卷取机卷轴速度控制系统
薄膜卷取恒线速度及恒张力控制系统
薄膜卷取恒线速度及恒张力控制系统荣获“2004年度工控及自动化领域优秀论文”有奖评选三等奖【专家点评】：由于吹塑薄膜挤出机生产线上的牵引电机和卷从而可实现薄膜正常卷取。
论文作者找出了形的闭环控制并以卷取电机转速和张力作为校正度不同步造成薄膜厚度不均的弊端。
该系统对【作者心得】：中国工控网和中国自动化学会主办的这次征文国自动化学会表示由衷的感谢！同时非常感谢《薄膜牵引和卷取同步控制研究》的部分总结制”，因而这篇投稿取名为《薄膜卷取恒线速继续深入研究和进一步开展工作。
1 引言在吹塑薄膜挤出机生产线上，薄膜卷取是一道非常重要的工序。
收卷质量对塑料薄膜的二次加工至关重要常卷取和翻转架翻转过程中，要实现薄膜牵引和卷取的恒线速度及恒张力控制。
一种较好的解决方案是，在建的基础上，构成由计算机、可编程控制器、变频器等组成的硬件系统，并进行相应的软件设计，以实现计算机卷取的恒线速度及恒张力控制。
2 方案设计生产线中的薄膜线速度和张力的调节可以通过牵引电机、卷取电机和翻转架电机的转速和转矩的调节来反映1.1 正常卷取过程分析对不同的卷绕过程，薄膜的张力和线速度v随薄膜的材质、规格、厚度、冷却温度及卷径比等因素的不同绕直径D的逐渐增大要求卷轴转速成反比例地减少；另一方面，又要求薄膜的张力恒定[1]。
因此，作用在卷恒线速度、恒张力传动即恒功率传动。
由于卷取辊在卷取薄膜时，其卷绕直径D是逐渐增大的，在牵引速度恒定不变的情况下，要维持卷取张力取线速度不变[2]。
1.2 翻转过程中卷取电机的调速规律翻转架翻转时，薄膜的线速度是膜卷切入处的卷取切向速度和翻转切向速度的矢量和，如图1所示。
也就不对卷取线速度加以修正，势必影响薄膜线速度控制的稳定性和准确性，进而造成卷取初始时刻出现较大的超要。
根据图1可知，卷取电机此时的期望转速(r/s )应为：式中：为与的相角差。
可见，除了随卷径D变化而变化外，还随翻转线速度和变化而变化。
设翻转引起的卷取线速度变化量为，则化的曲线如图2所示。
卷取机详解
所以：nmax/ner=2Rc/D，D——卷筒外径。
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4、卷取时电机功率计算
卷取功率一般由卷取张力，塑性弯曲变形，卷取速度，摩擦 阻力确定：
NerNj
k2
(Tv)maxkW
1000
1、结构与组成：
张力辊：由上下辊组成 （D1/D2 =2：1，以利咬入。 同时上辊偏向前方，以利轧 件下弯），用气缸调整上辊 轧件 的开闭；辊缝用千斤顶调整。 张力辊前有风动导尺，其作 用是使带钢边缘齐整。张力 辊后有导板，使带钢能顺利 进入卷筒。在有多台卷取机
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的情况下，上辊抬起，使带钢通过它进入下一台卷取机。 2、卷筒： 在高压下能实现胀缩，要有足够的强度与刚度。要有辅助支承， 以增加刚度。一般采用斜楔式的斜面柱塞式，当液压缸（或复 位弹簧）使得锥形心轴左移时，斜面效应使得卷筒张开，反之 使卷筒收缩。 卷筒的驱动有电机直接驱动及通过减速传动两种方式。直接驱 动必须妥善解决胀缩缸设置问题。
r1
r
2 2
A
2
2 A2
A 2 ln r2 2 A A——棱锥横断面的二分之一边长的平均值（mm）。
令h = dr ，以积分代替和式，得出卷筒表面压力P的公式：
p pirR 2 d cip 2 0 1r r1 2 2 2 ln R r2 2 c 2 rr1 1 2 2 MP （1a 2-4）
2、胀缩缸平衡力计算 由图可以得出：
Q14Pf2(2ta2nf2tfa2)nN
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由于在卷取过程中，tgα>f2，即卷筒不自锁，这就必须有 Q>0方可平衡。由上式简化之，得：
卡罗塞尔卷取机功能及控制方法介绍
卡罗塞尔卷取机功能及控制方法介绍卡罗塞尔卷取机功能及控制方法介绍摘要：卷取机是将热轧或冷轧带钢卷成卷筒状的重要设备。
无论是冷轧还是热轧带钢经过轧制后的长度长达几百米以上，经过冷却处理后的带钢，通过卷取机弯曲成卷，成卷的带钢便于存放和运送。
本文介绍的卡罗塞尔卷取机是一种双卷筒卷取机，卡罗塞尔卷取机可广泛应用于各类带钢生产线，该设备工作效率高、连续卷取能力强，设备设计紧凑，双卷筒共用一套导向装置、旋转换位装置、助卷辊、卸卷小车等设备，减少设备重复布置，节省设备投资和安装空间。
关键词：卡罗塞尔卷取机C-CPUL-CPU0 前言经过处理后的合格钢水，由起重机吊运至连铸机的大包回转台上进行浇注，铸成厚度为1.0~6.0mm的薄带坯。
根据不同产品的规格，铸带以不同的拉速经轧机入口No.1、No.2夹送辊纠偏夹送至轧机进行轧制。
轧机为双机架四辊PC轧机，轧制道次为1道，轧机入口带钢温度为900~1200℃。
轧机采用了动态PC技术、轧机稳定装置、液压厚度自动控制（AGC）、弯辊控制等技术。
