张力控制系统的应用模式及案例

2020-04-26
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比杜克张力控制系统支持多通道张力或纠偏控制,即一个控制器可以通过 CAN 总线连接 1~8 个张力传感器和 1~4 个张力执行机构同时工作。对于常用的机器设备,一个控制器就能完成包括放卷、收卷和中间工艺过程的张力控制, 不仅减少了设备,占用更少的设备安装空间,而且使得布线更少,更加方便,全方位降低 张力系统的整体成本。

比杜克张力控制系统具有分辨率高、稳定性好、响应速度快、抗干扰能力强、 结构简单、操作方便等优点,可广泛应用于印刷、包装、造纸、纺织、无纺布、新材料、 新能源等生产设备。

应用模式

张力应用模式

1.力矩模式磁粉(气动)刹车放卷

力矩模式是传统的卷材张力控制模式,控制器实时获取张力传感器值,并经PID算法计算磁粉(或气动)刹车电流,通过力矩调节实现卷材张力恒定。
磁粉刹车具有响应速度快,滑动连续,使用简单等优点,广泛应用于各类卷材张力控制场合。但是,磁粉刹车也有很多限制和缺点,主要包括:
1) 磁粉是耗材,一般而言,磁粉在不超载的状态下,其使用寿命为4500-7500小时,当磁粉效能下降到一定程度时,需要更换磁粉,使用成本较高;
2) 大额定扭矩的磁粉刹车价格很高;
3) 磁粉刹车是被动部件,只能应用于放卷,不能用于收卷;
4) 磁粉刹车支持的最大转速一般为1000RPM,对于高转速应用场合不适合。
气动刹车需要气源,控制精度较低,一般适合于大重量、低速放卷控制场合。
 用户在使用磁粉驱动器时,应注意最大输出电流的大小和磁粉刹车的额定电流匹配,即磁粉驱动器的最大输出电流接近但不超过磁粉刹车的额定电流。
用户在张力控制系统中使用磁粉驱动器时,所选配的开关电源必须保证足够的容量。

2.速度模式电机摩擦放卷

速度模式放卷一般有两种形式:一种是利用摩擦辊直接带动料卷旋转(A),这种方式适合摩擦系数较大的材料,例如无纺布;另一种是采用夹棍拉动卷料的方式(B)。

在速度模式电机表面摩擦放卷模式下,控制器获取主速电机速度信号,同时张力传感器实时检测卷材张力,控制器通过智能PID运算输出放卷电机跟随速度,实现保证张力稳定条件下的放卷电机动态跟随。
摩擦放卷的特点是放卷侧卷径恒定,张力控制相对容易控制。同时由于随动轴摩擦力较大,转动惯量较小,有利于快速启动和停止时工作端材料的张力控制。摩擦放卷可以使用变频电机作为放卷电机。
摩擦放卷的缺点是:方式A仅适用于材料的摩擦系数比较大的材料;方式B中,放料卷到夹棍之间的张力不受控。

3. 速度模式电机中心放卷

速度模式电机中心放卷结构简单,可以充分利用电机的高速性能,但由于中心放卷模式下卷径在不断缩小,对张力控制系统的响应速度提出了更高的要求。另外,对主速电机和放卷跟随电机的选配也有一定的要求,主要包括:
1) 由于卷径的不同,放卷电机的输出转矩要大于主速电机;
2) 放卷电机最好使用具备自锁功能的伺服电机; 

4. 速度模式电机摩擦收卷

电机摩擦收卷的使用条件和要求与电机摩擦放卷类似。

5. 速度模式电机中心收卷

电机中心收卷的使用条件和要求与电机中心放卷类似。

应用案例



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