷取张力由卷取电动机产生。
电动机力矩为：式中Km——比例系数，常数∮——磁通量； I枢——电动机电枢电流。
卷取张力T与电动机力矩的关系为：式中 D——带卷直径。
带卷速度为：式中n电——电动机的转速； i——电动机至卷筒的速比。
将式2-2、式2-4代入式2-3得：电动机电枢电势E为：或式中K。
——比例系数，常数；∮——磁通量；n电——电动机转数。
将式2-6代入式2-5则得：其中：欲使C=常数，若E不变，口亦不变，则张力T与电动机电枢电流k成正比。
换言之，在保持线速度钞不变的条件下，一定的电枢电流珠表示一定的卷取张力T。
张力控制的实质在于，若卷取线速度不变，采用电流调整器使电枢电流保持恒定，就可以保持张力恒定。
怎样才能保持卷取线速度不变呢?由于卷取线速度口与带卷直径和带卷转速的乘积Dn成正比，欲使口不变，随着卷径D的变化，带卷转速必须相应变化。
一般采用电势调整器调节电动机的磁通量ø，以改变电动机转速，使卷取线速度保持不变，这就是卷取机的速度调节。
卷取机的速度调节除了补偿卷径变化外，还应包括根据工艺要求，对机组速度进行调整。
一般来说机组速度的调节，可采用改变电压(降压)的方法，从基数n基往下调；而卷径变小时，调速则采用改变激磁(弱磁)的方法，从基速孢基往上调。
这样就可必最大机组速度'Ornax和最大卷径D。
诅x时的转速为基速挖基。
因此，调激磁的调速范围应保证满足下式：式中 nmax、n基——分别为卷筒的最大转速、基速；D、d——分别为带卷的外径、内径。
综上所述，电枢电流I枢与卷取张力T成比例；磁通量ø与卷径D成比例。
在电器上采用电流调节器和电势调节器来实现恒张力控制。
上述电势电流复合张力调节系统，用改变磁通的方法来适应卷径的变化，以保证卷取线速度，从而实现恒张力控制。
卷取机处于弱磁条件下土作，不能充分利用电动机力矩；由于电动机磁通的调速范围往往受到限制，不能满足卷径比的要求，在此情况下不得不增加电动机容量。
钢管生产线板材卷取机张力控制的实现
# 应用技术 !钢管生产线板材卷取机张力控制的实现刘光星 史富斌 闫宏亮(西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室 )摘要 针对钢管生产线板材卷取需张力控制的工艺要求 , 采用英国欧陆 590 P 4Q 全数字式直 流调速器 , 设计了纵剪生产线卷取机张力控制系统 。
控制系统通过对 590 P 调速器内部功能块的组 态 , 实现了卷取时的恒张力控制 。
系统已成功应用于实际生产 , 生产状况表明 , 基于 590 P 的卷取 机张力控制系统能保持恒定的张力控制 , 减少电气故障 , 提高纵剪生产的工艺性能和产品品质 。
关键词 卷取 直流调速器 张力控制制造用于输送石油 、天然气的钢管时 , 需要根 据管径的大小将板材按要求的宽度剪切 。
这种将从 钢厂购进的热轧板 材 (钢卷 ) 展 开 , 按 规 定的 宽 度纵向连续剪切 , 并将剪过的钢带重新卷成钢卷 , 供制管生产线作生产原料的工艺过程称为纵剪 。
纵 剪生产线主要由开卷机 、夹送辊 、圆盘剪 、卷取机 等组成 。
钢卷由开卷机拆卷 , 通过夹送辊夹送 , 将 钢带送进圆盘剪 , 按要求的宽度用圆盘剪对钢带实 现纵向剪切 , 纵剪后的钢带由卷取机重新卷绕成新 钢卷 。
由于板材存在弹性变形 , 很可能因为卷取时 材的品质 。
同时张力的波动还可能造成板材在卷筒 上的层间串动或松卷 。
由此可见 , 卷取机张力控制 系统调节品质的好坏 , 直接影响所制钢管的质量 。
因此根据制管的工艺要求 , 卷取时要保持恒张力控 制 。
笔者拟针对卷取机的张力控制设计做一介绍 。
1 基于欧陆 590 P 调速器的卷取机控制系统卷取机控制系统的连接图如图 1所示 。
纵剪生 产线中驱动卷取机直流电动机的装置采用英国欧陆张力的波动使板材断面尺寸发生变化 , 继而影响板图 1 卷取机控制系统连接图—59 —2010年第38卷第2期刘光星等: 钢管生产线板材卷取机张力控制的实现590 P 4Q 全数字式直流调速器, 调速方式为电流内环、速度外环的双闭环调速系统。
恒张力控制实现的几种方案
