ICON收放卷应用CPW张力控制V1903
薄膜收卷张力调节装置
薄膜收卷张力调节装置
薄膜收卷张力调节装置是用于在薄膜生产或加工过程中控制收卷张力的设备。
薄膜生产过程中，保持适当的收卷张力对于薄膜的质量和后续加工步骤的顺利进行非常重要。
以下是一些常见的薄膜收卷张力调节装置：
1.张力感应装置：通过张力感应装置实时检测薄膜收卷中的
张力，可以使用压力传感器、应变传感器或张力传感器等。
传感器会测量张力，并将其转换为电信号传输给控制系统。
2.张力控制器：张力控制器是根据张力感应装置所提供的信
号来控制收卷装置的设备。
可以通过自动或手动方式调节
收卷装置的速度，使其保持稳定的张力。
3.张力测量及控制系统：这是一个完整的薄膜收卷张力调节
系统，包括张力感应装置、张力控制器、电子控制单元等。
该系统能够监测薄膜的张力，并及时对收卷速度进行调整，以保证薄膜的张力控制在合适的范围内。
4.张力辊装置：在收卷过程中使用张力辊装置，通过改变辊
筒的摩擦力来调节收卷张力。
可以调整辊筒的压力、直径
和摩擦系数等参数来控制张力。
5.恒张力装置：恒张力装置通过在收卷装置上应用恒定的张
力力量来控制张力。
它可以使用气动或液压元件来提供稳
定的张力，以确保薄膜的均匀收卷。
这些装置和系统结合使用，可以实现薄膜收卷过程中的张力调
节与控制，以确保薄膜的质量和生产效率。
具体使用哪种装置和系统可以根据薄膜材料特性、生产工艺和需求来决定。
西门子运动控制器SIMOTION收放卷应用介绍
SIMOTION D Winder 包应用介绍于长波摘要：SIMOTION提供了一个可以应用于大部分开卷曲功能的应用包，其中包含了多种控制方式，多种卷径计算方法以及张力锥度、断带检测等功能。
但全面的同时带来了应用结构复杂、参数众多等问题。
本文根据以往的调试经验对Winder包的应用进行一下应用介绍，分为卷曲的基本原理、控制方式、程序结构、应用步骤四个部分。
关键词：SIMOTION 开卷曲1 .开卷曲的基本原理开卷曲的控制要求可以概括为通过控制电机的转矩来控制材料上的张力，使张力不变或按照一定的曲线减小（即张力锥度）。
从电机转矩到材料张力，这之间存在以下影响因素。
首先就是卷径，这是开卷曲控制最重要的一个参数，对其要求就是“稳”和“准”。
卷径计算可以大致分为速比法、厚度累积法和外部测量法。
速比法是检测同一时刻下卷轴的转速和材料的线速度，两者相除即得到直径，这种方法实时性好，但稳定性欠佳。
在此基础上衍生出积分法和位置计算法，两者就是将一定时间内卷轴的角度位移与材料的位移相除，然后按一定的斜坡输出。
区别在于积分法是用速度的积分得到角度位移和材料位移，而位置计算法是直接取轴的位置值做计算。
这种方法稳定性好，实时性与直径计算的更新周期有关。
厚度累积法是根据卷轴的圈数和材料的厚度计算的一种方法，即卷轴每转一圈直径增加2倍的材料厚度，然后按照一定的斜坡输出。
这种方法稳定性非常好，但准确性与材料厚度的准确性有很大关系，这里所说的材料厚度并不是指材料本身的实际厚度，而是材料的实际厚度加上材料之间缝隙的厚度，即与松紧度有关。
外部测量法就是用传感器直接测量卷轴的实际直径，可分为接触式和非接触式，常见的接触式传感器有编码器和位移传感器，非接触测量传感器有激光、微波等。
由于测量数值与实际的直径可能是非线性的，所以要对测量值做非线性处理。
其次是对转矩的补偿，主要是加减速补偿和摩擦补偿。
加减速补偿指的是当材料在加速或减速时电机要提供额外的转矩对卷轴进行加减速，其大小与开卷曲机械系统的转动惯量和加减速度有关；其方向与工作方式（是开卷还是收卷）和出料方向（材料是在卷轴的上方还是下方）有关。
模糊自适应PID控制在凹版印刷机收卷张力控制中的应用
２ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ｎｅ Ｓ ａｔ ｎ ｅｓｙ Ｓａｔｕ５ ５６ ， ｕｎｄ ｎ ， ｈ ａ ． ｏｅｅｏ ｉ ｃ ， ｈ ｎ ｕＵ ｉ ｒ ｔ，ｈｎｏ １０ ３ Ｇ ａ ｇｏｇＣ ｉ ） ｌ Ｓｅ ｏ ｖ ｉ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｒ ｖ ｒ ｒ ｓ ｃ ｉ ｅ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒ ｉ － ａ ｙｎ Ｔ ｒ ｒ ｔｏ ｇ ｃ ｕ ｌｎ ｅａ ｉｎ ｂｅｗｅ ｎ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｒ ｃ ｓ ｆ ｇ ａ ｕ ｅ ｐ ｅ ｓ ｍａ ｈ ｎ ｓｎｏ ｌｎ ａ ，ｔｍｅ ｖ ｒ ｉｇ． ｈｅ ｅ ａ ｅ Ｓ ｒ ｎ ｏ ｐ ｉ ｇ ｒ ｌｔｏ ｔ ｅ ｔｎｓｏ ｎ ｐ ｅ ｏ ｔｏ ．Ｓ ｔ ｈ ｃｕ ｌｐ ｉ ｔｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｌｎ ｏ ｄ ｓｇ ｈ ｐ ｒ ｐ ｉｔ ａ ｄ ｒ ｏ ｆ ｕ ａｉｎ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎｒ １ ｏ ｗｉｈ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｒｎ ｉ ｇ ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ ｅ ｔ ｅ ｉｎ ｔ ｅ ａ ｐ ｏ ｒａｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｃ ｎ ｉ ｒ ｔｏ ｏ ｇ
