张力控制系统使用说明书.pdf

2012 2 29 一 二 三 ITC 智能张力控制器 中新力研发部 北京中新力科技 智能张力控制器 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 2 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 四 智能张力控制智能张力控制器器 1 张力控制简介 张力控制简介 凡是塑料 胶片 造纸 印刷包装 冶金 轻工等连续生产带箔性材料的行业 都 有开卷 驱动 收卷 为了达到工艺要求 都需要进行张力控制 智能张力控制器 配 备完善的工业计算机系统 以磁粉制动器或离合器作为执行元件 保障了相关生产系统 准确而便利的自动张力控制 张力控制的基本知识 1 扭矩的含义 扭矩就是力矩 等于力和半径的乘积 功率 P W 功 t 时间 功 W 力 F 距离 S P F S t F V T M 扭矩 F 力 半径 R 角速度 V 线速度 R 半径 电机的转矩 T 电机功率 P 9550 电机转速 所谓张力也就是力 F 力具有矢量性 一般为直线运动 所以张力同样可以用 F 表示 我们需要的是恒张力 根据 T F R 可知 F 恒定不变 R 在变 收卷卷径一直变 大 防卷卷径一直变小 扭矩也要变 半径不能调整 只有调整扭矩可以保证恒张力 由改变扭矩来引出磁粉离合器 如图 磁粉离合器是一种特殊机电部件 它由主动和从动两部分组成 中间充满球状微小 软磁颗粒 其表面经过硬化处理 在磁场作用下 颗粒被磁化并有序排列 使主动从动 两部分联系紧密 其作用力矩与控制电流成正比 通过控制电流大小就控制了输出扭矩 这就是磁粉离合器的工作原理 若把主动部分和机体固定 就成了磁粉制动器 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 3 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 使用磁粉元件 要注意以下原则 转速有下限 一般为 25 转 分 太低磁粉甩不匀 转速不稳 转速有上限 一般为 1500 转 分 太高受机械强度限制 输出扭矩有上限 若超出铭牌规定值 就要选高一档规格 输出扭矩有下限 因有最小摩擦力矩 约为额定值的 1 3 使用功率有限制 其转速与扭矩乘积 不能超过其额定功率 否则 元件会过热 磁粉会提前老化和失效 磁粉元件 由于电流力矩特性曲线为迟滞曲线 因此不宜用一般直流电控制 必须 用 PWM 脉冲调宽控制 PWM 波的产生办法有很多 可以通过 PLC 发送脉冲来完成 也可以通过数字电路 来控制 单片机控制 电压模拟量控制等办法 我公司开发的智能张力控制器 采用单片机控制 在特定频率下 调整占空比 PWM 控制电流大小 2 张力控制 张力控制原理原理 张力控制分为开环控制 自动计算卷径 或闭环控制 张力传感器直接反馈 两大 类 闭环控制需要安装张力传感器 并进行实时的采集 通过调整电流大小使张力保持 在设定的数值 此方式张力控制精度高 由于有反馈环节 成本较高 适合于高精度的 设备 而开环控制 没有张力传感器直接反馈单元 通过调整磁粉元件扭矩大小 保持 张力恒定 此方案稳定 成本低 但是控制精度不高 一般适合于张力不敏感的卷材生 产 我公司智能我公司智能张力控制器工作原理 张力控制器工作原理 我公司的智能张力控制器采用开环控制 通过计算出卷料的直径 再通过调整 PWM 占空比 进而控制扭矩的大小 开环控制时 采用连续不断计算卷径 并使输出扭矩按 一定规律变化 产生恒张力或变张力控制 由于是自主计算 不受外界干扰 故系统工 作非常稳定 特别适宜于无法正常使用张力反馈的场合 如果使张力设定值按一定规律递减 则成为智能减张力控制 变张力控制 恒张力控制 变张力控制 卷径变化时 扭矩与卷径按相同比例变化 由于是自动计算 不受外 界干扰 变张力控制 常指 里紧外松 锥度收卷 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 4 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb TR T0 K R R0 K 为锥度系数 锥度张力 常用于收卷 做到 里紧外松 使材料卷绕时不起皱 不变形 恒张力控制 常用于收卷以外的所有场合 特别是开卷恒张力对全系统稳定运行 至关重要 3 张力控制 张力控制系统系统 如上图所示 张力控制一般包括 张力控制器 控制元件 电源 磁粉制动器 离 合器 执行元件 接近开关 采集元件 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 5 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 上图为我公司智能张力控制器的尺寸大小 外形尺寸为 195mm 120mm 80mm 安装时开孔尺寸为 182mm 112mm 4 智能智能张力控制张力控制器安装器安装 智能张力控制器基本配置 1 张力控制器 电源 AC220V 2A 安装时 最后外接一 10A 空开 2 测圈数接近或霍尔传感器 电源 DC12V 信号输出 1 0 开关量 3 测长度接近或霍尔传感器 电源 DC12V 信号输出 1 0 开关量 4 磁粉制动器或磁粉离合器 电源 DC24V 输入电流 0 2A 按实际需要配置 5 功率电源 AC220V 2A 50Hz 智能张力控制器接线图 此控制器 可以外接电流表指示输出的电流大小 并且可 以提供 10V 直流电 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 6 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 