轧机入口设置了特殊仪表，对轧机入口的铸带厚度、宽度、凸度、平直度、温度等进行测量，以便轧机采用相应的轧制策略。
轧机出口设置了单点测厚仪，可测量轧制后产品断面厚度，同时根据检测数据生成质量报告。
带钢出轧机后，通过输出辊道送至卷取机，输出辊道上设置了带钢冷却装置，可以精确地控制带钢冷却到规定的卷取温度500℃左右。
冷却后的带钢通过卷取机前的转鼓式飞剪，在带钢进入卷取机前剪切取样，热带剪切头部便于卷取和建张，剪切后的带钢通过卷取机前液压侧导板对中导向，夹送辊夹送进入卷取机。
卡罗塞尔卷取机主要由两个可涨缩卷筒、回转体、主传动装置及锁定装置组成。
带钢进入卡罗塞尔卷取机后，在接卷位置上进行卷取，当卷取到一定的卷层形成张力后，卷取机的回转体旋转，使该卷筒到达卸卷位置，同时另一个卷筒到达接卷位置。
当卸卷位置钢卷的卷重达到设定的重量时剪机切断带钢，后续带钢将在接卷位置开始下一个钢卷的卷取。
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]。
卷染机恒张力恒线速度控制
在老机型上改造 ，效果也很好。我单位 的这台巨型卷取机在用户处使用半年来，未 发生任何故障，效率很高。
注 ：国产变频器如汇川 Ｍ ３ ０型 、爱墨生 Ｔ ３ ０型 Ｄ３ Ｄ３
３ ５
在该系统中，我们让放卷工作在速度模式，根据滚筒的直径变化计算出电机转
速来保证恒线速度，收卷工作在转矩模式 。 由卷染机的工作原理可见，放卷的电机始终工作在发电模式 。通常的做法是采 用制动单元和制动电阻，将电能转化为热能消耗掉 。这样长年类月浪费很大。我们 应用变频器的共母线方式将两个变频器的 Ｐ 母线直接并联， Ｎ 这样正常工作制动产生 的能量通过并联母线回到拖动的电机上。只用一个很小的制动电阻并联到母线上，
低的频率下 （ Ｈ ） 卜３ｚ 。
该款变频器的功能很强大，包括惯量补偿 、 自 动卷经计算、摩擦力补偿 、锥度 计算等张力控制功能。我们根据线速度和直径 的数学关系， 自 动计算 出所匹配 的角 速度，利用这种功能我们就能实现恒线速度控制 。其原理是：根据设定的线速度和
初始直径 （ 利用 ＰＣ Ｌ 记录下的卷轴上的圈数及布 的直径，可算出单层布的厚度）和
为的是解决快速减速时两台电机都工作在发电状态时能量的消耗 。这个电阻工作是
短时的，能耗很小，摒弃了老式卷染机很大 的电阻柜，既节约了能耗 ，又提高了系
统的可靠性 。 三、结束语
本系统在优化参数值后， 设备在用户处试机时速度在 １０ 分， ５ 米／ 非常稳定。 工 作效率在 ９％ ５ 以上， 采用共用母线方式节 电率在 ４％ Ｏ左右 。 系统的稳定性提高了， 而 且设备价格也不高，是印染企业 的首选方案 。
在该系统中变频器接收plc通过485口传送来的张力设定值然后根据布的厚度算出直径张力设定值乘上半径除以机械传动比就是电机的输出转矩
卷取机的工作原理
卷取机的工作原理
卷取机是一种用于将物体卷取成卷状的设备。
它的工作原理通常包括以下几个步骤：
1. 准备阶段：将待卷取的物体放置在卷取机的工作区域内。
物体可以是纸张、绳子、布料等柔软的材料。
2. 引导物体：在卷取机的工作区域内，设有一个引导装置，可以将物体引导到卷取机的卷轴或滚筒上。
引导装置通常采用传送带、导轨或机械手等方式。
3. 卷取物体：在引导装置的帮助下，物体被卷取到卷取机的卷轴或滚筒上。
卷轴或滚筒通常通过电机的驱动，可以旋转起来。
4. 卷取过程控制：在卷取物体的过程中，可以通过控制卷轴或滚筒的旋转速度、卷取的张力以及卷取的方向来控制卷取的效果和质量，以适应不同类型的物体需求。
5. 卷取完成：当物体被完全卷取到卷轴或滚筒上后，卷取机停止运转。
此时，可以通过切割装置或其他方式将卷状物体从卷轴或滚筒上分离出来，完成卷取的过程。
总体来说，卷取机的工作原理是利用引导装置将待卷取的物体引导到卷轴或滚筒上，并通过旋转等方式将物体完全卷取起来。
这种方式可以提高工作效率，适用于大规模和高速卷取的需求。
收放卷速度控制原理
收放卷速度控制原理
收放卷速度控制原理是指控制卷取机、放卷机的工作速度，使其根据需要稳定地按照设定速度工作，从而保证生产线平稳运行。
其主要原理是通过控制卷取机和放卷机的动力驱动系统的运转速度，控制卷取和放卷的速度。
在实际应用中，通常采用变频器控制技术来实现卷取机和放卷机的速度控制。
变频器是一种电子装置，通过改变输入电压的频率来控制电机的转速。
使用变频器进行控制，可以精确地调整卷取机和放卷机的运转速度，从而满足不同产品的生产需要。
此外，在控制卷取机和放卷机的速度时，还需要采用传感器对卷取或放卷材料的直径、张力等参数进行测量，根据测量结果来实现对卷取和放卷速度的调整。
这样可以保证卷取和放卷过程中的稳定性和精确性，从而提高生产线的效率和产品质量。
利用plc实现恒线速卷绕修改完
题目:PLC实现恒线速卷绕系统设计摘要卷绕系统是一种常用的控制系统，广泛应用于塑料收卷、钢铁、包装、造纸、印刷、染织等生产过程中。
它要求系统能连续地控制料带再设备上运行时的张力，并且要在规定的速度范围内能有效控制，包括加速、减速及匀速运行。
