ST-100说明书_02.10.11(四号字).doc

ST-100型张力控制器 第 -26 - 页 共 24 页 张 力 控 制 器ST-100型使用说明书 武汉楚鹰科技开发有限公司 尊敬的用户：感谢您使用本公司生产的ST系列张力控制系统。ST-100型张力控制器是新型的张力控制器，该型张力控制器充分发挥微处理器的运算能力，用采集到的速度信号解算出所需的张力控制量，获得满意的控制效果,这就是解算式张力控制器。ST-100张力控制器的突出特点就是省去了价格相对较高的张力传感器，安装使用简单、容易，而且能很方便的获得锥度张力控制。因此ST-100张力控制器是设备改造的首选张力控制器，特别适合不方便安装张力传感器的机器使用。ST-100型张力控制器不但控制精确、平稳，还具有自动跟踪速度，与系统协调动作（联动）和双轴切换等功能，是印刷、包装设备理想的张力控制器。其它相关的产品及特性见说明书的末页表格。楚鹰（TRUER ENGIN）各地办事处、代理商及楚鹰配套的机械制造厂将为您提供完善的售后服务。注：该说明书内容会因技术进步而有所改变，恕不另行通知，以购买时配套的版本为准。概 述一、张力控制器的作用与应用张力控制器广泛应用于印刷机、干复机、分切机、复卷机等印刷包装机械，作为薄膜或纸张等印刷、加工对象的张力控制。张力控制直接影响印刷、加工质量，因此选用高性能的张力控制器是提高印刷、加工质量的关键。楚鹰ST-100系列张力控制器就是高性能的张力控制器，该张力控制器与速度传感器和磁粉制动器或离合器等执行部件配合使用，可以产生由客户指定的恒定张力或按锥度变化的控制张力。楚鹰ST-100系列张力控制器的控制范围大，控制平稳，并具有点动运行，双轴运行切换等多种功能，是塑料薄膜，铝箔，复合膜及纸等材料印刷、加工过程的理想的张力控制器。二、楚鹰ST-100型张力控制器的外貌. 图1 ST-100系列控制器 图2 ST-100控制器的背侧面三、ST-100系列张力控制器的主要特点1 不需要与价格相对较高的张力传感器配合使用。2 具有自动跟踪系统速度和与系统协调动作等功能。3 能方便实现锥度张力控制。4 安装、调试、使用简单方便。5具有双轴切换功能5功能强，适应性强，控制过程平稳、可靠，性能/价格比优。四、主要性能指标张力控制范围： 050.0Kgf 张力控制灵敏度：0.1Kgf 张力控制精度：1%输入功率：120W有多种控制输出：功 率 输 出：012/24V 04.0A辅助电压输出：010V辅助电流输出：020mA控制方式可手动、可自动。自动/手动切换时有平滑功能。可锥度张力控制可点动运行有双轴切换控制功能物理尺寸：宽258mm 高178mm 深165mm重 量： 5Kg工作原理简介一、构成框图放卷轴角速度 传感器主轴角速度 传感器信号处理单元信号运算、处理单元操作设定单元张力显示单元 功率单元012/24V04A输出 辅助输出05V020mA控制器 二、控制器主体 控制器采集主轴与放卷轴角速度信号，通过CPU运算，解算出放卷半径，输出张力控制信号，通过功率电源输出012/24V，04A制动电流。图为张力构成实例三、控制原理t主轴角速度信号放卷轴角速度信号预备张力I 当合上控制器电源开关，电源指示灯亮，表示控制器正常工作。将张力调节电位器调到合适位置，控制器输出合适的制动电流。当主机启动后，控制器检测主轴与放卷轴角速度，通过CPU解算出放卷料半径，最后输出随放卷半径变化的制动电流。主轴VFRmRxRlm I磁粉制动器原理说明 Rx.放卷料半径 Rm.主轴半径 Rlm.少料设定半径F放卷张力V.放卷料线速度I磁粉制动器电流u 有 F=k1*k*I/Rx 其中：k为磁制动器的特性系数k=Mtens/Itens；需将其作为定标系数置入参数项b中u Mtens为现场定标时，磁粉制动器输出的转矩，单位：公斤力*米u Itens为现场定标时，磁粉制动器输出的电流u k1为统一量纲单位而整定的系数要实现放卷恒张力，即要求F不变，由力矩守恒原理： 因此只要知道Rx，便能求出在任何半径下输给磁粉制动器的制动电流，以达到F恒定。要维持F恒定不变，则只需检测放卷轴与主轴的角速度，计算出Rx，通过控制磁粉制动器的输入电流，便可实现放卷部恒张力控制。