張力控制在造紙工業(yè)、膠粘帶生產(chǎn)、電線電纜制造、包裝業(yè)、紙張加工業(yè)、薄膜生產(chǎn)、印刷工業(yè)等行業(yè)廣泛應(yīng)用。在以上行業(yè)的生產(chǎn)中要保證產(chǎn)品的質(zhì)量必須要保證所生產(chǎn)的產(chǎn)品的張力恒定。

張力控制系統(tǒng)的組成(見附圖):

張力控制原理

1)牽引部分:牽引一般采用速度控制的動力機(jī)構(gòu),他的主要任務(wù)是牽引著產(chǎn)品向前運行。

2)張力檢測部分:它處于牽引和放卷或收卷之間,當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過張力檢測部分時,他能檢測出動態(tài)瞬時的張力的大小。它是對張力直接進(jìn)行檢測,與機(jī)械緊密地結(jié)合在一起,是沒有移動部件檢測方式。通常采用兩個張力傳感器配對使用,將它們裝在檢測導(dǎo)向輥兩側(cè)的端軸上。原料通過檢測導(dǎo)向輥施加壓力,使張力傳感器敏感元件產(chǎn)生位移或變形,從而檢測出實際張力值。

3)張力放大器:是將張力檢測部分檢測出的實際張力信號通過張力放大器放大,由于張力傳感器檢測出的信號非常小,應(yīng)用在工業(yè)控制上無法使用,所以需要將張力檢測出來的信號放大成的0-10V或4-20MA標(biāo)準(zhǔn)信號,供給PLC及其他工控產(chǎn)品運用。

4)PLC及顯示設(shè)定:當(dāng)將張力信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號便于PLC接收,信號進(jìn)入PLC后與顯示設(shè)定值進(jìn)行比較,由PLC對張力檢測信號進(jìn)行運算,再將運算后的標(biāo)準(zhǔn)信號送到執(zhí)行部分。

5)磁粉放大器:接收由PLC送來0~10V 電壓信號,輸出電壓:0~24VDC,電流:≤4A,可直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)磁粉離合器/制動器,由于磁粉離合器/制動器所需的電流及電壓較大必須采用放大器。

6)磁粉離合器/制動器:是最后的執(zhí)行機(jī)構(gòu),產(chǎn)品上的張力大小完全由磁粉離合器/制動器產(chǎn)生。

張力控制的主要方式

張力控制方式一般分為開環(huán)控制方式和閉環(huán)控制方式兩種。開環(huán)控制是直接用具有類似卷繞特性n=kD(n 為轉(zhuǎn)速,k為常數(shù),D為卷輥直徑)的電動機(jī)來傳動卷繞機(jī)構(gòu),采用PLC直接運算獲得近似的恒張力運行,他是沒有張力檢測環(huán)節(jié),開環(huán)控制隨機(jī)性差,控制精度低。閉環(huán)張力控制有張力檢測環(huán)節(jié)控制,在實際生產(chǎn)過程中,將被調(diào)量即張力進(jìn)行反饋給PLC,與給定張力相比較,然后利用差值由PLC進(jìn)行運算調(diào)節(jié),對被控對象進(jìn)行調(diào)節(jié),使輸出張力滿足實際需求,這種控制方式稱為直接張力閉環(huán)控制,這種方法不必考慮各種補償,可以消除穩(wěn)態(tài)誤差,控制精度較高。

張力控制系統(tǒng)應(yīng)用性能分析

張力控制系統(tǒng)通常包括張力檢測機(jī)構(gòu)、張力控制器、張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等。根據(jù)張力檢測方式和應(yīng)用場合的不同,張力控制系統(tǒng)可有多種具體應(yīng)用方案,對其應(yīng)用性能分析如下:采用張力傳感器直接檢測方式,直接測定原料的實際張力值,然后把張力值采用張力信號放大器轉(zhuǎn)換成張力信號反饋給PLC,通過此信號與控制器預(yù)先設(shè)定的張力值對比,由PLC計算出控制信號,自動控制執(zhí)行單元調(diào)節(jié)實際張力值與預(yù)設(shè)張力值相等,以達(dá)到張力穩(wěn)定目的,它是目前較為先進(jìn)的張力控制方法。

本文介紹了張力形成及張力控制的有關(guān)問題,對實際工程的應(yīng)用具有一定的參考價值 。