工业生产上常采用闭环张力控制系统，由张力传感器直接检测料带的实际张力值，然后把张力值转换成张力信号反馈给张力控制器，通过与预先设定的张力值进行比较，计算出控制信号，自动控制执行单元即使实际张力值与给定张力值相等，从而达到张力稳定的目的。
本系统主要以PLC为控制核心，组态软件作为监控层，对系统的信号进行采集和控制。
放卷采用磁粉离合器的被动放卷张力控制方式，主牵引采用三菱FR-A540-1.5K变频器控制交流电动机进行牵引驱动，收卷采用常州宏大HVS–G三相直流可控硅调速装置驱动直流电机进行主动收卷张力控制方式。
在放卷和收卷中均使用三菱LE-40MTA-E张力控制器产品对张力进行检测和控制。
在生产运行过程中为了防止产品在卷绕过程中产生偏移，放卷时利用气动――液压自动纠偏装置，收卷时应用光电纠偏装置对其进行调整。
这样使得生产工艺更完善，产品质量更好。
关键字：卷绕系统；张力控制；恒线速；PLC目录第一章收、放卷张力控制应用概述 (3)1.1行业应用 (3)1.2收、放卷张力控制分类 (4)1.3卷取方式分类比较 (5)1. 4分设计选用 (5)1.4.1放卷方式的选用 (5)1.4.2收卷方式的选用 (6)第二章卷绕系统设计概况 (7)2.1系统简介 (7)2.2系统构成及原理 (8)2.3系统技术指标 (9)2.4 FX2N-4DA详细说明 (9)2.5 系统设计原则 (10)第三章系统主要部件设计 (12)3.1张力控制系统设计 (12)3.1.1放卷张力控制 (12)3.1.2收卷张力控制 (13)3.2 主牵引设计 (14)3.3收卷驱动设计 (15)3.4 纠偏装置设计 (16)3.4.1放卷纠偏 (17)3.4.2 收卷纠偏 (17)第四章卷绕系统电气设计 (19)4.1 电气原理图设计 (19)4.2 PLC发展史 (22)4.3 PLC的概念及特点 (22)4.3.1 PLC的概念 (22)4.3.2 PLC的特点 (23)4.4 PLC的基本结构 (23)4.5 PLC的工作原理 (25)4.6PLC的性能指标 (25)4.7 PLC程序设计 (26)4.8组态软件设计 (28)第五章设计小结 (29)参考文献 (30)附录 (31)致谢 (33)第一章收、放卷张力控制应用概述1.1行业应用在工业生产的很多行业，都要卷绕生产线对物料进行放卷，加工，收卷，其中放卷和收卷时要保持张力的恒定，以提高产品的质量。
卷扬系统的调速
卷扬系统的调速工程起重机为了适应各种不同的工作情况,提高生产率,要求卷扬机构的工作速度是可改变的。
在轻载、空钩下降及卷扬高度较大场合,均要求有较高的工作速度,以提高起重机的生产效率。
在重载、运送大件物品及重物高速下降至接近放置地点时,为了安全可靠和准确操作,则要求较低的工作速度。
此外,为了适应机构或设备安装工作的要求,卷扬机构还需要更低的就位速度。
因此,工程起重机的卷扬机构一般均设置调速装置。
根据卷扬机构传动方式的不同,有各种不同的调速方法。
卷扬机构调速装置要求调速范围大,调速平稳，工作可靠,结构简单及操纵方便。
液压传动卷扬机构通常采用调节发动机油门以改变液压泵流量和控制换向阀以改变通道面积大小来进行节流的联合调速。
此种调速方法调速范围较大,调速平稳无级，既简单可靠,又可实现卷扬机构工作速度的微调。
但缺点是节流的功率损失较大,而且进一步提高升降速度受到液压泵流量的限制。
为了提高卷扬机构工作速度,在多泵定定量系统中,往往采用油泵并联调速,在系统中设置合流阀控制多泵合流以实现卷扬机构的快速升降。
有时,也在系统中采用对液压马达串、并联供油的方法进行调速,液压马达串联时以高速工作,并联时获低速运行。
在变量系统中,可利用变量马达调速。
此外,当起重机的起升高度较大时,为了进一步提高空钩或轻载时的下降速度,在卷扬机构上往往设置重力下降装置,即在卷扬卷筒与传动轴间装有离合器,由液压系统保证空钩和载荷的重力下降时,打开离合器及制动器,使卷扬卷筒与液压马达脱开自由转动,则空钩或重物在重力作用下以较高的速度下降。
下图所示轮胎式起重机主、副卷扬机构液压系统即采用换向阀节流配合调节发动机油门的联合调速。
通过操纵主卷扬机构换向阀a使处于位置E时,泵A的压力油经过阀a进入主卷扬机构马达1,驱动主卷筒提升重物。
同时,压力油通过双向滑阀e进入主卷扬制动器2液压缸松开制动器保证卷筒转动。
当换向阀a处于位置I时，卷扬卷筒反转,重物下降。
基于单片机的卷取机张力控制系统设计
基于单片机的卷取机张力控制系统设计作者：徐凯来源：《现代电子技术》2010年第13期摘要:张力控制是冶金、造纸、纺织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生产效率的高低和质量的优劣。
介绍了张力控制技术的基本原理,设计了一种以磁粉制动器为执行元件,基于AVR单片机的张力控制系统。
采用类似PWM脉宽调制控制的方式,保证了系统的良好性能。
实践证明,该系统具有良好的抗干扰性能,能够较好地完成控制效果,运行稳定可靠。