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大 改善 。 图 ３表 ６参 １ ３ 关 键 词： 凹版 印 刷 机 ；Ｉ 制 ； 糊 自适 应 ； 卷 张 力 ＰＤ控 模 收
中图分类号 ：Ｓ ０ ． ；Ｐ ７ Ｔ ８３ ６ Ｔ ２ ３
收卷张力控制
收卷张力控制摘要：一：力矩电机，力矩控制器。
力矩电机是一种具有软件机械特性，和宽调速范围的特种电机。
并且以恒转矩输出。
二：变频电机，利用矢量型变频器做变频电机的转矩控制，使变频电机处于恒转矩输出。
具有速度反馈的控制方式其转矩控制的精度更高。
三：利用压力传感器，或者位置传感器来检测传动负载的张力，作为反馈信号通过PID过程控制的计算，使放卷与收卷保持相对应的速度来达到传动负载恒张力的控制。
放卷与收卷均采用变频器转速控制或者变频器PID控制。
以上三种都是收卷张力控制，在实际生产中各有优缺点，现将这三种电气控制的方法进行阐述和比较。
关键词：力矩电机，变频矢量转矩控制，过程PID控制，张力传感器。
正文：在纺织，电线电缆，金属制品加工，造纸，橡胶等行业中通常需要将产品卷绕在卷筒（铁盘，木盘）上。
卷绕的直径从始至末由小变大，为保持传动负载（被卷绕产品）张力均衡（机线速度不变）就要求卷筒的转速越越小，卷绕力越卷越大,。
产品绕卷时卷筒的直径逐渐增大（负载转矩增大）。
在整个过程中保持被卷产品的张力不变十分重要，若张力过大会将产品（如线材，纸制品）拉细或者断裂亦或者产品厚度，直径等不均匀工艺要求达不到要求。
而张力过小则可造成卷绕松弛不能保证产品的收卷。
为了使产品在卷绕过程中张力保持不变，必须在产品卷绕到卷盘上的盘径增大时驱动卷盘的电机的输出力矩也要增大，同时保持卷绕的线速度不变，那么电机的转速也要逐步减小。
需要达到上述要求的控制，在实际应用中通常采用力矩电机控制，变频电机转矩控制，以及张力传感器的PID调速控制。
现将这三种控制方法在实际应用中的优缺点进行比较，并且分析这三种控制方式在使用过程中的注意点。
第一力矩电机：力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。
这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力,当负载增加时，电动机的转速能自动的随之降低，而输出力矩增加，保持与负载平衡。
力矩电机的堵转矩高，堵转电流小，能承受一定时间的堵转运行。
收卷张力控制方案
收卷张力控制方案以下是 7 条关于收卷张力控制方案：1. 嘿，你知道吗？收卷张力控制好重要哇！就像骑自行车要保持平衡一样。
比如在印刷厂里，纸张收卷的时候，如果张力控制不好，那可就乱套啦！要么太紧纸张变形，要么太松卷得乱七八糟。
咱可得找到那个刚刚好的点，让收卷顺顺利利的呀！2. 哎呀呀，收卷张力控制方案可不简单哟！这就好比开船要掌握好方向。
像那种大卷的布料收卷，张力要是没弄对，不就跟船在海上迷失方向一样糟糕嘛！所以得精心设计方案，确保一切都稳稳当当的呢！3. 哇塞，想想看收卷张力控制方案得多关键呀！这就如同跳舞要踩准节奏。
比如塑料薄膜的收卷，张力控制不当，不就像跳舞乱了拍子一样不协调。
那可得把这个方案做得精妙绝伦，让收卷也能跳出优美的“舞蹈”呀！4. 嘿哟，收卷张力控制方案可不能马虎呀！这跟厨师做菜调味一样重要呢。
要是收卷张力出了问题，就好像菜的味道不对，多别扭呀！一定得把方案做得杠杠的，让收卷顺利得像美味的菜肴让人赞不绝口！5. 哎呀，收卷张力控制得好那才厉害呢！就类似拔河比赛要掌握好力度。
像金属卷材的收卷，张力没抓好，不就跟拔河输了一样可惜嘛！所以咱得好好琢磨这方案，让收卷张力恰到好处呀！6. 哇哦，收卷张力控制方案真的超级重要啊！简直就像歌手唱歌要把握好音准。
假如收卷时张力乱七八糟，不就跟唱歌跑调一样难听嘛！必须得弄出个完美的方案，让收卷如同美妙的歌声般流畅！7. 嘿，收卷张力控制方案绝对是门大学问呢！就像走钢丝要保持平衡一样惊险又关键。
在一些大型的工业生产中，张力控制方案要是不行，那可就跟走钢丝掉下去一样可怕呀！咱可得绞尽脑汁把方案弄好，让生产过程顺顺当当不出差错！总之，一个好的收卷张力控制方案太重要啦，能让收卷工作高效又顺利！。
涂布机张力控制系统设计
器ꎬＮＪ５０１ － １３００ 控制器可以通过工业１ － １３００ 控制
１０ 个伺服轴和 １ 个虚拟伺服轴ꎬ所以最终选择了
分、人机操作部分、逻辑控制部分组成ꎮ
１ 引言
究机构与某些小公司的生产市场ꎬ全自动涂布机大
范围使用用于工厂的大批量生产中ꎮ 以人工将电池
伴随世界工业的不断发展ꎬ能源问题已经成为
原材料组合的生产方式大部分存在于国内锂电池发