四、控制过程简介ST-100系列张力控制器主要用于印刷机、干复机、分切机等薄膜、纸张印刷，加工系统的张力控制。下面就几种常用的张力控制过程作简要介绍：1. 起、停过程的张力配合和恒张力控制图3是该过程的控制示意图，图中的输出电流用于产生张力，预备电流产生预备张力，初始电流产生初始张力，且电流越大，产生的张力越大（同等半径情况下）。顺便说明一下，图中各种张力和时间参数都是可以在现场由客户自行设定或修改。图3 起动、停止张力示意图在外部控制信号S/S接通之前，张力控制器输出预备电流产生预备张力。S/S接通后，控制器产生初始张力配合运行机构开始缓慢（低速）运行，同时启动时间计数，当到达起动时间的终点时，控制器输出设定的张力。如果运行的速度有变化，控制器将速度传感器送来的脉冲，通过处理、运算控制输出电流，实现运行过程的恒张力控制。运行结束，S/S关断，控制器输出停机电流，形成大的停机张力使运行速度迅速下降至零。停机时间终止后，控制器改为输出预备电流，产生预备张力，等待下一次运行的到来。 如果用户的系统采用的是升、降速方式操作机器（ 即升速起动，降速停机 ），则 S/S 接线端子可用短路线与MCC 接线端子短接，控制器也能自动跟踪机器的运行速度，实现起动、停机过程的张力控制。2. 点动运行的张力 在系统调试或上料穿膜时，使用点动功能最方便。图4是点动运行张力控制的示意图。点动运行开始之前，控制器输出预备电流，产生预备张力，当代表点动运行的外部控制信号INCH由关断变为接通时，控制器输出点动电流形成点动张力，并在INCH接通时间（点动时间）内，保持恒定的输出电流。当INCH由接通转为关断时，控制器自动输出停机电流产生停机张力，使系统迅速停止运行。停机时间终止后控制器输出变为预备电流，等待下一次INCH的点动信号或S/S的起动信号。图4 点动张力示意图3.锥度张力控制Rmax (300)t=0t=25t=50t=75t=100Rmin(45)Rx(mm)F(Kgf)Fset0在系统的收卷部上设置使用锥度张力（张力的大小随着收卷料半径的增大而线性的逐渐变小）。这样就使得收卷轴上的收卷膜的内层收得较紧，而外层的膜就收得松一些，从而使收卷轴上膜的层与层之间不打滑。当张力控制器用于放卷部时，只需要将锥度参数t值设定为0，则控制器就能输出恒定张力用于放卷张力控制。 图5 锥度张力控制示意图 注： F值为控制器显示运行的实时张力值；Fset值由自动电位器设定;Rx值是控制器检测到运行卷料的实时半径值；Rmin、Rmax值系统预先设定好了，分别为45、300；t、Rmin、Rmax参数可由用户自行设定（见后面参数设定）4.轴切换期间的张力配合（普通型无此功能）当系统放卷部采用双轴（A、B轴）轮换运行时，系统一直处于运行状态不停运转，只是在运转的放卷轴（A轴）上的薄膜放完前的一瞬间，外部控制信号REX给出一个跳变，表示此刻需要切换运行轴，从原来运行的A轴切换成处于等待状态的B 轴（B轴必须事先预加速）。图5就是A、B轴切换过程控制电流的示意图。当外部的轴切控制信号REX从正在运转的A轴切换到待命的B轴时，控制器输出的电流也从输出给A轴切换成输出给B轴。而且电流的值是预先设定好的轴切张力值。与此同时，辅助输出在设定的刹车时间内输出刹车电流给A轴，使A轴迅速停止运转。若轴切信号REX从正在运转的B轴切换到待命的A轴，其控制过程相同。只不过是把上述的A轴B轴相互调换而已。图6 轴切换张力示意图预加速是在开始轴切换之前一段时间起动辅助动力装置，并使其缓慢加速直到与当前机器运行的主速相接近，此时再进行轴切换就能获得平稳切换的最佳效果，轴切开始，则辅助动力结束。 上述控制过程简介是以放卷张力控制为例进行说明，但不是说ST-100张力控制器只能用于放卷张力控制，ST-100张力控制器同样可以用于收卷张力控制，张力控制的执行部件除了磁粉制动器之外，还可以有磁粉离合器、电/空变换器和变频电机等。使 用 说 明一、 前面板说明.TENSION CONTROLLERTRUE ENGIN CO.,LTD.AUTOOUTONAUTOSETMANSETOUTON AKgfmm TYPE:ST-100OE张力与人机对话显示器自动张力设定手动张力设定自动或手动张力选择A/M参数输入修改按键输出允许或关闭 二、 参数设置或修改1、 按 键，显示器数码管首先显示当前参数项。