关键词:单片机; 恒张力控制; 磁粉制动器; 接近开关; 抗干扰中图分类号:TP273.5 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)13-0162-03Design of SCM-based Tension Control System in Coiler(1. Bao Steel Group CO. Ltd., Shanghai 200122, China; 2. Xi’an University of A rchitecture & Technology, Xi’an 710055, China)Abstract: Tension control is a widely used technology in the areas of paper making, spinning and metallurgy. It is closely related with the products' production efficiency and quality. The basic principle of the tension control technology is introduced. A tension control system with a magnetic powder brake as the tension actuator is designed based on 8051 microcontroller. The mode similar to PWM pulse width modulation control is employed to guarantee the high performance of the control system.It has been found that this system has perfect performance of anti-jamming and can accomplish a rather better control.Keywords: microcontroller; constant tension control; magnetic powder brake; proximity switch; anti-jamming张力控制,通俗地讲,就是要控制卷取物体时保持物体相互拉长或者绷紧的力。
织带机的主要机构及其作用
织带机的主要机构及其作用
织带机是一种用于编织各种带子的机器，其主要机构包括以下部分及其作用：
1. 送经机构：送经机构的作用是将经线按照一定的速度和张力送入织造区域。
它通常由一组滚轮和张力控制装置组成，以确保经线均匀地穿过织造区域。
2. 织造机构：织造机构是织带机的核心部分，用于完成纬线的交织和带子的形成。
它通常包括纬线喂入装置、织造针或钩子、织带形成机构等。
织造机构通过控制纬线的运动和交织方式，使经线和纬线相互交织，形成所需的带子结构。
3. 卷取机构：卷取机构的作用是将织成的带子卷取并收集起来。
它通常由一组卷轴和张力控制装置组成，可以根据需要调整卷取速度和张力，以确保带子的平稳卷取。
4. 经线张力控制机构：经线张力控制机构用于控制经线的张力，以确保织造过程中的稳定性和带子质量。
它可以通过调整张力轮的位置或张力传感器的反馈来实现对经线张力的精确控制。
5. 纬线张力控制机构：纬线张力控制机构用于控制纬线的张力，以确保纬线在织造过程中的均匀分布和正确的交织。
它可以通过调整纬线喂入装置的速度或张力控制器的设置来实现对纬线张力的控制。
6. 动力系统：动力系统为织带机提供动力源，通常包括电动机、传动装置和控制系统。
它负责驱动各个机构的运动，确保织带机的正常运行。
7. 控制系统：控制系统用于监控和控制织带机的运行参数，如速度、张力、编织密度等。
它可以包括电子控制单元、传感器和操作界面，以实现对织带机的精确控制和操作。
这些机构协同工作，使织带机能够高效地生产出各种类型的带子。
不同类型的织带机可能会有一些差异，但以上所述的主要机构和作用是常见的。
基于PLC的卷绕控制系统设计与实现
基于PLC的卷绕控制系统设计与实现卷绕控制系统是工业自动化领域的重要应用之一，它主要用于卷绕或整理物品，如线缆、纸张、塑料薄膜等。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种可靠的控制设备，广泛应用于卷绕控制系统中，可以实现快速、准确的运动控制和数据处理，提高生产效率和质量。
在设计基于PLC的卷绕控制系统时，需要从以下几个方面进行考虑和实现：1. 系统参数设置与运行状态监控：首先，需要根据实际需求设置卷绕系统的相关参数，如卷绕速度、张力控制、卷径等。
通过PLC编程，可以实现参数的输入和监控，确保系统能够按照预定要求正常运行。
同时，还可以通过监控界面实时监测系统的运行状态，包括各个传感器的反馈值、设备运行状态等，便于及时发现和排除故障。
2. 运动控制与位置精度：卷绕控制系统的核心是运动控制，通过PLC编程实现电机的正向、反向旋转以及停止等指令的控制。