恒张力控制实现的几种方案恒张力控制实现的几种方案在日常工作中，我们经常遇到张力控制问题，张力控制得好坏直接影响着产品的质量，由于张力控制的多样性及复杂性，选用一套合理经济实用的张力控制系统是企业采购设备前所要考虑的首要条件。
下面我列举几中常见的张力方式供大家参考。
一、力矩电机及驱动控制器1、性能：张力控制不稳定，线性不好。
2、经济性：设备简单，价格便宜，可正反转。
3、适用于张力精度要求不高的场合。
如：电线、电缆。
二、磁粉制动器/磁粉离合器张力控制1、经济性：电气省不了钱，机械也费钱，同样需要调速单元（如变频器、直流调速器）及张力控制仪。
2、精度差：线性不够好，控制的卷径变化范围不大。
(特别是在大负荷或高速时张力精度不够)；3、故障率高，维护费用高（经常要更换磁粉），磁粉制动器/磁粉离合器的可靠性差，发热严重功率大的还需水冷等。
4、性能：张力稳定性比力矩电机稍强，张力及速度可调。
适用范围比力矩电机广。
三、舞蹈棍控制器1、性能：张力控制平稳，有张力贮能功能、张力调节麻烦。
2、电气调速单元要求响应快，机械设备较复杂、局限于线材不适合于片材。
如：光纤，光缆。
四、直接张力闭环控制1、性能：张力控制平稳，电气调速单元要求响应快，张力可视，系统容易振荡。
2、电气设备复杂，需要调速单元、张力控制仪及张力传感器，设备初投资大，价格贵。
3、性能价格比不高，不适用于大张力控制场合。
五、全新的间接张力控制系统1、采用ABB全新的间接张力控制系统，不需要磁粉制动器/磁粉离合器，不需要张力控制仪及张力传感器，只需调速器（罐装卷曲软件）直接带动电机就可以实现恒张力控制。
2、内置卷径计算功能，卷径输出可视，具有静态补偿及加速补偿。
3、张力线性可调精度达到1%，速度线性可调精度达到0.1%, 方向可正反转, 卷径可达1.5米，速度可达500米/分，张力0~2000KG 可调。
4、性能：优越的性能价格比，维护方便，调试较复杂，需要专业的调试工具及调试软件。
卷染机恒张力恒线速控制的研究的开题报告
卷染机恒张力恒线速控制的研究的开题报告一、研究背景及意义布料卷染是纺织行业生产中重要的环节之一，广泛应用于服装、家居纺织、医疗、工业等各个领域。
然而，在卷染过程中，由于织物的锁边、卷缩、弹性等因素使得织物的长度、宽度、密度等均会发生变化，造成织物的线速度变化，进一步导致染色不均、色差等质量问题的产生。
因此，实现恒张力恒线速的控制是提升产品染色质量、降低染色成本的重要手段，也是卷染机发展的必要趋势。
目前，国内外已经有不少学者在此领域进行了研究，采用PID控制、模糊控制、神经网络控制等方法来实现卷染机的恒张力恒线速控制。
但是这些方法存在控制精度不高、响应速度慢、稳定性差等问题，还需要较大的调试时间和人工经验。
因此，深入研究卷染机恒张力恒线速控制的方法和技术，提高卷染机的控制精度和稳定性，对于降低染色成本、提高产品质量和行业竞争力有重要意义。
二、研究内容和方法本研究旨在探究一种卷染机恒张力恒线速控制的新方法，包括系统建模、控制策略设计、系统仿真等环节。
具体研究内容如下：1.系统建模：根据卷染机的动力学特性、张力传递规律和线速度特性，建立数学模型，分析系统的动态特性和稳态响应，为控制策略设计提供理论依据。
2.控制策略设计：综合运用PID控制、前馈补偿、自适应控制等多种控制策略，设计一种高精度、快速响应、稳定性好的恒张力恒线速控制算法，并进行仿真和参数优化。
3.系统仿真：利用Matlab/Simulink软件建立系统仿真模型，对恒张力恒线速控制系统进行仿真和分析，验证控制策略的有效性和优越性，并通过仿真结果对实际控制系统进行调试。
三、预期目标和成果通过本研究，预期达到以下目标和取得以下成果：1.设计一种高精度、快速响应、稳定性好的卷染机恒张力恒线速控制算法。
2.建立完善的系统模型和仿真平台，验证控制策略的有效性和优越性。
3.在实际卷染机上进行控制实验，通过比对测试结果和仿真结果，进一步优化控制参数，实现卷染机恒张力恒线速控制。
张力控制变频收卷的控制原理
张力控制变频收卷的控制原理一.前言:用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。
