MD收放卷张力控制
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式选择； Ø 可灵活改变收/放卷模式； Ø 丰富的卷径计算功能模块； Ø 灵活的转矩补偿、惯量补偿、张力锥度输出等功能模块
；
什么是张力控制？
在金属加工、纺织、造纸、橡胶、化工及电线电缆等工业中，当处理一些如纸张、薄片 、丝、布等长尺寸材料或产品时，都会用上卷壳及滚筒组成的加工生产线，这有一个 需要解决的问题：如何在卷筒直径从开始阶段至最后阶段逐渐变化的整个过程中，张 力和线速度的变化保持在所允许的范围内。以塑料薄膜为例，在放卷、收卷以及供料 过程中，薄膜上要保持一定的张力（或者称之为拉伸力），过大的张力会导致料膜变 形甚至断裂，而过小的张力又会使薄膜松弛，导致褶皱，这就要求在薄膜的处理过程 中要保持恒定的张力。 张力控制的作用就是：保持恒定的张力，抑制外来干扰引起的张力抖动。 有两种途径可解决此问题：
1、通过控制电机转速实现。 2、通过控制电机输出转矩实现。
张力控制基础--什么是张力控制系统？
什么是张力控制系统？
张力控制系统就是为实现张力控制而 必须的系统构成。 典型的张力控制系统包括： 1、张力控制器（含专用变频器） 2、张力检测器 3、磁粉制动器或离合器。 功能： 能够持久地控制料带输送时的张力。 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 也有能力保证料带不产生丝毫破损。
卷径比
=最大卷径/最小卷径
小于10容易控制，极限不得大于15；
力矩时影响最大力矩和最小力矩的比； 过大降低小张力控制精度； 速度控制增加PID控制难度；
最小/最大输出力矩
调整最小张力与卷轴材料直径最小时出现； 折算到电机力矩不小于10%*TN
调整最大张力与卷轴材料直径最大时出现； 折算到电机力矩不大于110%*TN
MD收放卷张力控制
主要内容
一
MD330产品概况和张力控制基础
二
MD330开环转矩模式应用
三
MD330闭环速度模式应用
四
预驱动和张力锥度应用
五 开环和闭环应用方案
MD330产品概况
Ø 是一款张力控制专用变频器； Ø 是在汇川MD320基础之上开发出来的； Ø 保留了MD320绝大多数功能，同时具备多种张力控制模
传动比
机械传动比=电机转速/卷轴转速 在张力控制时必须正确设定机械传动比。
皮带、齿轮(多极相乘）
最大线速度
牵引棍变频器最大频率时所能达到的线速度
来源 1、线速度和频率正比（模拟输出或脉冲输出） 2、检测时脉冲频率与线速度成正比（编码器或接
近开关） 直接影响卷径条件（线速度与传动比）； 要正确设置最大线速度（FH-28，FH-29); 观察FH-30---线速度实际值;
线速度检测＋变频器
线速度反馈 线速度输入 一般用于收卷，但必须方便安装速度反馈装置
ห้องสมุดไป่ตู้
磁粉制动/离合器＋张力传感器＋张力控制器
目前使用较为普遍，但仅限于开卷收卷场合
变频器 ＋张力传感器（调节辊）
线速度输入 张力输入
张力反馈
使用范围不受限，但必须方便安装传感器（调节辊）
变频器开环张力控制 速度反馈
卷径计算
1、线速度计算； 有线速度输入场合，更新快，无需材料厚度，常用方式；
2、厚度累计计算； 有计圈信号和材料厚度场合，无法知道线速度； 材料厚度客户难准确知道，对卷径计算造成影响。
3、外部给定（AI、DI5、通讯）； 有检测卷径装置（超声波和角位移检测）
FH-17;FH-69;FH-70;FH-29;FH-28;FH-03; 监控FH-30;FH-18---卷径当前值;
开环张力转矩控制 FH-00=1
F
R
牵引辊
T
图1 无张力反馈
收卷
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）
V= ω×R ω＝2πn/60 其中，V为线速度m/min, ω为角速度rad/s,
n为转速r/min，R为卷轴半 径m，是根据实际线速度 和角速度实时计算出来， 同时可
线速度输入 仅限于开卷/收卷
汇报大纲
一