在编写程序时，要考虑到不同卷绕物品的直径变化，通过反馈传感器实时获取卷绕物品的位置信息，以精确控制卷绕的位置和角度，确保卷绕质量和稳定性。
3. 张力控制：在卷绕过程中，控制物品的张力也是非常重要的一项指标。
通过PLC编程，可以根据实际需求设置卷绕系统的张力值，并通过传感器获取实时的张力反馈信息。
根据反馈信息与设定值的差异，通过控制传动装置或调整电机转速等方式，实现张力的自动控制。
4. 故障报警与安全保护：在卷绕系统的运行过程中，可能会出现电机过载、张力异常等故障情况，为了确保设备运行的安全可靠，需要设计故障报警和安全保护机制。
通过PLC编程，可以设置相应的故障检测和报警逻辑，及时发现并报警有可能发生的故障。
同时，还可以设置紧急停止按钮、防护罩等安全装置，保护操作人员和设备的安全。
5. 数据记录与统计分析：卷绕控制系统还可以通过PLC编程实现数据记录和统计分析功能，例如记录生产数量、产线停机时间、故障发生次数等关键参数。
通过对这些数据进行统计分析，可以帮助企业管理层了解生产状况、优化工艺流程，并进行设备维护和改进措施，提高生产效率和产品质量。
1650mm铝箔分卷机卷取机张力控制系统
1650mm铝箔分卷机卷取机张力控制系统王睿龙【摘要】1650mm铝箔分卷机是铝箔生产的最后一道工序,铝箔分卷机最薄可剪切0.006mm的铝箔,速度最高达1200m/min.就铝箔分卷机张力控制系统进行了理论分析,并对影响铝箔分卷机卷取张力的因素进行了详细介绍.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】5页(P22-26)【关键词】张力控制;最大力矩法;速度控制;卷径计算;PLC;惯性力矩补偿和摩擦力矩补偿【作者】王睿龙【作者单位】厦门厦顺铝箔有限公司,福建厦门361027【正文语种】中文【中图分类】TG333.2+41 引言铝箔分卷机，是用于将铝箔轧机轧制后的双合铝箔卷料按用户要求进行分卷，并剪切成不同宽度规格铝箔成品的专用设备。
铝箔分卷机卷取张力环不稳定或者张力梯度不稳定，就会使剪切产品出现“错层”、“松卷”和端面出现“燕窝”等现象，从而造成大量废品。
铝箔分卷机的卷取机张力控制系统对铝箔的质量和成品率有重要的影响，本文从理论上针对分卷机的卷取间接张力控制系统和惯性力矩补偿的计算方法进行推导，并对影响铝箔分卷机卷取张力的因素进行了详细分析。
就提高铝箔卷取机张力控制精度，提出了一些解决方案。
2 铝箔分卷机设备主要工艺技术参数高速铝箔分卷机的主要技术参数以及设备主要性能指标如下。
（1）来料规格：1×××、3×××、5×××、8×××系列铝及铝合金；（2）厚度：单张 0.04～0.05mm，双张2×（0.006～0.03）mm；（3）宽度：800～1550mm；（4）开卷钢套筒尺寸：φ485／φ555×1850mm；（5）开卷机最大卷材外径：1900mm；（6）成品厚度：单张 0.04～0.05mm，双张 0.006～0.03mm；（7）分切的最大宽度：1530mm，最小宽度：200mm；（8）分切条数：最多6条；（9）使用φ75mm卷取套筒时，成品卷直径最大为φ700mm，机列最大工作速度为800m／min，使用φ150mm卷取套筒时，成品卷直径最大为φ800mm，机列最大工作速度为1200m／min；（10）张力控制精度：稳速时±2%，加减速时±5%。
卷扬机控制系统
“卷扬机变频操控系统”是专门针对金矿竖井作业中罐笼升降而设计开发的拖动控制系统。
该系统主要用于卷扬机电机的拖动调速，充分考虑了低速力矩、空停制动和安全保护等问题，可以取消原交流绕线电动机，电机碳刷和滑环不再存在，取消原用于调速的接触器及大功率电阻排。
彻底杜绝了原调速系统维修成本高、维护工作量大、能耗高、调速性差的缺陷。
图1－1 卷扬机变频操控系统安装联机示意图“卷扬机变频操控系统”由一个操控台和一个变频柜（其中包括变频调速器、泄放单元和泄放电阻等）组成，如图1－1所示（图中未画出液压站）。
其中操控台，液压站和液压抱闸装置均为沿用原系统装置。
与原卷扬机系统相比，“卷扬机变频操控系统”保护功能强大、安全系数高、可操作性好、体积小、重量轻、故障率低。
输出转矩大、制动可靠、无级平滑调速、运行停机平稳、对罐快速方便，并且由于功能配置简洁合理，使用维护方便，工作安全可靠，大大降低了整个系统的购置成本和维修费用。
在系统设计中，特别增加了多种保护措施，并且各层次、各环节的保护相互关联，协同作用，使可靠性有了更大提高。
系统可以自动监测电网是否正常，当电网电压过高或过低及缺相时系统可以发出报警信号并自动停止系统的运行。
系统全程控制卷扬机的转速，可以有效的防止失速或超速运行。
具有电动机检测功能，对电动机的相关参数进行自动检测，确定电动机的转矩提升、直流制动电压、原始电阻等参数，可以更加有效的拖动电动机及对电动机实施有效的保护。
具有电动机温度检测功能，当电动机由于长时间低速运行而温度过高时，系统可以提前发出预警信号，当温度继续升高威胁电动机安全时，系统可以自动停止运行并报警。