2、 接着按 键或 键，显示器首位绿色数码管显示参数项序号增大或减小。3、 再按 键，表示确认选中显示的该参数项。4、 接着按 键或 键，显示器绿色数码管显示的参数项不变，后面的三个红色数码管增加或减小该参数项的参数值。5、 再按 键，表示该参数项设定或修改完毕，参数有效。重复上面的2-5的过程，则可完成全部参数项的设置或修改。l 说明：连续按 键或 键，时间长于1秒，则增、减加快。l 设置或修改参数完成之后，加按一次键，显示器马上回复到正常显示。即显示控制器的运行状态和当前输出电流、张力、卷料半径。l 设置或修改参数每项操作完成之后，6秒钟都没有任何键按下，则显示自动转回到正常显示，定标设置操作除外。l 使用前必需根据现场情况设计好各项参数值。调整设定参数时，作为设定参数显示值，一个绿色、4个红色数码管。最左端绿色数码管从11.共19个字符分别用来表示：1 预备张力的百分比，设定范围00.099.9 %；2 起动时间，设定范围0.019.99S；3 停机输出张力的百分比，设定范围00.099.9 %；4 停机时间，设定范围0.019.99S；5 主轴半径，设定范围为1999mm；6 主轴齿轮齿数，设定范围为1225；7 放卷轴齿轮齿数，设定范围为1225；8 点动输出张力的百分比，设定范围00.099.9 %；9 轴切时间，设定范围0.019.99S；A 少料报警半径设定范围1999mm；b 定标参数，设定范围0.150.0Kgfm/A；C 轴切张力的百分比，设定范围 00.099.9 %；d 锥度系数t，设定范围0100；E 最小半径Rmin，设定范围1999mm；F 最大半径Rmax，设定范围1999mm； 保留P 密码输入；0. 输出电压切换 12V/24V；1. 磁粉制动器阻抗输入，范围3.099.9（1）预备张力设定选择参数项“1”，预备张力表示主机组处于停机状态下，控制器输出较小电流，形成较小张力，避免放卷轴转动。参数设定为最大电流的百分比，设定范围 00.099.9 %。（2）起动时间设定选择参数项“2”，控制器从起动状态过渡到自动状态的时间，参数设定0.019.99S。（3）停机输出张力设定选择参数项“3”，参数对应最大电流的百分比，设定范围00.099.9 %。（4）停机时间设定选择参数项“4”，参数设置0.019.99S。（5）主轴半径设定选择参数项“5”，参数设置从1999毫米。（6）主轴齿轮齿数设定选择参数项“6”，参数设置从1255。（7）放卷轴齿轮齿数设定选择参数项“7”，参数设置从1255。（8）点动输出张力设定选择参数项“8”，参数设置为对应为最大电流的百分比，设定范围00.099.9 %。（9）轴切时间设定选择参数项“9”，参数设置0.019.99S时间。该项参数设定用来对被切换下来的轴进行制动。制动电流约为1A左右。（10）少料报警半径设定选择参数项“A”，参数设置从1999mm，当放卷料减少到设定值时，产生少料报警，控制器内蜂鸣器响。REL1，REL2接线端子短接，此时若按 键，少料报警清除。（11）定标参数设定选择参数项“b”，该参数由现场定标确定。（参阅定标过程）（12）轴切张力设定选择参数项“C”，该参数是双轴切换工作参数，参数设置为对应最大电流的百分比，设定范围为00.099.9 %。（13）锥度设定 选择参数项“d”，便可设定锥度参数，参数的设置范围是0100%，该参数的设定用于调节收卷轴内外层膜松紧程度，防止层间打滑。 （14）最小半径设定 选择参数项“E”，输入最小卷径的半径。参数设定范围为1999mm。（15）最大半径设定 选择参数项“F”，输入最大卷径的半径。参数设定范围为1999mm。（16）密码输入 选择参数项“P”，便可输入密码。输入正确的密码后，按 键，即（1）到（18）各项参数设定后修改有效，若输入的密码不正确，则参数保持原值。（17）输出电压选择 选择参数项“0.”按键或 键，则可使显示电压从12V切换成24V，或从24V切换成12V。注意：显示值必须与控制器接线端子KV是否与GND短接保持一致。不短接输出为12V，短接为24V。（18）磁粉制动器阻抗参数设置 选择参数项“1.”