MD330产品概况和张力控制基础
二
MD330开环转矩模式应用
三
MD330闭环速度模式应用
四
预驱动和张力锥度应用
五 开环和闭环应用方案
常用术语说明
1.传动比； 2.最高线速度； 3.卷径比； 4.最小输出力矩； 5.最大输出力矩； 6.最大频率； 7.最小频率； 8.初始卷径； 9.最大卷径； 10.张力锥度； 11.预驱动； 12.卷径计算
最大/最小输出频率
最小卷径最高线速度时出现 不大于100HZ，极限150HZ； 高频矢量效果变差，甚至不稳定；
最大卷径最小线速度时出现 不小于2HZ，闭环可以到1HZ； 开环矢量1HZ以下带载能力很差
初始卷径和最大卷径
收卷：没有材料时的直径；（常数） 放卷：最大卷径，开时放料，（是个变值）
新上材料时需要复位初始卷径 收卷：出现在卷轴结束时； 放卷：初始上卷时；
张力控制基础-中间传动侧
中间段 主要是保证生成工艺中间过程产品的质量，控制方式有： 1、简单速度控制，只能用于低速、材料不易变形的场合 2、闭环张力速度控制，一般用于高速、材料易变形的场合 主要特点是：不存在卷径变化问题
张力控制系统常用方案
目前应用的张力控制方案有五种： 变频器直接速度控制（表面收放卷） 线速度检测＋变频器 磁粉制动/离合器＋张力传感器＋张力
张力控制基础-收放卷侧
目前应用的张力控制按工艺位置可分为两类： 始/末端
即开卷/收卷，完成材料的释放和收取。目前的控制方式有： 1、速度控制，即通过直接线速度检测保持线速度恒定。 2、转矩控制，直接控制电机输出力矩，使其自动跟随卷径变化，从而 保持
张力恒定， 有两种方式：闭环张力转矩和开环张力转矩控制。 主要特点是：需获得实时卷径值，电机速度需要自动跟随
控制器 变频器＋张力传感器（调节辊） 变频器开环张力控制
变频器直接速度控制
1、收卷用靠背轮，卷曲 部分没有动力，依靠一个 过渡辊传送动力，带状物 体从过渡辊上通过，在卷 曲辊上缠绕，采用气压或 者液压方式补偿卷径的变 化。依靠机械来完成恒速 卷绕.
2、线速度同步
如低速纸机各工艺 段，依靠各级速度的微小 速差保持张力在一定范围 内，否则断纸。
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什么是张力控制？
在金属加工、纺织、造纸、橡胶、化工及电线电缆等工业中，当处理一些如纸张、薄片 、丝、布等长尺寸材料或产品时，都会用上卷壳及滚筒组成的加工生产线，这有一个 需要解决的问题：如何在卷筒直径从开始阶段至最后阶段逐渐变化的整个过程中，张 力和线速度的变化保持在所允许的范围内。以塑料薄膜为例，在放卷、收卷以及供料 过程中，薄膜上要保持一定的张力（或者称之为拉伸力），过大的张力会导致料膜变 形甚至断裂，而过小的张力又会使薄膜松弛，导致褶皱，这就要求在薄膜的处理过程 中要保持恒定的张力。 张力控制的作用就是：保持恒定的张力，抑制外来干扰引起的张力抖动。 有两种途径可解决此问题：
1、通过控制电机转速实现。 2、通过控制电机输出转矩实现。
张力控制基础--什么是张力控制系统？
什么是张力控制系统？
张力控制系统就是为实现张力控制而 必须的系统构成。 典型的张力控制系统包括： 1、张力控制器（含专用变频器） 2、张力检测器 3、磁粉制动器或离合器。 功能： 能够持久地控制料带输送时的张力。 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 也有能力保证料带不产生丝毫破损。
卷径比
=最大卷径/最小卷径
小于10容易控制，极限不得大于15；
力矩时影响最大力矩和最小力矩的比； 过大降低小张力控制精度； 速度控制增加PID控制难度；
最小/最大输出力矩
调整最小张力与卷轴材料直径最小时出现； 折算到电机力矩不小于10%*TN
调整最大张力与卷轴材料直径最大时出现； 折算到电机力矩不大于110%*TN
MD收放卷张力控制
主要内容
一
MD330产品概况和张力控制基础
二
MD330开环转矩模式应用
三
MD330闭环速度模式应用
四
预驱动和张力锥度应用
五 开环和闭环应用方案
