卷曲张力控制
卷筒印刷机的纸张张力控制与印刷质量分析
卷筒印刷机的纸张张力控制与印刷质量分析一、引言随着印刷技术的不断发展和应用的广泛,卷筒印刷机作为一种常用的大型印刷设备,被广泛应用于各个行业。
在纸张卷取、输送、印刷和排版等过程中,纸张张力控制是确保印刷质量稳定性的关键因素之一。
本文将详细探讨卷筒印刷机中纸张张力的控制方法,以及其对印刷质量的影响。
二、纸张张力控制方法1. 传统张力控制方法传统的纸张张力控制方法主要通过卷筒印刷机的张力控制装置实现。
该装置通常由张力传感器、张力控制器和张力调节器组成。
张力传感器用于测量纸张的张力,通过传感器测得的张力数据传输给张力控制器,然后由张力控制器进行分析和处理,并与张力调节器进行信息交互,从而实现对纸张张力的调控。
2. 先进的张力控制方法随着科技的不断进步,一些先进的纸张张力控制方法也逐渐应用于卷筒印刷机中。
例如,采用张力预测算法进行控制,通过对纸张卷取、输送、印刷等过程的实时监测和数据分析,预测纸张的张力变化趋势,并及时对其进行调整。
此外,一些新型的张力控制装置,如电磁感应张力控制系统、气压控制系统等也逐渐被引入,以提高纸张张力的控制精度和稳定性。
三、纸张张力对印刷质量的影响纸张张力的控制与印刷质量直接相关,合理控制纸张张力可有效提升印刷质量和工作效率。
以下是几方面主要影响:1. 印刷精度适当的纸张张力可确保纸张在印刷过程中的平稳传输,减少纸张的拉伸和变形,使印刷图案、文字等细节更加清晰、准确。
2. 色彩准确性纸张张力的不均匀分布会导致纸张在印刷过程中的位移和扭曲,进而影响色彩的对位准确性。
恰当控制纸张张力有助于保证色彩的准确复现,提升印刷品的色彩饱满度和一致性。
3. 印刷速度纸张张力的过高或过低都会对印刷速度产生影响。
当纸张张力过高时,容易引起卷曲、碎边等问题,限制印刷速度的提升;而过低的纸张张力则容易导致纸张松弛,进而影响印刷品的精度和稳定性。
4. 印刷品尺寸稳定性恰当控制纸张张力可避免纸张在印刷过程中的伸缩变形,确保印刷品的尺寸稳定性。
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。
MD收放卷张力控制
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。
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
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
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:
MD330收放卷张力控制
Innovation+ Advance
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;
Innovation+ Advance
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
Innovation+ Advance
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;
Innovation+ Advance
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); 有检测卷径装臵(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;
主要特点是:需获得实时卷径值,电机速度需要自动跟随
Never Stop Improving
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
(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。
卷绕机张力控制
卷绕机张力控制
卷绕机张力控制是指对卷绕机在卷绕过程中保持恒定的张力的控制方式。
张力控制是卷绕过程中一个重要的环节,它直接影响到卷绕产品的的一致性和质量。
卷绕机张力控制的主要方法包括:
1. 机械式张力控制:这种方法通过调节卷轴的速度来控制张力。
当材料达到预定张力时,卷轴会停止或减慢旋转,以保持张力恒定。
