电机张力系统基本组成及特点-放卷张力控制
系统由双工位放卷、放卷牵引、收卷牵引、双工位收卷张力控制及主电机控制等五部分组成。下面针对这五部分的各自特点分别进行阐述:放卷张力控制包含张力检测单元、张力运算单元、伺服执行机构、自动卷径检测单元、预驱动控制及自动裁切控制等。
(1)张力控制系统中所用的张力检测单元为气压浮动辊式张力检测装置,通过对连接在检测辊浮动摆臂上的气缸气压的调节来检测料膜张力。当气缸气压设定后,摆臂上的气缸推力即为定值,该控制模式的原理是通过材料线速度与实际卷径计算一个匹配频率设定值f1,再通过张力(位置)反馈信号进行PID运算产生一个频率调整值f2,最终频率输出为f=f1+f2。f1可以基本使收(放)卷辊的线速度与材料线速度基本匹配,然后f2部分只需稍微调整即可满足控制需求,很好地解决了闭环控制中响应快速性和控制稳定性地矛盾。处于平衡态的该系统,当发生较强干扰时,如系统瞬间来不及反应,则料膜上的张力波动可暂时由浮动辊吸收。因此浮动辊检测是一种较为优越的检测方式。
(2)我们采用日本三菱PLC或德国SIEMENS PLC作为张力运算系统的核心,它具有模块化、高速、高精度、抗干扰能力强等特点,非常有利于进行张力这样复杂、高精度的运算。在该系统的数学模型中,由于采用了特别的算法,在理论上已将升降速及卷径变化引起的张力波动进行了补偿,因此无论是在升降速还是在大小卷径的运行过程中张力都非常稳定,即使在换卷时,张力过渡也非常平稳。因此该系统已将张力波引起的套色损失减少到低程度。
(3)自动卷径运算单元是将每次新上料卷的直径通过卷径自动检测装置进行自动检测,然后送入PLC进行运算的硬件及软件的总称。该单元采用双段折线进行卷径模拟运算,克服了进口设备采用单段直线进行卷径模拟偏差较大的缺点,使得预驱动的速度误差更小,进一步减小了自动裁切时的张力扰动。自动卷径运算单元还设置了最小卷径限制功能,当新上料卷直径小于某一个限制值时,PLC将限制自动裁切动作的继续执行,有利于保护机械结构不被损坏。
(4)预驱动控制及自动裁切控制是实现新旧料卷进行平稳切换的关键,该部分动作控制全部由PLC程序自动完成,用户只需操作两个按钮,便可自动完成料架运行、料架定位、裁切大臂抬起、预驱动、裁切胶辊下压、胶带位置检测、裁切、大臂收回、张力切换等一系列动作。