对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。
同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。
即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。
二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求2.1传统收卷装置的弊端纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。
传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。
而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。
尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。
在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。
2.2张力控制变频收卷的工艺要求（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。
张力的单位为：牛顿或公斤力。
（2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。
（3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。
（4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。
2.3张力控制变频收卷的优点（1）张力设定在人机上设定，人性化的操作，单位为力的单位：牛顿。
（2）使用先进的控制算法：卷径的递归运算；空心卷径激活时张力的线性递加；张力锥度计算公式的应用；转矩补偿的动态调整等等。
（3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。
并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。
（4）因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。
如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
酸洗线卷取机恒张力控制原理及实现方法摘要：卷取机张力的稳定性直接影响到清洗线产品的质量，卷取机的恒张力控制是卷绕自动控制系统中的关键技术。
本文首先描述了实现恒张力控制的原理，通过分析选取了适合的控制方法。
并结合意大利Ansaldo 全数字直流传动装置SPDM给出了一种具体的实现方法，这种方法搭建的系统在实际应用运行稳定，清洗效果良好。
关键词：张力控制最大力矩法全数字直流调速装置SPDMAbstract: The stability of the wind reel’s tension will influence the quality of the acid cleaning‘s product directly. The way of constant tension control to the wind reel is a key technique of the automatic taking-up equipment. At the beginning of this paper, we describe the principle of tension control. Then we choose a better control method based on analyze. And then we give a implement method use the Italian Ansaldo’s