2. 电子张力控制:这种方法使用传感器测量材料的张力,并通过电子控制器调整电机速度来保持张力恒定。
3. 复合张力控制:这是一种结合机械和电子控制的方法,通过机械调节和电子调节的组合来保持张力恒定。
在选择合适的张力控制方法时,需要考虑到材料特性、卷绕速度、卷径和精度要求等因素。
这些因素的变化可能会影响张力的稳定性,因此张力控制方法需要根据实际情况进行调整和优化。
收放卷卷曲张力设定值
收放卷卷曲张力设定值1. 引言在卷曲工艺中,卷曲张力是一个关键的参数。
卷曲张力的设定值的准确性和合理性对于保证产品质量和生产效率至关重要。
本文将介绍卷曲张力设定值的含义、影响因素以及如何合理设定卷曲张力设定值。
2. 卷曲张力设定值的含义卷曲张力设定值指的是在卷曲过程中,为了保证卷曲质量和生产效率,所设定的卷曲张力的数值。
卷曲张力设定值通常以单位长度(如N/m)表示,表示每单位长度上的张力大小。
3. 影响卷曲张力设定值的因素卷曲张力设定值的合理性需要考虑以下几个因素:3.1 材料特性不同材料的特性对卷曲张力设定值有不同的影响。
例如,材料的强度、硬度、伸长率等都会对卷曲张力设定值产生影响。
较硬的材料通常需要较大的卷曲张力,以保证卷曲的稳定性。
3.2 卷曲设备卷曲设备的性能和参数也会对卷曲张力设定值产生影响。
例如,卷曲设备的速度、张力控制系统的精度等都会对卷曲张力设定值产生影响。
较高的卷曲速度通常需要较大的卷曲张力。
3.3 卷曲要求不同的卷曲要求对卷曲张力设定值也有不同的要求。
例如,某些产品对卷曲张力的要求较高,需要设定较小的卷曲张力,以避免材料变形或破坏。
4. 如何合理设定卷曲张力设定值合理设定卷曲张力设定值需要综合考虑以上因素,并进行实际测试和调整。
以下是一个设定卷曲张力设定值的一般步骤:4.1 了解材料特性首先,需要了解所使用材料的特性,包括强度、硬度、伸长率等。
可以通过材料供应商提供的技术参数或实验室测试来获取这些信息。
4.2 了解卷曲设备性能其次,需要了解所使用的卷曲设备的性能参数,包括速度、张力控制系统的精度等。
可以通过设备厂商提供的技术参数或实际测试来获取这些信息。
4.3 进行实验测试根据材料特性和设备性能,选择一组初步的卷曲张力设定值进行实验测试。
可以在实际生产环境中进行小规模试生产,观察卷曲质量和生产效率,并对卷曲张力设定值进行调整。
4.4 优化调整根据实验测试的结果,对卷曲张力设定值进行优化调整。
第二章张力控制原理介绍
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。
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。
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浮动辊F牵引辊收卷图2 带浮动辊张力反馈收卷F牵引辊图1 无张力反馈32.2 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4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。
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。
simatic 卷绕和张力控制讲解
Simatic卷绕和张力控制是一种先进的自动化控制技术,广泛应用于纺织、印刷、包装等领域。
它通过精确的控制系统,可以实现对卷绕过程中的张力、速度和卷绕密度进行精准调控,从而确保产品质量和生产效率。
本文将从以下几个方面对Simatic卷绕和张力控制进行详细讲解:一、Simatic卷绕和张力控制的基本原理1. 张力控制的概念和作用2. Simatic控制系统的结构和工作原理3. 卷绕系统中的传感器和执行器二、Simatic卷绕和张力控制的应用领域及优势1. 在纺织行业的应用案例2. 在印刷行业的应用案例3. 在包装行业的应用案例4. Simatic控制系统相比传统控制系统的优势三、Simatic卷绕和张力控制的技术特点和创新1. 控制精度和灵活性2. 实时监测和报警功能3. 与其他自动化系统的整合四、Simatic卷绕和张力控制的发展趋势1. 智能化技术的应用2. 数据化管理和远程监控3. 绿色环保的设计理念通过对以上内容的深入讲解,读者将能够全面了解Simatic卷绕和张力控制技术的原理、应用和发展趋势,进而为相关行业的生产和管理提供参考和指导。