了人们生活和人类发展中不可避免的难题ꎮ 由于对
展初期ꎬ经过研究出现了改进的半自动设备ꎮ 目前
锂电池性能要求提升ꎬ锂电池内的各部分性能要求
防爆作用ꎮ 在锂电池整体要求提高的背景下ꎬ对于
正负极极片及制作隔膜ꎮ 正极的活性物质为氧化锂
生产锂电池的自动化设备也是一个挑战ꎬ其中生产
钴ꎬ隔膜是一种特殊的复合膜ꎬ负极的活性物质为
隔膜生产中重要组成部分的涂布机在此环境下设备
整体自动化水平得到了很大提升 [１] ꎮ
２ 行业现状
碳、有机电解液 [３] ꎮ
计算的结果通过执行机构执行ꎮ
(２) 专用张力控制系统ꎮ 通过张力传感器采集
反馈量ꎬ一般为模拟量信号ꎮ 通过控制系统内部演
的极片经张力系统调整张力ꎬ同时控制收卷速度ꎬ使
算ꎬ结果直接对磁粉制动器或变频器进行控制ꎮ 此
它与涂布速度同步ꎮ 极片保持在中心位置ꎬ由收卷
种方式一般只应用在单向驱动场合ꎮ
干燥———牵引———收卷五部分完成ꎬ其中最主要的
ＹＡＮＧ Ｙｕｎ￣ｑｉｎｇ１ ꎬＳＵ Ｚｈｅｎ￣ｙａｎｇ２
(１ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ. Ｌｔｄ. ꎬＳｈｅｎｙａｎｇ １１０１４１ꎬＣｈｉｎａꎻ２ Ｔｉａｎｊｉｎ
收放卷张力控制+标签视觉检测电气汇川伺服PLC系统方案
收放卷张力控制+标签视觉检测电气汇川伺服PLC系统方案收放卷张力控制+标签视觉检测电气系统方案一、项目背景：该项目为已经对印染完成的标签，通过收放卷进行展开，并依次通过视觉检测，通过配合上位机检测对印染不良品进行精准停留在工作台上，以方便人为进行替换不良品，在进行收卷成型的设备二、项目要求：收放卷：材料恒张力，无外部卷经摆臂等检测机构，通过锥度实现张力恒定控制，要求收放卷材料运行不抖动，不拉伸定位精准：与视觉系统上位机采用Tcp通讯方式，对视觉系统检测出的不良品信号，对其进行精准位置分析，保证不良品可以准确停留在人工操作台上，以方便人为进行替换处理三、硬件配置：汇川设备：四、方案拓扑：五、方案说明：采用Canlink方式通讯伺服，采用T cp通讯触摸屏+视觉检测信号（一）方案优点：1、采用汇川Canlink通讯伺服，速率传输可达1M，节省了传统方式的接线，并且Canlink通讯方式给予485数据交互定义，对于伺服的参数读取以及调试方面更为方便2、采用T cp进行通讯触摸屏+视觉数据读取，Tcp采用自适应速率最高可达10M，且采用T cp方式的控制模式下节省接线。
（二）现场难点问题及解决方案说明：1、关于恒定张力设定问题由于该现场针对收放卷的控制方式为转矩模式控制，且收放卷的卷经变化比较大，所以对于设定转矩变化对于收卷随着卷经变大应该加大，对于放卷则相反，所以对于锥度的转矩变化比例需要在程序进行对已知牵引的情况下通过NπD公式，求得收放卷的D，结合实际情况进行对设定转矩的叠加处理2、关于与上位机的地址帧格式交互说明由于与视觉系统的配合工作为采用T cp通讯格式，对于上位机支持标准的Modbus Tcp通讯帧格式，所以需要对PLC程序中的地址格式进行解码以及帧转化处理。
并对上位机随机发送检测不良品停机位置进行整合，保证不良品可以充分停留在工作台上六、关于后续客户使用效果说明：（一）效率说明：客户要求无视觉检测线速度可达150m/分，有视觉检测速度可达120m/分，采用汇川伺服基于Canlink通讯控制的情况下，对速度的控制方式为直接定义伺服转速，所以避免了传统基于脉冲控制，脉冲输出频率不足导致无法提升效率，以及过小脉冲数导致定位细分不准导致定位误差的情况出现（二）效果说明：该视觉检测卷绕机针对标签的不良检测稳定效果率不仅仅体现在视觉系统的检测机构，对于视觉系统检测的不良品误差不仅要求准确停在操作台上方便人工进行换料，也要保证在停止完成时收放卷张力稳定不出现材料变形的情况，针对汇川伺服在客户高速120m/分钟的表现来看，不仅对连续视觉检测给定不良品误差以及随机给定不良品误差，在经过9米的缓冲机构，仍能保证不良标签准确定位，满足客户的要求（三）稳定说明：该视觉系统的工作原理为收放卷动作，所以针对稳定性，客户提出除收放卷无料导致需要停机以外，其余状况尽量减少停机时间，使用汇川伺服的情况下，即便收放卷卷经变化较大（直径变化半米），也没有出现由于过大转矩出现伺服超载报警等问题（四）一体化说明：采用汇川H3uPLC自带以太网口，与上位机视觉系统进行数据交互，避免了传统采用io的性质，在生产过程中，更直观的反应当前的数据变化，更方便的减少了用户的接线流程。
罗克韦尔OEM在CPW(料卷控制)的应用
Printing • 经典的快速 P&ID 控制可保证张力控制的 稳定性和精确度 Wind/Unwind Tool code structure reduce the engineering and validation effort. • 张力锥度公式可防止大型辊失控 • 惯量补偿、加速度补偿、摩擦补偿等可 also help set up perfect tension control of Printing machines easily, including gr 进一步提高张力稳定性 • S88 程序结构使代码处理清晰高效 press, flexo and etc.