whole digit direct current timing equipment SPDM. The acid cleaning system based on this method worked steady and the wash effect is good.Key words: tension control; maximal moment method; whole digit direct current timing equipment SPDM.1、概述近年来，市场上对铜带的需求有增无减，国际市场上铜产品价格呈强劲上涨趋势。
用户对铜带产品表面的光洁度要求越来越高，同时企业对清洗的效率也提出了更高的要求。
传统的清洗方式已不能满足企业的需要。
铜带清洗的质量一方面取决于工艺，另一方面也与卷取机张力有密切的关系。
一般来说，卷取机张力的稳定性直接影响带材的质量和成品率。
尤其在带材被拖动动态升降速的过程中，更要保持张力的恒定以免出现断带。
传统的卷取机张力控制装置为模拟系统，其张力控制精度低，大约在±5%左右，而且由于调试困难，实际上往往难以达到。
当前普遍采用全数字直流调速装置来实现恒张力控制。
意大利Ansaldo 全数字直流传动装置SILCOPAC D在冶金领域有着广泛的应用。
它有许多优异的性能如具有电流、速度、电势环的自整定功能，可以通过串行总线进行大量的数据交换，可以通过软硬件设定系统功能，满足用户多种需要等。
磁场控制由一个可控硅控制的调压器作为电机的励磁控制，励磁控制模式可以是恒压控制、恒流控制以及自动弱磁升速控制。
利用SILCOPAC D可以方便的实现卷取机的恒张力控制。
本文的研究基于铜带酸洗线设计，主要讨论使卷取机张力恒定的控制原理并结合Ansaldo直流调速装置（SPDM）说明其实现方法。
2、卷取机恒张力控制原理保持张力恒定通常采用间接张力控制方式。
所谓间接恒张力控制方式，就是只给定张力设定值，不用检测器采集张力的实际值，对张力不形成闭环控制，而是通过对开卷机电流或磁场的控制来间接实现对张力进行恒定控制的方法。
2.1 常用间接张力控制法通常采用的间接张力控制方式有2种：比例控制方式和最大力矩控制方式。
为了说明这两种方式的差别，进行以下推导。
下图为卷取机示意图：图1 卷取机示意图铜带在进入卷取机前，一般经过一个S 辊，S 辊的作用是把清洗生产线的张力控制分隔成2段：开卷清洗段和卷取段，开卷清洗段张力较小，卷取段张力较大，二段张力互不影响。
设电动机轴上的转矩为D M ，则有：D M a M C I φ= （1）其中：M C — 电动机转矩常数φ — 电动机主磁通 a I — 电枢电流设铜带的张力力矩为T M ，则：T M 2TD i η=（2） 其中 η — 机械传动效率 设空载转矩为O M ，加减速时所需的动态转矩为g M ，则有以下的转矩平衡式：D T O g M M M M =++如果忽略相对较小的空载转矩O M 和动态转矩g M ，并联立式（1）和式（2）可得：M a C I φ2TD i η=从而得到张力T 的近似表达式： 2a M I T C i Dφη= （3） 可知：要保持张力不变则需要保持a I D φ为常数。
使a I D φ为常数一般采用2种方法，一种是令a I 和Dφ分别不变，采用使电枢电流恒定的调节器和使磁通随卷径成比例变化的调节器。
这种方式叫比例控制方式。
另一种是卷取电动机在额定转速n 以下运行时，使磁通等于额定磁通，即 e φφ= ，系统采用调节电枢电压调速。
为了保持张力恒定，就要求电枢电流与卷材卷径成比例，即a I D为常数；在额定转速n 以上运行时，才开始弱磁调速。
这种方法叫最大力矩控制方式。
比例控制方式虽然结构简单，易于搭建控制系统，但它也有明显的缺点，只要系统不在最大卷径下工作，电机始终处于弱磁状态，电机效率不能得到充分应用。
而且当卷径变化大时，弱磁倍数也很大，对电机要求很高。
设备选型也很困难。
所以通常采用最大转矩法来实现恒张力控制。
2.2 空载转矩O M 和动态转矩g M 补偿前面的推导过程忽略了空载转矩O M 和动态转矩g M ，但在实际应用中，这两者是不能忽略的。