本文也将分析Simatic卷绕和张力控制技术在工业生产中的重要性,并展望其未来发展的前景和挑战。
一、Simatic卷绕和张力控制的基本原理1. 张力控制的概念和作用在卷绕过程中,张力控制是非常重要的一环。
张力控制的主要作用是保证卷绕过程中产生的卷曲产品具有一定的紧密度和外观效果,避免卷绕过程中过紧或过松而导致的产品质量问题。
良好的张力控制也有助于提高生产效率和节约原材料。
2. Simatic控制系统的结构和工作原理Simatic控制系统是由西门子公司开发的一种先进的工业自动化控制系统,其核心部分是PLC(可编程逻辑控制器)。
PLC是一种可编程的数字计算机,通常用于工业生产线上的控制系统,能够实现对生产过程的数据采集、逻辑控制和运动控制等功能。
在Simatic卷绕和张力控制系统中,PLC可以通过与传感器、执行器和人机界面等设备的连接,实现对张力、速度、卷绕密度等关键参数的实时监测和精准控制。
汇川变频器张力控制功能参数说明
卷曲张力控制专用变频器MD330用户手册第一章概述本手册需与《MD320用户手册》配合使用。
本手册仅介绍与卷曲张力控制有关的部分,其他的基本功能请参考《MD320用户手册》。
当张力控制模式选为无效时,变频器的功能与MD320完全相同。
MD330用于卷曲控制,可以自动计算卷径,在卷径变化时仍能够获得恒张力效果。
在没有卷径变化的场合实现恒转矩控制,建议使用MD320变频器。
选用张力控制模式后,变频器的输出频率和转矩由张力控制功能自动产生,F0组中频率源的选择将不起作用。
第二章张力控制原理介绍一、典型收卷张力控制示意图二、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。
A、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)。
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。
卷料 张力控制
卷料张力控制
卷料张力控制是在卷绕、卷取或涂覆等工艺中,对卷绕材料(通常为卷料或卷轴状的材料)的张力进行监测和调节,以确保生产过程中的稳定性和质量。
卷料张力的控制对于材料的均匀性、卷取紧凑度以及后续工序的正常进行都非常重要。
以下是一些用于卷料张力控制的方法和设备:
1.张力控制系统:采用先进的张力控制系统,可以通过传感器和
反馈机制实时监测卷料的张力,并通过调整卷取或卷绕设备的参数来保持合适的张力水平。
2.张力传感器:在卷料的卷取或卷绕设备上安装张力传感器,用
于测量卷料上的张力。
这些传感器可以是负荷细胞、电子力传感器等,能够将张力转化为电信号。
3.张力控制器:张力控制器根据张力传感器的信号,通过相应的
控制算法调整卷取或卷绕设备的运行参数,以达到设定的张力水平。
4.气涨轴:气涨轴是一种常见的卷取设备,通过调节气压来调整
轴的直径,从而改变卷料的张力。
气涨轴通常应用于纸张、薄膜等卷料的卷取过程。
5.回馈控制系统:使用回馈控制系统,可以根据实时的卷料张力
信息来调整卷取或卷绕设备的速度、张力辊的位置等参数,以保持张力的稳定性。
6.定量张力设定:针对不同的卷料和生产要求,设定合适的张力
值,并通过控制系统确保在整个卷取或卷绕过程中维持这个设定值。
卷料张力的控制对于生产过程的稳定性和最终产品的质量具有重要意义。
适当的张力控制可以防止卷料松散、紧缩或翘曲,确保生产过程的正常进行。
张力控制总结
张力控制一、开卷机、卷取机控制开卷机和卷取机采用间接张力控制:上图为开卷机和卷曲机的控制框图,主控制环还是速度电流控制双环,但其设定值和速度主令有一个速差。
在主控制环的速调输出上叠加一个张力限幅值,这个值就是开卷机和S 辊间的张力值转换为的转矩值。
二、活套控制活套控制采用直接张力控制:主控制环也还是速度和电流控制双环,另外根据活套的张力设定值,通过张力调节其输出速度调整量,叠加到到速度调节器的输入上。
张力调节器的实际张力值来源:1)张力计2)进行间接计算。