当系统运行时，会时刻检测电动机电流，当电动机过流、相间短路或断路及接地时，会自动停止以保护电动机。
当卷扬机过卷时，系统自动停止卷扬机的运行，安全抱闸，并且只有反向的运行信号才可以开动卷扬机。
系统可以与信号回路连锁，只有当信号有允许开车指令时才可以开动卷扬机。
自动收卷机的工作原理
自动收卷机的工作原理
自动收卷机是一种利用电机和传动装置来实现纺织品或纸张等卷取操作的设备。
其工作原理如下：
1. 电机驱动：自动收卷机装有一台电机，通过开关控制电机的启停和正反转。
当需要进行卷取时，电机被启动并以设定的速度旋转。
2. 传动装置：电机的转动通过传动装置实现传递给卷取装置。
传动装置通常由皮带、链条或齿轮等构成，将电机的旋转力传递给卷取装置。
3. 卷取装置：卷取装置通常由卷取轴、卷取筒和张紧装置组成。
卷取轴是一个中空的轴，纺织品或纸张等卷取物被卷绕在其上。
卷取筒是一个圆筒形设备，放置在卷取轴上以保持纺织品或纸张的正常卷取。
张紧装置用于调整卷取装置的张力，以确保纺织品或纸张能够紧密地卷取在卷取轴上。
4. 控制系统：自动收卷机通常配备有一个控制系统，用于设置卷取的长度、速度和张力等参数。
操作员可以通过控制系统进行设定，并监控卷取过程中的工作状态。
5. 其他辅助装置：自动收卷机还可以配备一些辅助装置，如自动切割装置、纠偏装置和紧张装置等。
这些装置可以在卷取过程中自动完成相关操作，提高生产效率和产品质量。
总的来说，自动收卷机通过电机驱动和传动装置将动力传递给
卷取装置，实现对纺织品或纸张等卷取物的自动卷取。
控制系统用于设定和监控卷取过程中的参数，辅助装置则可以提供其他相关功能。
这样的工作原理使得卷取操作更加高效、稳定和智能化。
卷取机工作原理
卷取机工作原理
卷取机是一种用于卷取以及收集纸张、布料、丝线等材料的机械装置。
它能够高效地完成卷取操作，提高生产效率。
卷取机的工作原理如下：
1. 引导材料：首先，需要将待卷取的材料引导进入卷取机。
通常使用导轮、导板等辅助装置对材料进行引导，保证其能够平稳地进入卷取区域。
2. 卷取装置：卷取机上通常有一个或多个卷取装置，用于实现对材料的卷取。
卷取装置通常由卷取轴、布料筒等组成。
在卷取过程中，卷取轴或布料筒会旋转，将材料逐渐紧密地卷绕在上面。
3. 张力控制：卷取过程中需要适当控制紧绷在卷取轴或布料筒上的材料的张力，以确保卷取过程的稳定性。
通常通过张力控制装置来实现，可以根据需要调节张力大小。
4. 卷取调整：在卷取机工作过程中，可以根据材料的宽度、厚度以及需要的卷取效果等因素，对卷取装置进行调整。
例如，可以调整卷取轴或布料筒的位置或直径，以适应不同材料的卷取需求。
5. 断料剪切：当需要切断卷取的材料时，卷取机通常会配备断料剪切装置。
通过控制剪切装置的动作，可以在适当的位置将卷取材料切断，方便后续的处理和使用。
6. 卷取控制：卷取机通常还配备有卷取控制系统，用于控制卷取过程中的各项参数。
通过该系统，可以设置卷取速度、张力大小、卷取长度等等，以实现对卷取过程的精确控制。
总结起来，卷取机的工作原理主要包括引导材料、卷取装置、张力控制、卷取调整、断料剪切和卷取控制等环节。
这些环节相互配合，确保卷取机能够高效地完成卷取操作。
卷取机工作原理
卷取机工作原理
卷取机是一种常见的工业设备，用于将材料或产品从一个卷轴转移到另一个卷轴上。
它通常被广泛应用于纺织、印刷、包装等行业。
卷取机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 准备工作：在使用卷取机之前，需要先将卷取机调整到合适的工作状态，包括设置卷取张力、调整卷取速度等。
2. 放卷：首先，需要将原材料卷轴放置到卷取机的放卷架上，并通过张力控制装置确保原材料的稳定放卷。
3. 引导材料：将原材料引导到卷取机的滚筒之间，以便后续的处理和传输。
4. 卷取：在原材料传输过程中，卷取机的滚筒会持续旋转，将原材料从放卷架上逐渐卷取到卷取架上的卷轴上。
这一过程中，卷取机会通过调整张力和速度，确保卷取的材料紧密、平整地缠绕在卷轴上。
5. 控制系统：卷取机通常配备了控制系统，用于监测和调整工作过程中的各项参数，比如张力、速度、长度等。
控制系统可以根据需要进行自动化调整，以实现高效、稳定的卷取操作。
需要注意的是，卷取机的工作原理可能因具体型号和应用领域的不同而有所差异。
上述描述仅为常见卷取机的一般工作原理，
具体情况还需要根据具体的设备说明书和操作指南进行了解和操作。