拉伸 涂覆 ... 分切
锡康达腊巴 德、海德拉巴 曼谷 马尼拉 胡志明市
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槟榔屿 吉隆坡 新加坡
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成型
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我们的目标是在 Logix 平台上开发一套料卷、开 卷及张力控制应用模板。 此工具包充分利用了驱动控制的源代码级集 成功能，依托集成架构和公司全球领域专业 知识 。 这有助于原始设备制造商实现标准化生产 、 缩 短产品上市时间以及降低工程和调试成本。
卷绕
张力
ELS
凸轮 曲线
套准
PLS 开卷
客户简报和能力中心 No. 2 Corporation Road #06-01/02 Corporation Place (Lobby D/E) Singapore 618494
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 ）
张力控制原理介绍
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。
1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。
转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。
根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。
MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。
2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。
张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。
2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。
3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。
摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。
3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。
施耐德PLC通讯系统
I/O 模块
模块错误状态操作
– 用于所有离散量和模拟量输出 模块.
–对通道或点进行配置 –软件配置极其简单 – 默 认: 所 有 输 出 关
保存上次输出
控制器输出数据 寄存器 400500: 6000
PSI
用户预定义
PSI
COMMUNICATION FAILURE
PSI
所有输出关
◎ 离散I/O
○ 关闭。
○ 转到预定义的安全状态。
○ 在看门狗定时器到期之前保持它们接收 到的最后数值。
可以按每个点定义故障模式。当整个模 块发生故障时，您所规定的故障状态设置可 被发送到替换模块。
开 关 量 I/O 概 述
AC I/O 模 板 （DAI） 24, 48, 115 和 230 V 16 和 32 点 模 板 独立隔离和成组隔离 AC 输 出 最 大 每 点 可 达 4A !
模 拟 量 I/O 概 述
输 入 模 板 （ACI / AVI ） 8，16 模 拟 量 输 入 • 电流和电压多量程 热偶和热阻模板 • 智能自动转换成工程量单位 每通道可分别配置 12 和 16 位 精 度 30 和 200 V 隔 离
输 出 模 板 （AIO / AVO） 4，8 电 流 4通道电压 • 多量程 12 位 精 度
辅控PLC系统基本硬件介绍 ——I/O模块
I/O模块
所有 Quantum I/O 模块均可通过Unity Pro、Concept 或 ProWORX 进行完全配置。 这种在软件中为每个模块指定 I/O地址的能 力使得在配置中添加或更改模块极为简单， 不必因物理位置更改应用程序。
每个 I/O 模块需要一个 I/O 接头 (P/N 140 XTS 002 00)，需要单独定购。除了本质安全 模块外，其他所有模块共用相同的接头。
西门子运动控制器SIMOTION收放卷应用介绍
SIMOTION D Winder 包应用介绍于长波摘要：SIMOTION提供了一个可以应用于大部分开卷曲功能的应用包，其中包含了多种控制方式，多种卷径计算方法以及张力锥度、断带检测等功能。
但全面的同时带来了应用结构复杂、参数众多等问题。
本文根据以往的调试经验对Winder包的应用进行一下应用介绍，分为卷曲的基本原理、控制方式、程序结构、应用步骤四个部分。