三、张力辊的控制张力辊为S辊,其分为两类:(1)速度控制张紧辊主辊做标准速度电流控制双环,速调用PI调节器,从辊也是速度电流双环,但是采用P调节器,其I来自于主辊(因为P和I调节器分开,所以一定要关闭从调节器的I环节)(2)张力控制张紧辊有以下4种情况:1)直接张力控制,有张力计2)直接张力控制,无张力计3)间接张力控制4)转矩控制注:A速度控制张紧辊和张力控制张紧辊都要分为主辊和从辊,其中主辊的速度调节器采用PI 调节器,而从辊的速度调节器采用P调节器,其I分量来自于主辊,因为主辊的积分分量反映了主辊的转矩,这样两辊的出力百分值都相同了。
B两辊中到底那个作为主辊:对于P100=4 功率大的作为主。
P100=5,靠近张力计的为主。
在没有张力计的场合,带钢进入的为主。
对于以上1)和2),主辊的控制方法都是在速度电流双环的速度环上叠加张力调节器输出,张力调节器的张力实际值可能来自于张力计,也有可能来自于计算值。
作负荷平衡需要SCB2,通过硬线连接,做点对点通讯。
四、速度调节器和张力调节器在张力调试中,调试的主要参数是能够对速度调节器及张力调节器产生影响的参数。
如下图(1)所示为速度调节器,在程序中所在位置为NCNOT/H3/NCO200。
如图(2)所示为张力调节器,在程序中所在位置是TECON/E3/TREG120。
速度调节器张力调节器(一)、速度调节器控制:1、速度环速度给定的由来:(1)速度控制器:当采用“经典积分控制环节时”,速度给定用的速度给定参考模型NSET_RM,当不采用“经典积分控制环节时,速度给定用的是综合速度N_ADD。
涤纶短纤维卷曲和切断张力及重锤的设定
涤纶短纤维卷曲和切断张力及重锤的设定引言涤纶短纤维是一种常用的合成纤维,具有优异的物理和化学性能。
卷曲和切断是涤纶短纤维制备过程中的重要步骤,涉及到张力和重锤的设定。
本文将详细探讨涤纶短纤维卷曲和切断过程中张力和重锤的设定方法及其对产品质量的影响。
卷曲过程张力设定方法在涤纶短纤维的卷曲过程中,张力的设定是关键。
合理的张力可以保证纤维卷曲的均匀性和稳定性。
以下是常用的张力设定方法:1.松紧带张力法:通过调整松紧带的松紧程度,控制张力的大小。
较松的松紧带可以降低张力,较紧的松紧带可以增加张力。
2.动压张力法:通过调整卷曲机械的压力,控制张力的大小。
增加机械压力可以增加张力,减小机械压力可以降低张力。
3.重力张力法:通过调整卷曲机械上的重物来控制张力的大小。
增加重物的重量可以增加张力,减小重物的重量可以降低张力。
张力对产品质量的影响张力的设定对涤纶短纤维卷曲产品的质量有着重要的影响。
以下是不同张力对产品质量的影响:1.张力过高会导致纤维卷曲过度,形成紧密的卷曲结构。
虽然这种结构可以增加纤维的弹性和柔软性,但过高的张力会导致纤维之间的空隙减小,降低纤维的透气性和透湿性。
2.张力过低会导致纤维卷曲不足,形成松散的卷曲结构。
这种松散的结构会降低纤维的强度和耐磨性,使纤维容易断裂和磨损。
综上所述,合理的张力设定可以保证涤纶短纤维卷曲产品具有良好的弹性、柔软性和透气性。
切断过程重锤设定方法在涤纶短纤维的切断过程中,重锤的设定是关键。
重锤的重量和下压力可以影响切断的效果和质量。
以下是常用的重锤设定方法:1.重锤重量法:通过调整重锤的重量,控制下压力的大小。
增加重锤的重量可以增加下压力,减小重锤的重量可以降低下压力。
2.弹簧调节法:在重锤下方设有弹簧,通过调整弹簧的紧密程度,控制下压力的大小。
较紧的弹簧可以增加下压力,较松的弹簧可以降低下压力。
3.液压调节法:通过液压系统调节重锤的下压力。
增加液压压力可以增加下压力,减小液压压力可以降低下压力。
卷曲张力控制
变频限转矩功能在收卷和主从控制中的应用发表时间:2009-3-27 /commsearch.aspx?author=来源:仪众国际网关键字:变频器收卷主从控制限转矩信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本对于收卷而言,随着卷径的逐渐增大,限转矩的值也随之增大,变频器输出的速度将随之减少,符合收卷的基本原理,同时张力也在控制之中;而对于主从控制中的从传动而言,只要将其转矩限定值跟随主传动,就能保证两者之间的同步匹配。
本文将主要讨论矢量变频器的限转矩功能在收卷控制和主从控制中的应用。
1、前言矢量控制的变频器是通过对电机磁通电流和转矩电流的解耦控制,实现了转矩的快速响应和准确控制,可以很高的控制精度进行宽范围的调速运行。
如图1所示为矢量控制变频器的基本工作原理,频率指令和实际速度的比较值通过一个速度调节器ASR后再进行转矩限定,最后来控制变频器的输出转矩。