卷取机电机和带材均有运动惯性，在卷取速度发生变化时，会产生动态力矩，从而使张力发生波动，所以要对电枢电流补偿以消除速度变化时对带材张力的影响。
每次速度发生变化时，均应有相应的补偿电流投入。
动态补偿电流近似的计算方法是：g I =2160375M GD i dv C D dtφπ 空载补偿主要补偿机械损耗、风阻损耗等，它的补偿电流0I 可以通过实际测量得到。
综上所述，为保证卷取机在卷绕过程中张力恒定，控制电动机的电流应该包括三个部分：张力电流t I 、动态（惯性）补偿电流g I 和空载补偿电流0I 。
即：0t g I I I I =±±3、实现方法利用SPDM 可以很方便的实现最大力矩式张力控制，系统的原理如图2所示：图2 张力控制系统原理3.1 卷径计算在间接恒张力控制系统中，卷径是一个非常重要的参数，直接影响着张力控制的结果。
线速度给定V取自速度控制模式S辊的线速度，当前电机运行的角速度Wg由编码器测得。
则当前卷取机的卷径D为：VDWg同时，为了保证计算结果正确，装置内部也须设定卷径限幅，如最小卷径、最大卷径等参数。
SPDM的DIAMETER CALC（卷径计算）参数组可以很方便的设置。
当系统由静止转入运行时，由于线速度给定V和角速度反馈Wg都很小，所以采取这种方式计算的卷径误差很大，这时可采用一个恒定的起始卷径值来建立初张力，只有当角速度超过设定的门限值时，卷径计算功能才有效。
3.2 速度调节器在卷径已知的情况下，用当前的线速度给定除以卷径，可以近似得到角速度给定。
速度调节器的输出必须饱和，因为只有在速度调节器输出饱和的情况下，张力调节器输出对速度调节器的限幅才会有作用。
为了使速度调节器输出饱和，可以采用附加给定的方法，对SPDM 而言，一般±10%的附加给定即可满足需要。
附加给定的参数是 SPEED REG （速度调节器）参数组中的CB2，可以选择附加速度给定源。
通过AUX.FUNCT.1参数组的CE1参数设定附加速度给定值的大小。
3.3 输出限幅在酸洗机组中，一般在基速以下不需弱磁即可满足实际生产的需要。
此时电机始终处于满磁状态，电磁转矩大，电机的效率较高。
为了实现张力恒定，由式（3）2a M I T C i D φη= 可知只需a I Dφ恒定即可，又因为是满磁运行，e φφ= 故只需a I D 为恒定即可。
通过输出限幅可以实现a I D恒定。
2a M I T iC D ηφ=a I K D ='1a I TD K TD K ⇒== 张力运算调节器根据当前的卷径值D ，计算得到与之成正比变化的a I 的值，再加上必要的补偿一起作为速度环的输出限幅，同时也作为电流环的输入。
由于速度环输出始终是饱和的，所以a I D ∝，a I 受到卷径D 的控制，从而间接控制张力T 恒定。
在SPDM 中可以通过设定CURRENT REG （电流调节器）参数组中的电枢电流限幅参数CA2来设定限幅。
在张力控制模式下还需要用到辅助功能选项。
3.4 机械损失补偿和动态补偿空载补偿是为了补偿机械的摩擦力矩、风阻损耗力矩及卷材弯曲力矩等，这些大都与转速有一定的关系，故采用一个恒定量或加一个与速度成线性关系的量进行补偿。
动态转矩g M 与速度变化，卷径机械加速时间、材料密度和带材宽度相关。
用SPDM 实现这两种补偿的方法是根据实际情况设定惯量补偿和空载补偿对应的参数。
4、应用效果在十堰益民铜材厂三号清洗线中，采用了Ansaldo 的全数字直流调速装置SPDM 来控制卷取机。
整套设备设计调试简单，且运行良好，完全达到了厂方的要求，薄带（0.2MM ）和厚带（约1MM ）的清洗都未出现断带情况。
参考文献：[1] 陈伯时 电力拖动自动控制系统 机械工业出版社 2000.6[2] 王小泉等 卷取机张力单片机控制系统 西安重型机械研究所 1997[3] 李志宏 酸碱洗清洗机列设计计算 有色金属加工 2003.4[4] 付艳鹏，金晓宏 开卷张力控制中钢卷直径的获取 武汉科技大学学报（自然科学版）2005.12[5] Ansaldo industry SILCOPAC D introduce. 2003.8。