，输入磁粉制动器的电阻值范围为：3.099.9控制器出厂时，上述各项参数的设定列表如下：参数项 1 2 3 4 5 6 7 8 9参数值10.0 6.00 50.0 6.00 60 1 1 25.0 2.00 A B C d E F P 0. 1. 50 2.5 30.0 0 50 300 500 12 6.0上述各项参数中，第5，6，7，b，P，0. ，1. 等项参数在机器安装和定标时一次设定，以后如机器没有改动，则这些参数就不必重新设定。其它参数项可根据工艺要求和现场情况进行设定。说明：最大电流计算：参数项0.的值 参数项1.的值 最大电流= （A） 三、使用说明1 控制器接通电源后，控制器就处于待命状态。显示器显示如图，中间三位数字为数值。 2. 左上棒亮，AUTOSET灯亮，表示控制器处于自动张力控制状态，此时若想使控制器工作处于手动张力控制，按一次 键 ，则左上棒灭，同时面板上的MANSET灯亮，控制器面板上的MANSET电位器起作用调节电位器可以改变张力大小。若想回复到自动张力控制，再按一次 键，则左上棒亮，AUTOSET灯亮，AUTOSET电位器起作用。调节电位器可以改变张力大小。3. 左下棒亮，OUTON灯亮，表示控制器有输出，若按一次 键，则左下棒灭，OUTON灯灭，表示控制器输出关闭。再按一次 键，控制器又回复到有输出状态。4. 若此时，按 键，则右上边的棒亮，表示显示器显示的数值是控制器输出的电流，单位为A（安培）。若按 键，则右下棒亮，表示显示器显示的数值是受控轴的半径，单位为mm（毫米）。如果要显示控制的张力，按 键，则右中棒亮，表示显示器显示的数值是张力，单位为Kgf（公斤力）。当控制器处于自动张力控制状态时（左上棒亮），此时若右中棒闪亮，则显示器显示的数值是实测张力的数值。再按一次 键，右中棒亮但不闪，此时显示的数值是自动张力控制的设定值。调节面板上的AUTOSET电位器，显示的数值会跟着变化，设定完毕后再按一次 键，则右中棒又闪亮，显示器显示的数值是动态实测张力的数值。这样按二次 键，便可以观察到自动控制张力的情况。四、后背板说明电源开关上接线端子排电源线保险座下接线端子排上接线端子排：123456789101112131415161718EKVGNDEANEAP AS1SNSNS/SINCHSTVSTW1MCC+12REL1REL2PANPA下接线端子排（简易型无此接线端子排，端子控制的相应的功能也没有）：123456789101112131415161718AS2AICAI1AI2STW2RE1REXPBNPB接线端子排符号说明一、上排接线端子E 机器地 KV 输出电压选择端子 ( KV 与 内部地GND有短接线短接，PA，PAN 输出为 0-24V，不短接则为 0-12V )GND 内部地 EAN 0-20mA- 与EAP配合接电/空变换器等 EAP 0-20mA+AS11号模拟辅助输出+ (05V)SN模拟辅助输出SN模拟辅助输出S/S外部控制信号 起动/停机 其返回通路为MCCINCH外部控制信号 点动 其返回通路为MCCSTV主轴脉冲信号 其返回通路为MCCSTW1收、放卷轴脉冲信号1 其返回通路为MCCMCC外部控制信号的返回通路（公共端）+12辅助输出+12V，0.1A，与V，W配合，接传感器电源端，其返回通道为MCCREL1继电器触点 少料报警时继电器闭合 REL1与REL2短接REL2继电器触点PAN控制器功率输出，到A轴磁粉制动器PA控制器功率输出+, 到A轴磁粉制动器二、 下排接线端子（简易型无此接线端）AS22号模拟辅助输出+AIC模拟输入参考点AI1模拟辅助输入AI2模拟辅助输入STW2 收、 放卷轴脉冲信号2 其返回通路为MCCRE1备用REX外部控制信号双轴切换PBN控制器功率输出-，到B轴磁粉制动器PB控制器功率输出+，到B轴磁粉制动器 接线示意图上接线端子排接线示意图：下接线端子排接线示意图（简易型无此接线端）：安装与调试一、 安装使用环境 ST-100系列张力控制器属电子、电气产品，必须遵循电子、电气产品的使用规范。否则会影响控制器的使用寿命或控制效果，正确安装使用该控制器应满足下列条件： 工作温度范围： -10+40。 相对湿度80%以下，无霜、无结露。 