该控制图分为2个闭环(速度环和电流环),限转矩的作用就是用来限定速度调节器输出的转矩电流,将直接限制变频器的输出频率。
设定转矩的方式一般有2种:变频器参数设定和模拟量输入设定。
对于收卷而言,随着卷径的逐渐增大,限转矩的值也随之增大,变频器输出的速度将随之减少,符合收卷的基本原理,同时张力也在控制之中;而对于主从控制中的从传动而言,只要将其转矩限定值跟随主传动,就能保证两者之间的同步匹配。
本文将主要讨论矢量变频器的限转矩功能在收卷控制和主从控制中的应用。
图1 限转矩工作简图2、限转矩功能与中心收卷在工业生产中,通常都需要进行卷取控制,以生产符合要求的卷材,如造纸行业的卷筒纸、冶金行业的带钢材、印刷行业的包装材料卷筒等。
目前成熟的收卷只要是被动收卷(以高速造纸和塑料收卷居多)或是以直流调速器控制的中心收卷(以冶金行业居多),而交流变频器在中心收卷中的应用并没有象在其他行业(如风机等)那么普及,究其原因在于收卷的控制难度和复杂性。
经典的收卷都是采用张力闭环,它是通过张力检测装置反馈张力信号与张力的设定值构成PID闭环,然后调整变频器的输出频率命令(速度模式)或输出转矩指令(转矩模式)。
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浮动辊F牵引辊收卷图2 带浮动辊张力反馈收卷F牵引辊图1 无张力反馈32.2 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4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。
张力控制
恒张力控制介绍AMD产品处王浩•张力控制系统的目的就是保持线材或者带材上的张力恒定恒张力控制市场发展过程•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。
恒张力控制市场发展过程• 二、磁粉制动器(磁粉离合器)张力控制• 1、精度差:线性不够好,控制的卷径变化范围不大。
• 2、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。
• 3、性能:张力稳定性比力矩电机稍强,张力可调,但无法实现正反转。
适用范围比力矩电机广。
恒张力控制市场发展过程• 三、变频恒张力控制• 1、性能:张力控制平稳,系统响应快,张力可视。
• 2、系统结构简单。
• 3、性能价格高。
恒张力控制应用市场范围•线缆机械动力放线架精密绕线机绞线机恒张力控制应用市场范围•拉丝机械直进式拉丝机双变频拉丝机恒张力控制应用市场范围•印刷机械薄膜分切机凹版印刷机恒张力控制应用市场范围•印刷机械复合机涂布机恒张力控制应用市场范围•纺织机械:卷染机恒张力控制应用市场范围•化纤设备:高速卷绕头竞争对手分析一、艾默生、汇川二、英威腾、正弦、三肯、康沃、森兰三、ABB、丹佛斯•张力控制的途径:•一是通过控制电机转速来实现;•二是通过控制电机输出转矩来实现;控制原理图—速度模式v = π* D1 * n1 / G1,n1 = F1 * 60 * (1-s) / p v = π* D1 * F1 * 60 * (1-s) / (G1 * p)F1 = G1 * p * v / (60 * π* D1 * (1-s))控制原理图—速度模式控制原理图—速度模式•控制方法:速度值=理论计算值+PID修正值•相关信息:卷径线速度张力架PID机械齿轮比电机级数控制原理图—转矩模式fT = ( F * D ) / ( 2 * G ) ;张力控制方案•----速度•1张力闭环速度控制(BW/VE)•----转矩•2张力开环转矩控制(VE)•3张力闭环转矩控制(VE)张力闭环速度控制•BW/VE系列支持张力开环转矩模式•VE系列支持张力闭环转矩模式•VE系列支持张力控制功能模块•1线速度检测模块•2卷径计算模块•3PID模块•4张力锥度控制•5断带检测•6智能启动1线速度检测•在张力控制系统中,准确的测量线速度是很重要的,只有一种方案可以不用线速度信号:即选用直接控制电机的转矩且卷径来源不选线速度计算法。
开收卷卷曲张力设定值
开收卷卷曲张力设定值1. 引言开收卷卷曲张力设定值是在纸张加工和印刷过程中非常重要的参数之一。
通过准确地控制卷曲张力设定值,可以有效地保证纸张的质量,并提高生产效率。