关键词：SIMOTION 开卷曲1 .开卷曲的基本原理开卷曲的控制要求可以概括为通过控制电机的转矩来控制材料上的张力，使张力不变或按照一定的曲线减小（即张力锥度）。
从电机转矩到材料张力，这之间存在以下影响因素。
首先就是卷径，这是开卷曲控制最重要的一个参数，对其要求就是“稳”和“准”。
卷径计算可以大致分为速比法、厚度累积法和外部测量法。
速比法是检测同一时刻下卷轴的转速和材料的线速度，两者相除即得到直径，这种方法实时性好，但稳定性欠佳。
在此基础上衍生出积分法和位置计算法，两者就是将一定时间内卷轴的角度位移与材料的位移相除，然后按一定的斜坡输出。
区别在于积分法是用速度的积分得到角度位移和材料位移，而位置计算法是直接取轴的位置值做计算。
这种方法稳定性好，实时性与直径计算的更新周期有关。
厚度累积法是根据卷轴的圈数和材料的厚度计算的一种方法，即卷轴每转一圈直径增加2倍的材料厚度，然后按照一定的斜坡输出。
这种方法稳定性非常好，但准确性与材料厚度的准确性有很大关系，这里所说的材料厚度并不是指材料本身的实际厚度，而是材料的实际厚度加上材料之间缝隙的厚度，即与松紧度有关。
外部测量法就是用传感器直接测量卷轴的实际直径，可分为接触式和非接触式，常见的接触式传感器有编码器和位移传感器，非接触测量传感器有激光、微波等。
由于测量数值与实际的直径可能是非线性的，所以要对测量值做非线性处理。
其次是对转矩的补偿，主要是加减速补偿和摩擦补偿。
加减速补偿指的是当材料在加速或减速时电机要提供额外的转矩对卷轴进行加减速，其大小与开卷曲机械系统的转动惯量和加减速度有关；其方向与工作方式（是开卷还是收卷）和出料方向（材料是在卷轴的上方还是下方）有关。
张力控制系统
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。
薄膜收卷张力调节装置
薄膜收卷张力调节装置一、机械结构薄膜收卷张力调节装置的机械结构主要由卷曲轴、轴承座、轴承、卷曲辊、导向辊、压力辊和收卷支撑架等组成。
卷曲轴是薄膜收卷的核心部件，它通过轴承座和轴承支撑并驱动卷曲辊和导向辊进行工作。
压力辊的作用是使薄膜在收卷过程中保持张力，同时使薄膜与卷曲辊和导向辊紧密接触，以防止薄膜在收卷过程中发生滑动或跳动。
收卷支撑架则用于支撑整个收卷设备，保持其稳定性和平衡性。
二、控制系统薄膜收卷张力调节装置的控制系统主要由PLC、变频器、伺服控制器、传感器等组成。
控制系统通过对薄膜收卷过程中的各项参数进行实时监测和控制，以实现薄膜收卷的自动化和精确化。
具体来说，控制系统可以实现对以下参数的控制：1.张力控制：通过伺服控制器控制卷曲辊和导向辊的转动速度和张力，以保持薄膜在收卷过程中的张力稳定。
2.收卷速度控制：通过PLC和变频器控制收卷设备的转动速度，以实现薄膜的均匀收卷。
3.故障诊断与报警：通过传感器和PLC等设备的配合，实现对设备故障的实时监测和报警提示，以保证设备的安全性和稳定性。
三、传感器系统薄膜收卷张力调节装置的传感器系统主要由张力传感器、速度传感器、温度传感器等组成。
传感器系统通过对薄膜张力、收卷速度和温度等参数进行实时监测和反馈，为控制系统提供实时数据支持，以实现对薄膜收卷过程的精确控制。
四、张力检测与反馈在薄膜收卷过程中，需要对薄膜张力进行实时检测和反馈。
张力传感器可以检测到薄膜的张力值，并将其反馈给控制系统。
控制系统根据反馈的张力值对卷曲辊和导向辊的转动速度和张力进行实时调整，以保持薄膜张力的稳定。
这种实时检测和反馈机制可以避免薄膜在收卷过程中发生滑动或跳动，保证收卷过程的稳定性和均匀性。
五、收卷速度匹配在薄膜收卷过程中，需要保证收卷速度与薄膜的输送速度相匹配。
如果两者速度不匹配，会导致薄膜在收卷过程中出现打滑、跳动等不良现象，影响收卷质量和效率。
因此，控制系统需要根据薄膜的输送速度对收卷速度进行实时调整，以实现收卷速度与输送速度的匹配。
英孚康-ICON收放卷应用CPW张力控制V1903-454
制； • 收放线及摆杆调整系统采用PID控制，配合2ms的程序及伺服刷新
周期，保证1500MPM速度下摆杆波动范围低于0.5°； • 精确的线量及切割时间计算公式，时间精确到1min，线量精确到
10m； • 设备突然断电时可控停车控制，尽最大可能保护客户利益；
英孚康张力控制应用及案例介绍
V_19/03
Information Convergence
关于张力控制
应用场合：只要是卷材应用场合基本都需要实现张力控制。收放卷张力控制、过程中张力控制。
材料类型： 纸张，薄膜，绕线，金属。
检测/执行： 张力辊，悬臂，摆杆，磁粉/气动装置，伺服电机。
控制方式：闭环控制，开环控制，模型控制。
运行模式： 直接扭矩输出，闭环速度调节，SLAT模式 (驱动底层快速切换）, 差速磁粉控制。
辅助功能：
卷径计算， 锥度控制，惯量补偿，摩擦补偿（静态/动态），断料检测，非线性校准，信号处理。
张力稳定运行的基础：
1）伺服控制同步特性好；
2）驱动电流和电机扭矩输出的精度和稳定性；