避免水滴，灰尘进入。 避免腐蚀性气体、液体进入。 避免安装在强烈振动的环境中。 安装控制器的两侧应留有50mm以上的间隙，以保证控制器能够自然 通风散热。 工作时，使用电源为AC220V10%， 5060HZ。二、 速度传感器安装及相关参数设置1、主轴（主速）传感器的安装在能反映主速度且半径不变的主轴或导辊端面处安装一个1-10齿的齿轮盘，上方安装一只随ST-100张力控制器配套发货的接近开关，接近开关与齿轮盘齿间的距离为0.51.5mm。如果在主轴上安装齿轮盘不方便，采用下面简单的做法也是可以的：在主轴端头处的适当位置打个孔，装上一个M4M5的六角头螺栓，或者在主轴的端面打两个小孔，安装固定用23mm厚，35mm宽的L型铁片，再在六角螺钉或L铁片的上方安装好接近开关。这简单的做法相当于齿轮盘的齿数为一（参考下图）。2、放卷轴速度传感器的安装在放卷轴的端面处安装一个110齿的齿轮盘，上方安装一只随ST-100张力控制器配套发货的接近开关，接近开关与齿轮盘齿间的距离约为0.51.5mm。如果放卷轴的端面不方便安装齿轮盘，也可以采用上述的做法，安装齿轮数为1的六角螺钉或L形铁片。若不允许直接在放卷轴上安装齿轮盘/六角螺钉/L形铁片和接近开关，则可以把这些东西安装到与放卷轴有固定传动比的其它转动轴上，但必须将该传动比映射到主轴齿轮齿数和放卷齿轮数这两项参数中。具体的参数设置方法是这样：假如放卷轴转2周，安装齿轮盘和接近开关的轴转5周，那么在设置参数时，将放卷轴齿轮的齿数乘以2，主轴齿轮的齿数乘以5即可。其它传动比都可以参考套用。！注意：齿轮盘/六角螺钉/L形铁片和接近开关的安装必须牢固可靠，并保证在运转过程中不会松动。三、 调试调试工作必须由专业的技术人员进行。调试的目的：1.使速度传感器、磁粉制动器和张力控制器等正常工作，完成张力控制。2.使张力控制器能够接受印刷机或分切机系统的控制并协调动作，高质量地完成薄膜等材料的印刷、加工任务。调试的主要任务是： 1.按说明书的要求接好各部件间的连线，保证所有连线正确无误，保证接触良好，可靠。2.根据材料和印刷加工等要求，设定或修改各参数值，以获得最佳控制效果。四、定标定标是调试工作中非常重要的内容，是张力控制器在安装后使用前必须首先进行的一项调试工作。定标工作好坏将直接影响张力控制精度。定标操作过程如下：若已知磁粉制动器(离合器)的参数额定扭矩Mtens和额定电流Itens，则计算出定标参数K（K= Mtens/ Itens），单位为公斤力*米/安（Kgfm/A）须得留一位小数，用键、键或 键和键，将计算结果K置入参数项b内，则定标完成。若不知道磁粉制动器(离合器)的参数，须按以下步骤进行：A、准备器具：砝码或弹簧秤；直尺；计算器B、定标过程：(1)按键，使MAN SET灯亮，再按键，显示器显示控制器输出的电流，调节MAN SET电位器，可使显示器读数为1.00A，则Itens=1。(2)在设定的电流和固定卷径的卷材的情况下，在卷材的切线方向挂砝码或弹簧秤，直到刚刚拉动卷材为止，读出此时的拉力值Ftens。(3)根据实测放卷轴的半径值Rtens和测出的拉力值Ftens，计算制动器的转矩Mtens（Mtens= Rtens* Ftens），再计算出定标参数K（K= Mtens/ Itens），单位为公斤力*米/安（Kgfm/A）须得留一位小数，用键、键或 键和 键，将计算结果K置入参数项b内，则定标完成。传动机构存在变速比时，须将变速比N / M考虑进去，计算出的K N / M为等效的定标系数。变频器联接时，应从SA输出端子取得010V的输出控制量，10V对应4A电流，将变频器对应转矩最大值/4，作为定标系数即可。与电空变换器E/P连接时应用EAP， EAN输出020mA电流作为控制，20mA对应4A，测量摩擦轴的扭矩，计算定标系数。调试使用时如有不清楚的地方，请访问我公司网站，参阅FAQ中调试技巧及应用实例，亦可直接向我公司询问。武汉楚鹰科技开发有限公司 通信地址：武汉市武昌珞狮路205号 武汉理工大学东院61信箱测控技术研究所 邮政编码：430070 电话027-87859743 电话/传真电子邮件: 网址：/ 办事处电话： 广东 1390 2410487 0765-227