本文将介绍开收卷卷曲张力设定值的概念、作用、测量方法以及调整方法,以帮助读者更好地理解和应用这一参数。
2. 开收卷卷曲张力设定值的概念与作用开收卷卷曲张力设定值是指在纸张加工和印刷过程中,为了保持纸张平整而施加在纸张上的拉伸力。
该参数通常以单位长度上施加的力来表示,如牛顿/米(N/m)。
开收卷过程中,纸张在传送系统中受到不同方向上的拉伸或压缩力,这些力会导致纸张产生弯曲或翘曲现象。
通过正确设置开收卷卷曲张力设定值,可以使得纸张在加工和印刷过程中保持平整,并避免出现折叠、皱痕等问题。
3. 开收卷卷曲张力设定值的测量方法为了准确地设置开收卷卷曲张力设定值,需要通过测量来获取实际的张力数值。
目前常用的测量方法有以下几种:3.1. 力传感器法力传感器法是一种直接测量纸张上施加的张力的方法。
通过在纸张上安装压敏电阻或应变片等传感器,可以实时获取纸张上的拉伸或压缩力,并将其转换为电信号进行测量和记录。
3.2. 引伸计法引伸计法是一种间接测量纸张张力的方法。
通过在纸张上粘贴或夹持引伸计,可以测量纸张在拉伸或压缩过程中发生的尺寸变化,并通过该变化计算出纸张上所受到的拉伸或压缩力。
3.3. 挠度法挠度法是一种间接测量纸张张力的方法。
通过将一段已知长度和质量的绳索悬挂在纸张上,并观察绳索在水平方向上所产生的挠度,可以推算出纸张所受到的拉伸或压缩力。
4. 开收卷卷曲张力设定值的调整方法根据实际生产需求和纸张特性,可以通过以下几种方法来调整开收卷卷曲张力设定值:4.1. 调整传送系统参数传送系统是影响开收卷卷曲张力的重要因素之一。
通过调整传送系统的速度、拉力控制装置的工作方式以及滚筒之间的距离等参数,可以改变纸张在传送过程中所受到的拉伸或压缩力,从而实现对开收卷卷曲张力设定值的调整。
收放卷卷曲张力设定值
收放卷卷曲张力设定值在收放卷过程中,卷曲是一个重要的环节。
为了获得良好的卷曲效果,需要对材料的性质、工艺参数、卷曲尺寸及张力设定值进行深入了解和合理控制。
本文将详细介绍这些方面的内容,帮助读者更好地掌握收放卷卷曲工艺。
1、材料性质材料的性质是影响卷曲质量的重要因素之一。
卷曲材料应具有一定的塑性和弹性,同时卷曲后应保持形状稳定。
常见的卷曲材料包括塑料、纸张、织物等。
不同材料在卷曲过程中所表现出的性质也不尽相同,因此在实际操作时需对材料进行适当的选择和调整。
2、工艺参数卷曲工艺参数是控制卷曲效果的关键因素。
以下是几个主要的工艺参数:(1)加热温度:加热温度的高低会影响材料的塑性和弹性,从而影响卷曲效果。
在卷曲过程中,应合理控制加热温度,以保证材料达到最佳的卷曲效果。
(2)拉伸强度:在卷曲过程中,对材料进行适当的拉伸可以增加材料的塑性,从而获得更好的卷曲效果。
拉伸强度应根据材料性质和卷曲要求进行合理设定。
(3)卷曲时间:卷曲时间的长短直接影响材料的卷曲效果。
过短的卷曲时间可能导致材料未能充分塑形,而过长的时间则可能导致材料过度卷曲而受到损害。
在实际操作中,应根据材料性质和卷曲要求进行合理设定。
3、卷曲尺寸卷曲尺寸包括内径、外径、厚度等参数。
这些参数直接影响到卷曲的质量和产品的最终尺寸。
为了获得准确的卷曲尺寸,我们需要了解材料的性质、工艺参数以及张力设定值等因素。
(1)内径:内径是指卷曲后材料内部的直径,其大小直接影响到产品的最终尺寸。
在卷曲过程中,需要精确控制内径的大小,以确保产品的准确性。
(2)外径:外径是指卷曲后材料外部的直径,其大小直接影响到产品的外观和质量。
在卷曲过程中,需要合理控制外径的大小,以确保产品的外观和质量。
(3)厚度:厚度是指卷曲前材料的厚度和卷曲后材料的厚度之间的差值。
在卷曲过程中,需要精确控制厚度的大小,以确保产品的质量和稳定性。
4、张力设定值张力设定值是指收放卷过程中控制材料张力的数值。
- 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)。
变频限转矩功能在收卷和主从控制中的应用
发表时间:2009-3-27 /commsearch.aspx?author=来源:仪众国际网关键字:变频器收卷主从控制限转矩
信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本
对于收卷而言,随着卷径的逐渐增大,限转矩的值也随之增大,变频器输出的速度将随之减少,符合收卷的基本原理,同时张力也在控制之中;而对于主从控制中的从传动而言,只要将其转矩限定值跟随主传动,就能保证两者之间的同步匹配。