3）适合工艺的合理控制方式；
• 产品收尾：根据卷径自动计算料尾长度，完成自 动贴标，减少废品
• 切缝：根据运行速度及标签长度，自动控制切刀 气缸动作时机，保证切缝（标缝3mm），减少废 品纸张
Information Convergence
案例：线切割设备–高响应张力闭环控制，断电可控停车不断线
控制特点：
• 运行速度：0-1800MPM； • 优异的电机绕组设计，80Nm、4000RPm的主轴电机选择，为行业
I/O
新增设备
收放卷张力控制+标签视觉检测电气汇川伺服 PLC系统方案
收放卷张力控制+标签视觉检测电气系统方案一、项目背景：该项目为已经对印染完成的标签，通过收放卷进行展开，并依次通过视觉检测，通过配合上位机检测对印染不良品进行精准停留在工作台上，以方便人为进行替换不良品，在进行收卷成型的设备二、项目要求：收放卷：材料恒张力，无外部卷经摆臂等检测机构，通过锥度实现张力恒定控制，要求收放卷材料运行不抖动，不拉伸定位精准：与视觉系统上位机采用Tcp通讯方式，对视觉系统检测出的不良品信号，对其进行精准位置分析，保证不良品可以准确停留在人工操作台上，以方便人为进行替换处理三、硬件配置：汇川设备：四、方案拓扑：五、方案说明：采用Canlink方式通讯伺服，采用Tcp通讯触摸屏+视觉检测信号（一）方案优点：1、采用汇川Canlink通讯伺服，速率传输可达1M，节省了传统方式的接线，并且Canlink通讯方式给予485数据交互定义，对于伺服的参数读取以及调试方面更为方便2、采用Tcp进行通讯触摸屏+视觉数据读取，Tcp采用自适应速率最高可达10M，且采用Tcp方式的控制模式下节省接线。
（二）现场难点问题及解决方案说明：1、关于恒定张力设定问题由于该现场针对收放卷的控制方式为转矩模式控制，且收放卷的卷经变化比较大，所以对于设定转矩变化对于收卷随着卷经变大应该加大，对于放卷则相反，所以对于锥度的转矩变化比例需要在程序进行对已知牵引的情况下通过NπD公式，求得收放卷的D，结合实际情况进行对设定转矩的叠加处理2、关于与上位机的地址帧格式交互说明由于与视觉系统的配合工作为采用Tcp通讯格式，对于上位机支持标准的Modbus Tcp通讯帧格式，所以需要对PLC程序中的地址格式进行解码以及帧转化处理。
并对上位机随机发送检测不良品停机位置进行整合，保证不良品可以充分停留在工作台上六、关于后续客户使用效果说明：（一）效率说明：客户要求无视觉检测线速度可达150m/分，有视觉检测速度可达120m/分，采用汇川伺服基于Canlink通讯控制的情况下，对速度的控制方式为直接定义伺服转速，所以避免了传统基于脉冲控制，脉冲输出频率不足导致无法提升效率，以及过小脉冲数导致定位细分不准导致定位误差的情况出现（二）效果说明：该视觉检测卷绕机针对标签的不良检测稳定效果率不仅仅体现在视觉系统的检测机构，对于视觉系统检测的不良品误差不仅要求准确停在操作台上方便人工进行换料，也要保证在停止完成时收放卷张力稳定不出现材料变形的情况，针对汇川伺服在客户高速120m/分钟的表现来看，不仅对连续视觉检测给定不良品误差以及随机给定不良品误差，在经过9米的缓冲机构，仍能保证不良标签准确定位，满足客户的要求（三）稳定说明：该视觉系统的工作原理为收放卷动作，所以针对稳定性，客户提出除收放卷无料导致需要停机以外，其余状况尽量减少停机时间，使用汇川伺服的情况下，即便收放卷卷经变化较大（直径变化半米），也没有出现由于过大转矩出现伺服超载报警等问题（四）一体化说明：采用汇川H3uPLC自带以太网口，与上位机视觉系统进行数据交互，避免了传统采用io的性质，在生产过程中，更直观的反应当前的数据变化，更方便的减少了用户的接线流程。
收放卷摆臂控制原理
收放卷摆臂控制原理
收放卷摆臂控制原理是一种常用于工业自动化生产线的控制方法。
它基于一种特殊的机械结构，通过电控系统实现对卷盘的收放控制。
该控制原理的核心是摆臂控制。
摆臂是一个与卷盘连接的机械臂，可以在水平和垂直方向上进行移动。
通过摆臂的移动，可以实现对卷盘的升降和水平移动。
在收放过程中，摆臂的运动方向和速度需要根据具体要求来调节，以保证卷盘的准确位置。
收放卷摆臂控制原理的关键是传感器的应用。
采用不同的传感器，可以实时感知卷盘的位置、重量和受力情况。
这些传感器将这些信息反馈给电控系统，系统根据传感器的反馈数据来计算摆臂的运动轨迹和速度，从而实现精确的收放控制。
在电控系统中，通常会使用PID控制算法来实现对摆臂的精确控制。
PID控制算法基于对反馈信号的实时处理，通过比较实际位置和目标位置的差异，调整摆臂的运动方式，使得卷盘能够快速、稳定地收放。
PID控制算法具有响应速度快、稳定性好的优点，广泛应用于各类自动化控制系统中。
此外，收放卷摆臂控制原理还需要考虑安全性。
在卷盘的收放过程中，需要防止突然停止或突然加速引起的冲击力过大，从而导致摆臂或卷盘损坏。
因此，在电控系统中通常会设置一些安全保护机制，例如速度限制、力矩控制等，以确保卷盘的安全运行。