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内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：卷取机卷轴速度控制系统引言： (3)1系统分析 (4)1.1工艺过程分析 (4)1.2控制目标及任务： (5)2工艺设备及控制系统设备简介 (7)2.1卷取机组成 (7)2.2电气传动系统配置 (7)2.2.1 直流调速 (7)2.2.2 交流调速 (7)3、自动化控制系统组成、功能及设计思路 (8)3、1自动化控制系统组成、功能 (8)3、2卷筒速度控制思路由来及控制框图 (8)4、卷轴速度控件说明及其主要控件型号简介 (10)4.1 SIEMENS T400 简介 (10)4.2HGJ_RⅡ型热金属检测器 (10)4.2.1概述 (10)4.2.2灵敏度 (10)4.2.3环境温度 (11)4.2.4、传输距离 (11)4.2.5输出形式 (11)4.2.6检测温度 (11)4.3光电码盘 (11)4.3.1简介 (11)4.3.2电机转速测量方法 (11)4.4 西门子6SE70变频器 (12)5、计算卷筒转速的数学公式 (13)5．1假设条件 (13)5．2下面对卷筒转速计算公式进行推导: (13)5、3卷筒转速变化的趋势分析 (14)6、总结 (16)7、参考文献 (17)引言：卷取机的用途是收集超长轧件, 将其卷取成卷以便于贮存和运输。
卷取机是轧钢车间的重要辅助设备。
轧钢生产实践证明, 卷取机的工作状态直接影响着连轧机生产力的发挥。
对强力、高速卷取设备的研究一直受到重视。
热带钢卷取机是热连轧机、炉卷轧机和行星轧机的配套设备, 有多种形式: 地上式、地下式、有卷筒式、无卷筒式等。
由于地下式卷取机具有生产率高、便于卷取宽且厚的带钢、卷取速度快而钢卷密实等特点, 所以现代热连轧生产线上主要采用地下式卷取机。
由于卷取机特别是卷筒的结构复杂，卷筒电机的转速变化范围偏大，电气控制有较大难度，在实际生产中，卷取故障在热带轧机机组的故障之中占有很高的比例。
特别是目前卷筒转速的选取偏高，使电气控制装置的调速范围偏大，影响控制精度，且电气传动功率在高速区域的能力用不上，应设法改变。
世界第一套热带轧机在1927年投产，早期的热带轧机采用恒速轧制技术，轧制速度最大12m / s。
相应地下卷取机的卷筒转速变化比较简单，其最大值是在卷取开始穿带时刻，此时的卷筒线速度等于轧制速度。
穿带后，卷筒转速随钢卷直径增大而下降。
升速轧制技术在热带轧机上应用之后，轧机速度最大可达25m / s而卷取机由于穿带速度的限制，开始卷取速度为8～12m / s建立张力后随轧机同步升速轧制和卷取[。
此时的卷筒转速变化情况很复杂，由于卷径不断增大，卷筒的线速度总是小于(穿带时等于)卷取速度，所以随卷取速度的增大，卷筒转速既可能增加也可能减少，处于不确定的状态，但对于转速增加的上限及增加过程结束的条件没有定论。
为使卷取速度满足轧机速度要求，通常根据轧机速度确定卷筒转速，此时卷筒的最大线速度与轧机的最大速度基本相同。
总之如何选取卷取机卷筒的速度是决定卷取机好坏的关键。
1系统分析1.1工艺过程分析如图1中所示，热轧卷取机系统由卷筒、助卷辊、夹送辊、侧导板和输出辊道组成。
热轧卷取机的工作过程为以下三个阶段：。
精轧末架WR21) 带钢头部穿出精轧机末端机架，为了使带钢更好的在输出辊道上运行，防止带钢头部跳动，输出辊道以大于精轧机末端机架的超前速度运行，给带钢一个前向张力，同时，夹送辊、卷筒以及助卷辊均以一定的超前速度运行，助卷辊摆下到卷筒边缘，以便带钢头部进入卷筒时给带钢一个下压力；2) 带钢头部运行到距离夹送辊至某一距离，夹送辊由速度控制切换到转矩控制，夹送辊以前向张力使带钢穿过夹送辊；3) 卷筒建立张力，夹送辊输出后向张力以承担一部分卷取张力，其方向与卷筒相反，同时，卷筒由速度控制切换为转矩控制，通过调节电机的输出转矩设定值，使带钢承受一定的张力并以该张力进行卷取工作。
由于带钢已经建立张力，为了防止划伤带钢表面，助卷辊摆开，远离带钢；4) 带钢尾部离开精轧机末端机架，夹送辊承担的后向张力加大，同时，卷筒由转矩控制切换回速度控制，以同步速度运转，助卷辊摆回到预定位置来控制钢卷尾部的卷型，其与卷筒之间的距离由带卷的预算直径的大小来决定；5) 带钢尾部运行到夹送辊，夹送辊由转矩控制切换回速度控制，以滞后速度运转。
同时卷筒开始慢慢减速直到卷取完毕后停止。
1.2控制目标及任务：卷取机的工作过程中，包含两个速度控制阶段。
第一个阶段，当带钢头部穿出精轧机末端机架时开始，此时带钢要经过输出辊道和夹送辊，最后缠绕在卷筒上。
在这一阶段卷取机为速度控制阶段。
为了使带钢在咬入卷筒前，有良好的运行状态，因此，输出辊道和夹送辊的运行速度要大于带钢出精轧机末端时的速度，这样，在带钢前后由于有一定的速度差而产生一定的张力，使带钢良好的前行。
同时，由于带钢头部在卷筒处咬钢前经过夹送辊，其速度已经为超前速度，因此，为了使带钢更好的咬入卷筒进行卷取，卷筒的速度也要设定为超前速度，并且要稍大于夹送辊的速度。
输出辊道、夹送辊和卷筒速度的设定值为带钢出精轧机末端机架的速度再加上一定比例的速度超前率。
该超前率由控制台分别给定。
该速度控制过程直到带钢在卷筒处建张，产生信号时结束；第二个速度控制阶段，为带钢尾部穿出精轧机末端机架时，卷取机又从张力控制方式切换到速度控制方式下。
此时由于带钢尾部已经离开精轧机末端机架，因此，带钢尾部和卷筒之间的张力要由速度差来提供，这样才能保持带钢尾部的良好卷取。