本文将主要讨论矢量变频器的限转矩功能在收卷控制和主从控制中的应用。
1、前言
矢量控制的变频器是通过对电机磁通电流和转矩电流的解耦控制,实现了转矩的快速响应和准确控制,可以很高的控制精度进行宽范围的调速运行。
如图1所示为矢量控制变频器的基本工作原理,频率指令和实际速度的比较值通过一个速度调节器ASR后再进行转矩限定,最后来控制变频器的输出转矩。
该控制图分为2
个闭环(速度环和电流环),限转矩的作用就是用来限定速度调节器输出的转矩电流,将直接限制变频器的输出频率。
设定转矩的方式一般有2种:变频器参数设定和模拟量输入设定。
对于收卷而言,随着卷径的逐渐增大,限转矩的值也随之增大,变频器输出的速度将随之减少,符合收卷的基本原理,同时张力也在控制之中;而对于主从控制中的从传动而言,只要将其转矩限定值跟随主传动,就能保证两者之间的同步匹配。
本文将主要讨论矢量变频器的限转矩功能在收卷控制和主从控制中的应用。
图1 限转矩工作简图
2、限转矩功能与中心收卷
在工业生产中,通常都需要进行卷取控制,以生产符合要求的卷材,如造纸行业的卷筒纸、冶金行业的带钢材、印刷行业的包装材料卷筒等。
目前成熟的收卷只要是被动收卷(以高速造纸和塑料收卷居多)或是以直流调速器控制的中心收卷(以冶金行业居多),而
交流变频器在中心收卷中的应用并没有象在其他行业(如风机等)那么普及,究其原因在于收卷的控制难度和复杂性。
经典的收卷都是采用张力闭环,它是通过张力检测装置反馈张力信号与张力的设定值构成PID闭环,然后调整变频器的输出频率命令(速度模式)或输出转矩指令(转矩模式)。
此方案可以适用于高精度的张力收卷场合,但对于要求并不要求严格、又要求性价比高的收卷来说,本文提出了比较实用的矢量变频器限转矩方法,可以省去张力传感器、PID控制器,而只需要简单的变频器加PLC控制即可。
(1)转矩计算
图2为中心收卷基本示意图,采用开环的张力控制来实现收卷。
在这种控制方式下,实际张力还是必须要知道的,无非它是通过变频器内部的检测和计算来获取的,从而省去张力检测装置,降低了系统的成本和难度。
由设定的张力和卷筒的卷径可以计算出变频器的转矩指令,其公式如下:
T=(F X D) / (2 X i )
其中:T 为变频器的输出转矩指令;F为张力设定指令;D为卷筒的卷径;i为机械传动比。
在实际的使用中,卷取控制通常都需要材料张力随着卷径增大而相应降低,以防止损伤卷轴和提高产品的卷取质量,这样的控制就叫“锥度控制”。
张力锥度为:F=F 0 X [ 1 - K (1 - D0 / D) ]
其中:F 为实际输出张力;F0为张力设定指令;K为张力锥度系数;D为卷筒实时卷径;D0为空心卷筒卷径。
综合以上二公式可以得出T是D的一次函数:T = f ( D )
图2 中心收卷简图
(2)卷径测量
在转矩控制中已经看出,转矩是直接跟卷径有关,并且是卷径的一次函数,因此卷径的计算是比较重要的。
最简单的当然是直接测量,但实际中我们都会考虑采用间接计算法,以减少成本。
通常计算卷径有2种方法:线速度计算和厚度积分。
前者是利用线速度除以电机角速度就是卷径的相对比例,方法比较简单,但必须注意当线速度运行在低速时由于卷材的线速度和电机的运行频率都比较低,所以导致误差比较大,因此通常要采用弥补的方法(比方设定一个最低线速度下限值)。
后者按卷筒的旋转圈数进行卷径累积,必须注意的是一定要准确知道厚度,在换品种时必须输入厚度系数。
(3)限转矩控制在电池配件锌板收卷中的应用
在电池配件锌板中的生产中,从铸造机中出来的热锌板,经过轧机轧制后,最后进行收卷。
设计轧机为交流异步电动机55KW,收卷为7.5KW。
由于目前矢量变频器已经具有低频(甚至零频)满载启动功能,如安川VS-616G5带PG矢量运行时150%启动力矩/0RPM、爱默生TD3000带PG矢量运行时200%启动力矩/0RPM,因此可以替代直流传动应用在需要卡死再启动的轧机上、或者是卷径变化大导致转速变化也大的中心收卷上。
具体的示意如图3所示,包括轧机变频器VF1、中心收卷变频器VF2、可编程控制器S7 200以及相应的人机界面组成。
图3 锌板收卷原理
本系统可以实现以下的几个功能:(1)通过人机界面设置轧机的主速度,同时可以读取轧机的线速度;(2)通过人机界面可以设定中心收卷的速度给定和转矩限定值;(3)根据轧机的线速度来计算收卷的卷径值并显示在HMI上;(4)其他必要启动连锁条件等。