注意 接电流表指示时与不接电流表 接线时不同 内上接线图 注意 接电流表指示时与不接电流表 接线时不同 内上接线图 5 参数设置参数设置 1 上电前准备 上电前准备 1 检查电源线是否连接正确 是否是 AC220V10 50Hz 60Hz 2 检查传感器接线是否正确 3 检查磁粉制动器或者离合器接线是否正确 4 如果外接电流表 检查电流表接线是否正确 5 如果接线正确 可以上电 2 面板说明 面板说明 1 第一行左显示 卷径 第一行左显示 卷径 Diameter A 最大 MAX 上指示灯亮时 设定时参数序号 也即张力大小调整参数 B 实测 VALUE 下指示灯亮时 工作时实际值 也即计算后的卷的直径大小 单位为 mm 说明 运行时 点按钮 可以切换 最大 Max 与 实测 Value 此两个参数 2 第一行中间显示 信号指示灯 第一行中间显示 信号指示灯 Signal A 上指示灯亮时 表示采集到计圈信号 B 下指示灯亮时 表示采集到计米信号 3 第一行右显示区 计量 第一行右显示区 计量 Measurement A 圈数 Lap 运行时圈数总数 单位为 圈 B 米数 Meters 运行时长度总数 单位为 米 如果没有接计米传感器 此数 值无效 说明 运行时 点按钮 可以切换 圈数 Lap 与 米数 Meters 此两个参数 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 7 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 4 第二行 第二行显示区显示区 A 输出 Output 左侧指示灯亮时 显示的为输出占空比 最大为 99 9 最小 为 0 数值越大 表示输出的扭矩越大 B 厚度 2 层 Thichness2layers 右侧指示灯亮时 显示为设置的 2 层卷料的厚度 因为放卷轴每转一圈 去掉两圈料的厚度 如果料为纸卷 纸的厚度为 0 1mm 此参数 应设置为 0 2mm 说明 运行时 点按钮 可以切换 输出 Output 与 厚度 2 层 Thichness2layers 此两个参数 5 第三行按钮区 第三行按钮区 A 设置按钮 SET 表示设定 移位 增加 减少 B 运行时 三个数码显示区都有数据 无数位闪烁时 为运行状态 按 选择切换 最大 Max 与 实测 Value 此两个参数 按按钮 可以切换 圈数 Lap 与 米数 Meters 此两个参数 按按钮 可以切换 输出 Output 与 厚度 2 层 此两个参数 同时按与两个按钮 累计计数值请零 也即回到初始状态 圈数计数清 0 米数计数清 0 3 高级参数设置 高级参数设置 此张力控制器参数分为普通参数与高级设置 在运行时 按住设置键三秒 系统进入高级设置 再按住设置键 S三秒返 回到运行页面 在高级参数设置时 按 可切换高级参数 如下图所示 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 8 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 参数参数时 放卷 收卷模式之间 n 为放卷模式 卷径越来越小 为 u 型 时 为收卷模式 卷径越来越大 out 为输出模式 此张力控制器只有 PWM 输出模式 为线性脉冲调宽 用于 磁粉元件 不能改变 k0 为长度参数 此参数表示每一个米数信号 长度增加的长度 单位为 m 计长比例系数 例 设置 K0 0 1 即每一个脉冲为 0 1m 数据的修改可通过 此三个按以按键完成 向左按钮为移位 向上 向下按钮为数据修改 4 普通参数设置 普通参数设置 在运行页面时 按 S 键 小于 3 秒 进入普通参数设置 再按此键逐个切换 如 下图所示 d0 最小保护卷径 单位 mm 可看作纸芯的外径 开卷时 卷径计算到此 数后 保持不变 收卷时越卷越大 Do 没有意义了 dn 计算卷径 单位 mm 按需用张力进行更改 Dn 越大 张力越小 通常 Dmax Dn 10Do 2H 二层厚度 单位 m 此为二层卷料的厚度 d1 为初始卷径 单位毫米 清零时的卷径值 下面以放卷为例说明此参数的意义 n 卷料的运行圈数 同时按与两个按钮清零此参数 如果新的一卷料 外径 d1 为 300mm 而此卷料厚度为 0 01mm 参数 2H 应该 设置为二层的卷料厚度 也即为 0 02mm 生产中 此放卷轴每运行一圈 此卷新料的 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 9 10 北京中新力科技有限公司 地址 北京市石景山区实兴大街 5 号 联系人 王红保 手机 86电话 传真 010 88792965 邮箱 whbustb 直径减少 0 02mm 当运行 n 圈时 减少的厚度为 0 02 n 此时 实际卷料的卷径 外 径 D 为 D d1 0 02 n 5 占空比计算占空比计算 此智能张力控制器的占空比计算公式如下 P d dn 100 其中 d 为实测卷径 计算卷径 Dn 为设置的张力调整系数 例如 dn 设置为 3000 而 d 为 300 则输出占空比为 p 300 3000 100 10 0 注意 如果参数 dn d1 则 输出的占空比一直为 100 磁粉达到扭矩最大 当为初始卷径时 d d1 在运行过程如果为放卷中 d d1 2H n n 为计的卷数 6 长度计算长度计算 K0 为长度系数 总长度 L K0 Num Num 为计量参数 表示米数辊转过的圈数 K0 为计米辊周 长 6 注意事项注意事项 1 磁粉制动器 离合器 两输出点在功率电流输出 严防打火或短路 2 注意与离合器进行磁屏蔽 防止离合器工作时的强磁场干扰霍尔开关 北京中新力科技有限公司 智能张力控制器 10 10 北京中