综上所述，收放卷摆臂控制原理是一种通过摆臂控制卷盘收放的自动化控制方案。
通过合理的传感器选择和PID控制算法的应用，可以实现卷盘位置的准确控制和安全运行。
这种控制原理在工业生产线等各种自动化场景中广泛应用，为生产效率的提升和人工减少提供了有效的解决方案。
涂布机张力控制系统原理
涂布机张力控制系统原理
（实用版）
目录
1.涂布机张力控制系统的背景和重要性
2.涂布机张力控制系统的工作原理
3.涂布机张力控制系统的实际应用
4.涂布机张力控制系统的未来发展趋势
正文
一、涂布机张力控制系统的背景和重要性
涂布机是一种将涂料涂布在各种基材上的设备，广泛应用于包装、印刷、电子等领域。
在使用涂布机进行生产过程中，保证涂布的质量和稳定性至关重要。
而涂布机张力控制系统就是实现这一目标的关键技术。
二、涂布机张力控制系统的工作原理
涂布机张力控制系统主要由张力控制器、张力读出器、张力检测器、制动器和离合器等部分组成。
其工作原理如下：
1.张力控制器：根据设定值和反馈信号，控制张力的大小。
2.张力读出器：通过检测涂布过程中的张力变化，提供反馈信号给张力控制器。
3.张力检测器：通过测量涂布过程中的张力大小，将信号传输给张力读出器。
4.制动器和离合器：根据张力控制器的信号，调整涂布过程中的速度和张力。
三、涂布机张力控制系统的实际应用
在实际生产中，涂布机张力控制系统能够实现对涂布过程的精确控制，
确保涂布质量。
例如，在电池生产过程中，涂布机张力控制系统可以有效控制电池的涂布张力，保证电池的质量和性能。
四、涂布机张力控制系统的未来发展趋势
随着科技的发展，涂布机张力控制系统将越来越智能化和自动化。
浅谈浮动辊在印刷机收放卷张力控制中的应用
张等的印刷、涂布，有放卷、收卷等有关卷取操作的工序，卷材张力在动态地变化。
在卷取过程中，为保证生产效率和卷材的表面质量，保持恒定的张力是十分必要的。
本文介绍一种在工作中经常采用的张力自动控制方法——浮动辊式张力自动控制系统。
前言在卷取操作工序中卷筒的直径是变化的，直径的变化会引起卷材张力的变化。
张力过小，卷材会松弛起皱，在横向上也会走偏。
张力过大，会导致卷材拉伸过度，在纵向上会出现张力线，在膜卷的表面上会出现隆起的筋条，甚至会使卷材变形断裂。
影响张力控制的主要因素有机械损耗、薄膜拉伸弹性率、加减速时膜卷惯性引起的张力变化、卷取电机和驱动装置的特性等。
在卷取的过程中，为保证生产效率和卷材的表面质量，保持恒定的张力是十分必要的。
张力自动控制系统的分类在实际生产中，如果以中心收卷方式来卷取薄膜，膜卷的角速度是动态变化的，同时前面输送来的薄膜的速度也是随着生产速度而改变，这些都造成膜卷的张力是动态变化的。
为了使薄膜的张力保持恒定，就必须使到卷筒的转速能够根据膜卷张力的大小自动调整。
按控制原理基本上可以分为开环控制和闭环控制两种。
1.开环控制所谓开环控制就是在控制系统中，没有张力检测装置和反馈环节，或者只有检测装置而没有反馈环节的控制形式。
该方式通常采用力矩控制模式，直接控制电机转矩，控制过程中需要对机械损耗、静态惯量、动态惯量、加减速等做补偿，控制精度和稳定性较差。
2.闭环控制闭环控制就是具有检测装置和反馈环节的控制系统。
闭环控制的随机性很强，具有较高的控制精度。
闭环控制的反馈方式很多，常用的有桥式压力传感器和浮动辊式张力传感器两种。
这里介绍的就是采用浮动辊间接进行张力检测的控制方案，该方式通常采用伺服控制模式，直接控制电机转速。
浮动辊张力检测控制原理1.单浮动辊张力控制系统单浮动辊张力控制系统如图1所示，该系统主要由浮动辊3、低摩擦缸4、电位器5等组成。
当气缸上腔接入压缩空气时，作用于薄膜上的张力为辊重力垂直分力与气缸垂直作用力之和。
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产线控制单元
Safety I/O Camera
价值体验举例 – 灵活的网络拓扑及快速融合
传感器，要求张力稳定并且准确。 • 无材料参数输入，模型张力控制方式，加减速(5mps2)波动±1.5N，稳速±0.5N. • 卷径计算快速准确 （包括同步、异步间歇启停等情况） • 双主轴（一机两用）在线任意切换。 • 驱动单元直接捕捉高速色标
(时延小，重复精度高) • 共母线应用：电压波动影响小，降低能耗
放卷 张力摆杆
过程张力（可选闭环调节/速差开环调节
收卷张力传感器 收卷
控制特点：
• 运行速度：0-200m/Min，幅宽420mm；
• 放卷采用摆杆控制，恒张力，收卷张力辊调节，锥度张力，锥度可设；
• 收放卷均可根据需求更改张力方向；
• 过程张力根据材料或工艺段需求选择张力闭环调节或者开环速差调节，触摸屏直接切换，操作简单；
英孚康张力控制应用及案例介绍
V_19/03
关于张力控制
应用场合：只要是卷材应用场合基本都需要实现张力控制。收放卷张力控制、过程中张力控制。
材料类型： 纸张，薄膜，绕线，金属。