PLC 的作用除了数据的传递(HMI和变频器人机界面)之外,最重要的是计算出卷径,然后再根据转矩和卷径的函数关系,计算出转矩限值,其中卷径计算由线速度计算法。
其中对收卷变频器而言,有两个模拟量:
速度指令——对卷取机给以比电动机速度高的速度;
转矩限制——由于按照上述那样速度命令,变频器将输出上限值以下的转矩,PLC 将给出相当张力命令转矩值作为转矩限制值。
通过HMI观察卷径计算的值,再次带载测试,修正各系数,直至收卷过程张力平稳、达到要求为止。
3、限转矩功能与主从控制
(1)主从控制
在很多机械设备中,都会涉及到主从控制,如造纸机械的网部真空伏辊、驱网辊同时带一条网;压榨部真空吸移、真空压榨等复合压榨;压光上、下辊;施胶机上、下辊等都属于多电动机传动中的主从控制。
主从控制与速度控制不同,其特点为:传动系统由几个传动单元共同驱动,其电动机轴相互耦合。
根据电动机轴耦合方式的不同,主从方式分为两种,一种为刚性耦合,另外一种为柔性耦合。
所谓刚性耦合,即几个不同的电动机轴之间通过万向节、传动辊、齿轮带等硬连接方式进行耦合。
在这种情况下,只要其中一个传动进行运动,另外一个或几个传动也将被动运行。
而柔性耦合,即几个不同的电动机轴之间通过网毯、皮带等软连接方式进行耦合。
在这种情况下,只要其中一个传动进行运动,另外一个或几个传动也将被拖动,但也有可能打滑。
主从控制的传动只有电动机速度同步并不能满足实际系统的工作要求,实际系统还要求各传动点电动机负载率相同,否则会出现某台电动机出力大,某台电动机出力小的情况,即要求有负荷分配控制。
在变频多电动机传动控制过程中各分部电动机的负载率相同,即δ=P/Pa相同(P 为电动机所承担的负载功率,Pa为电动机额定功率)。
(2)限转矩实现主从传动的负荷分配功能
这种方法是通过让从传动的速度不比主传动的慢,可以稍微快一点点,然后给辅传动加上转矩限幅使得主辅传动的转矩基本保持平衡,以达到负荷分配的目的。
变频多传动控制系统的负荷分配要求速度稳定,分配平衡。
很多连续生产线负载多变,传动情况复杂,所以要求负荷分配快速稳定无振荡,能够随时适应负载变化。
图4所示为转矩限幅控制的负荷分配原理。
图4 限转矩控制的负荷分配
(3)限转矩在造纸压光机主从控制中的应用
造纸压光机分软压光机和硬压光机,它具有加热功能的弹性压区的压光机,是由硬辊及有弹性辊面材料的软辊来形成的。
造纸压光机的作用在辊间的线压大,能提高纸的紧度,能进行其他设备所达不到的整饰作用,如图5所示。
当纸幅通过压光机的时候,上辊和下辊将处于啮合状态,也就是处于同步状态。
如果两者不同步,将会造成纸幅断裂或者压溃。
图5 造纸压光机
负荷分配是造纸压光机传动电机的核心控制原理,其示意图见图6。
M1为主传动,采用双闭环速度/转矩矢量控制方式。
速度环为V速度给定和PG编码器返回的实际速度的控制回路。
M2的转矩限定值可在PLC系统设置。
在负荷分配中,M2从传动能始终跟随M1主传动而保持同步。
图6 造纸压光机的限转矩控制
4、结束语
限转矩的作用发挥好坏,很大一部分取决于变频器的调试,尤其是电机参数自辨识。
由于矢量控制是着眼于转子磁通来控制电机的定子电流,因此在其内部的算法中大量涉及到电机参数。
从图7的异步电动机的T型等效电路表示中可以看出,电机除了常规的参数如电机极数、额定功率、额定电流外,还有R1(定子电阻)、X11(定子漏感抗)、R2(转子电阻)、X21(转子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空载电流)。
图7 异步电动机稳态等效电路
参数辨识中分电机静止辨识和旋转辨识2种,其中在静止辨识中,变频器能自动测量并计算顶子和转子电阻以及相对于基本频率的漏感抗,并同时将测量的参数写入;在旋转辨识中,变频器自动测量电机的互感抗和空载电流。
在参数辨识中,必须注意:(1)若旋转辨识中出现过流或过压故障,可适当增减加减速时间;(2)旋转辨识只能在空载中进行;(3)如辨识前必须首先正确输入电机铭牌的参数。
通过限转矩的使用,在变频收卷和压光机的主从控制中都相当成功地得到应用。
限转矩的作用是基于矢量变频器优秀的控制功能上,能够满足相当工业领域的收卷要求和主从控制,为降低系统成本、减少维护费用提供了一个很好的控制平台。