由于此时卷筒为带钢提供了一个向前的张力，为了保持带钢平整，要在带钢尾部加一定向后的张力，此张力由输出辊道、夹送辊、助卷辊与卷筒之间的速度差提供，因此，在这一阶段的速度控制中，卷筒的速度与带钢从张力控制切换到速度控制时的大小一致，而输出辊道、夹送辊和助卷辊的速度要滞后于这一速度值，具体的滞后率由控制台分别给定，这样，在卷筒和输出辊道、夹送辊和助卷辊之间就产生了一定的速度差来提供带钢需要的张力。
随着卷取过程的进行，带钢的速度逐渐的减小，直至带钢卷取完毕。
2工艺设备及控制系统设备简介2.1卷取机组成卷取机主要有侧导板、卷筒、助卷辊、夹送辊、运卷小车、快速链、搬运机、慢速链、托卷机收集台架等。
2.2电气传动系统配置2.2.1 直流调速卷取区直流传动设备采用国产Z 系列和ZZJ800 系列直流电动机拖动, 选用德国西门子公司的6RA70 系列全数字式直流调速装置供电。
直流调速装置进线侧采用公共整流变压器及进线电抗器。
卷取机的调速装置内配有T400 工艺板及卷取控制软件, 它是SIMADYND 系统新一代工艺类型产品, 32 位CPU 板具有极高的运算能力和强大功能。
实现卷取机的张力控制、卷径计算、动态及空载补偿、摩擦力矩补偿、弯曲力矩补偿等功能。
2.2.2 交流调速辅助的交流调速设备如输出辊道、机上辊道、导向辊传动、助卷辊辊缝调整、夹送辊辊缝调整采用国产YSG或YTSP 系列交流变频异步电动机拖动, 选用德国西门子公司的6SE70 系列全数字式交流变频调速装置, 采取公共整流变压器、公共交流母线、变频器入口侧加进线电抗器的形式供电。
交直流调速装置通过通讯板CBP2 作为从站上挂到卷取区自动化控制系统的分布式现场总线PROFIBUS- DP 网上。
通过PROFIBUS- DP 协议与自动化控制系统进行过程控制数据及控制命令的交换。
3、自动化控制系统组成、功能及设计思路3、1自动化控制系统组成、功能卷取区自动化控制系统设有S7- 400 PLC 一套、S7- 300 PLC一套、操作员站HMI 一套。
卷取区自动化系统采用分布式结构, PLC 与远程I/O 站ET200M及传动装置通过过程现场总线PROFIBUS- DP 通讯。
CP443 - 1 通讯模块将PLC联接到工业以太网(Industrial Ethernet), 与全线的S7- 400PLC及HMI 通讯。
S7- 400 PLC主要完成卷取区与带卷运输区设备自动及手动逻辑控制、速度及张力给定控制、层流冷却控制、机前机上导尺的开口度APC 控制、夹送辊及助卷辊辊缝APC控制、卸卷自动手动控制、快速及慢速运输链APC 控制、PROFIBUS- DP 及工业以太网数据通讯控制等。
S7- 300 PLC 主要完成卷取区传动液压站控制、PROFIBUS- DP 与主站S7- 400 的数据通讯控制等。
操作员站HMI 设置在卷取区操作台上, 主要包括卷取区主画面、卷取区轧制程序表画面、卷取区设定画面、趋势图画面、卸卷状态画面、运输链画面、液压、润滑站画面、故障报警一览表等动态显示及设定画面。
3、2卷筒速度控制思路由来及控制框图卷取机控制框图：根据上面的框图可知抽象出卷筒速度控制方块图如下：4、卷轴速度控件说明及其主要控件型号简介4.1 SIEMENS T400 简介T 400 工艺模板是西门子 SIMADYN2D 全数字控制系统的新一代工艺类产品, 它是为西门子交流传动装置和直流传动装置设计的标准选件板,进行高级工艺控制。
T 400 是一个独立的单板计算机,它采用32 位的 SIMADYN2D处理器, 通过双向随机存储器口与传动装置中的计算机通讯, 具有强大的计算能力和极高运算速度, 可以完成工业控制中的多种控制任务。
用户在使用过程中只需了解它的接口,便可掌握其使用方法。
T 400 工艺板有8 个数字量输入口, 4 个数字量输出口(也可以设置成数字量输入口) , 5 个模拟量输入口, 2 个模拟量输出口, 2个继电器输出点, 2 个光电编码接口; 1 个标准的RS485 和1 个RS232 串行通讯接口, 借助于这 2 个接口可用控制面板或监控软件 SIMOVIS监视和修改参数; 1 个 USS 串行通讯接口, 可以建立起速率达187. 5 kbit / s 的数据信道, 经由高速的现场总线网络与上位机连接; 另外还有 2 个绝对式光电编码器接口。
4.2HGJ_RⅡ型热金属检测器4.2.1概述HGJ_RⅡ型热金属检测器是在RⅠ型的基础上进一步改进而成的。
HGJ_R Ⅰ型热金属检测器是为Ⅰ700热连轧机配套的自动化检测仪表之一，主耍用于跟踪和检测钢坯（板）位置。
于76 年初研制成功,并在我国目前轧钢自动化程度较高的鞍钢半连轧厂及首钢轧钢厂300车间生产线上投入运行。
通过生产运行证明，RⅠ型“热检”灵敏度高,运行可靠、寿命较长、维护调整方便，受到现场的好评，为了使“热检”在结构上、质量上进一步提高，我们又研制了RⅡ型“热检”RⅠ型相比,结构进一步简化去掉了水冷，还加装了指示灯,便于安袭调整及故障判断，另外在造型上也由园型改为方形较为美观。
目前HGJ_RⅡ已由生产厂在批量生产，国内有些钢厂正在使用。