MD330产品概况
Ø 是一款张力控制专用变频器； Ø 是在汇川MD320基础之上开发出来的； Ø 保留了MD320绝大多数功能，同时具备多种张力控制模
传动比
机械传动比=电机转速/卷轴转速 在张力控制时必须正确设定机械传动比。
皮带、齿轮(多极相乘）
最大线速度
牵引棍变频器最大频率时所能达到的线速度
来源 1、线速度和频率正比（模拟输出或脉冲输出） 2、检测时脉冲频率与线速度成正比（编码器或接
近开关） 直接影响卷径条件（线速度与传动比）； 要正确设置最大线速度（FH-28，FH-29); 观察FH-30---线速度实际值;
线速度检测＋变频器
线速度反馈 线速度输入 一般用于收卷，但必须方便安装速度反馈装置
ห้องสมุดไป่ตู้
磁粉制动/离合器＋张力传感器＋张力控制器
目前使用较为普遍，但仅限于开卷收卷场合
变频器 ＋张力传感器（调节辊）
线速度输入 张力输入
张力反馈
使用范围不受限，但必须方便安装传感器（调节辊）
变频器开环张力控制 速度反馈
卷径计算
1、线速度计算； 有线速度输入场合，更新快，无需材料厚度，常用方式；
2、厚度累计计算； 有计圈信号和材料厚度场合，无法知道线速度； 材料厚度客户难准确知道，对卷径计算造成影响。
3、外部给定（AI、DI5、通讯）； 有检测卷径装置（超声波和角位移检测）
FH-17;FH-69;FH-70;FH-29;FH-28;FH-03; 监控FH-30;FH-18---卷径当前值;
开环张力转矩控制 FH-00=1
F
R
牵引辊
T
图1 无张力反馈
收卷
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）
V= ω×R ω＝2πn/60 其中，V为线速度m/min, ω为角速度rad/s,
n为转速r/min，R为卷轴半 径m，是根据实际线速度 和角速度实时计算出来， 同时可
线速度输入 仅限于开卷/收卷
汇报大纲
一
MD330产品概况和张力控制基础
二
MD330开环转矩模式应用
三
MD330闭环速度模式应用
四
预驱动和张力锥度应用
五 开环和闭环应用方案
常用术语说明
1.传动比； 2.最高线速度； 3.卷径比； 4.最小输出力矩； 5.最大输出力矩； 6.最大频率； 7.最小频率； 8.初始卷径； 9.最大卷径； 10.张力锥度； 11.预驱动； 12.卷径计算
最大/最小输出频率
最小卷径最高线速度时出现 不大于100HZ，极限150HZ； 高频矢量效果变差，甚至不稳定；
最大卷径最小线速度时出现 不小于2HZ，闭环可以到1HZ； 开环矢量1HZ以下带载能力很差
初始卷径和最大卷径
收卷：没有材料时的直径；（常数） 放卷：最大卷径，开时放料，（是个变值）
新上材料时需要复位初始卷径 收卷：出现在卷轴结束时； 放卷：初始上卷时；
张力控制基础-中间传动侧
中间段 主要是保证生成工艺中间过程产品的质量，控制方式有： 1、简单速度控制，只能用于低速、材料不易变形的场合 2、闭环张力速度控制，一般用于高速、材料易变形的场合 主要特点是：不存在卷径变化问题
张力控制系统常用方案
目前应用的张力控制方案有五种： 变频器直接速度控制（表面收放卷） 线速度检测＋变频器 磁粉制动/离合器＋张力传感器＋张力
张力控制基础-收放卷侧
目前应用的张力控制按工艺位置可分为两类： 始/末端
即开卷/收卷，完成材料的释放和收取。目前的控制方式有： 1、速度控制，即通过直接线速度检测保持线速度恒定。 2、转矩控制，直接控制电机输出力矩，使其自动跟随卷径变化，从而 保持
张力恒定， 有两种方式：闭环张力转矩和开环张力转矩控制。 主要特点是：需获得实时卷径值，电机速度需要自动跟随
控制器 变频器＋张力传感器（调节辊） 变频器开环张力控制
变频器直接速度控制
1、收卷用靠背轮，卷曲 部分没有动力，依靠一个 过渡辊传送动力，带状物 体从过渡辊上通过，在卷 曲辊上缠绕，采用气压或 者液压方式补偿卷径的变 化。依靠机械来完成恒速 卷绕.
2、线速度同步
如低速纸机各工艺 段，依靠各级速度的微小 速差保持张力在一定范围 内，否则断纸。