检测/执行： 张力辊，悬臂，摆杆，磁粉/气动装置，伺服电机。
控制方式：闭环控制，开环控制，模型控制。
运行模式： 直接扭矩输出，闭环速度调节，SLAT模式 (驱动底层快速切换）, 差速磁粉控制。
10m； • 设备突然断电时可控停车控制，尽最大可能保护客户利益；
案例：柔版印刷设备–收放卷张力控制、色组间非控张力稳定
控制特点：
•机组式高速柔版印刷机、色组单驱 / 双驱 / 三驱，最高 300m/min； •集成套色，0.05mm套印精度； •张力控制精度高，1600mm幅宽,大卷径，±1.5N，锥度控制。 •色组间距（≈2m），伺服同步性能保证非控张力稳定。 (见 右侧视频:套色系统离线时，加减速色标稳定) •案例之一：64个伺服轴（8色组三驱、伺服调压、双模切、一 断张、收料台）
• 收放卷均可分别设置停机张力和运行张力，通常运行张力大于停机张力；
• 可调的S曲线——S曲线可减缓加减速时的张力剧烈变化，提升系统稳定性。
案例：标签分切设备–闭环PID自适应，自动换接料（快速张力重建）
两台伺服控制四辊轴，实现不间歇收卷
控制特点：
• 运行速度：0-120m/Min
• 卷径: 可覆盖大（3英寸）、中（1.5英寸）、小 （1英寸）三种不同直径的纸筒，卷径范围Φ30Φ320mm；
案例：隔膜分层设备 – 放卷闭环、收卷开环
收卷端面平整
控制特点：
•运行速度：0-120m/Min； •大幅宽1.2m,大卷径1m •材料超薄10um. 最小张力设定 6N •开环张力控制，张力稳定，端面平整，不起皱； •一放两收。上下收卷独立控制，锥度张力控制； •剥离张力独立可控，剥离线稳定； •收放卷均有独立的倒卷功能； •共直流母线连接，节能高效。
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▪ 工程安装
» 更少的处理器和网络接口配置 » 标准网络设计更加简单容易 » 减少代码复杂度，很多数据都已自动加载，无需特殊指令访问 » 机电一体集成调试 (Robust Tuning, Load Observer)
▪ 调试运维
» 本地状态/故障日志 » 方便灵活的实时曲线监视 » 控制器内部已集成好的伺服轴诊断信息标签
• 张力：40-100N；大小轴切换，PID自适应张力几乎 不用手动调节，操作简单；
• 换接料：不停机自动换接料控制，提高生产效率
• 产品收尾：根据卷径自动计算料尾长度，完成自 动贴标，减少废品
• 切缝：根据运行速度及标签长度，自动控制切刀 气缸动作时机，保证切缝（标缝3mm），减少废 品纸张
案例：线切割设备–高响应张力闭环控制，断电可控停车不断线
辅助功能：
卷径计算， 锥度控制，惯量补偿，摩擦补偿（静态/动态），断料检测，非线性校准，信号处理。
张力稳定运行的基础：
1）伺服控制同步特性好；
2）驱动电流和电机扭矩输出的精度和稳定性；
3）适合工艺的合理控制方式；
4）稳定运行的算法和功能块；
我们的优势：
一：优秀的产品。
二：丰富的经验和案例。
三：实践检验的算法和工具库
价值体验举例 - 系统扩展能力
▪ 扩展系统能力
» 高端1756-L8x 处理器可支持256轴/CPU » 单个1756-EN3TR 以太网卡可支持128轴 » 中端处理器CompactLogix （集成以太网接口）具有丰富的型号可选（2,4,8,16,20,24,28,32轴）
▪ 模块化的用户程序
•伺服标配绝对值编码器，无需零位开关
•预调准、自动换版及调压、集成套色
开环印刷加减速十字标视频
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案例：多工位圆刀模切设备–多种材料、全开环、模型控制
控制特点： • 高精度多工位模切机，苹果/华为等3C产品的柔性材料加工，最终产品精度（5-10丝）。 • 多种材料并存（PET/粘性剥离/窄料/泡棉/异质合金），多种模式运行（同步/异步/追标），无张力
Safety Controller I/O
现有设备
▪ 制造企业生产线
» 新增设备 » 升级现有设备
Controller
HMI VFD
Controller
AB Servo Drives
I-CON Servo Drives
I/O
新增设备
I-CON Servo Drives
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价值体验举例 - 减少全周期的人力和时间投入
控制特点：
• 运行速度：0-1800MPM； • 优异的电机绕组设计，80Nm、4000RPm的主轴电机选择，为行业
发展提供基础保障； • 多主轴扭矩共享控制模式，在强刚性连接的主轴间做位置跟随控
制； • 收放线及摆杆调整系统采用PID控制，配合2ms的程序及伺服刷新
周期，保证1500MPM速度下摆杆波动范围低于0.5°； • 精确的线量及切割时间计算公式，时间精确到1min，线量精确到