张力控制要点
前言
中国生活用纸和市场发展前景:
生活用纸是与消费者关系密切的日常生活用品之一，凡有人群特别是妇女、儿童、老人的地方就有潜在的消费市场，属于日不落工业。二十世纪九十年代以来随着经济的发展和人民在思想文化观念以及消费习惯上的变化，中国生活用纸市场异军突起，市场消费潜力得到了空前的提升，据统计，1999年中国生活用纸市场消费总量约230万吨。目前生活用纸总的需求量仍在稳定增长，在生产方面，企业向规模生产、集约化经营方面发展，技术装备向大型快速现代化方向发展，水平明显提高；在市场方面由于生产能力的增加，供方市场的形成以及经济转向期造成的下岗人员的增加，致使消费者对价格变动敏感性提高，生活用纸和其他消费品一样进入微利时代，市场竞争十分激烈。
中国是全球人口最多的国家，在以往20年中，中国经济实现世人瞩目的快速增长，近两年即使受到亚洲金融危机的影响，国内生产总值的增长率仍达到7％以上。随着中国经济的持续增长，城乡人民收入稳定增加，致使对消费品的需求亦有强劲增长，随着人民生活水平的不断提高，生活用纸市场在今后十几年内仍将持续繁荣，总量稳步增长并逐渐呈现小康型消费特征。消费层次出现多样化且向中高档过渡，消费领域不断扩展，市场竞争也更加激烈。由于潜在的市场容量的存在以及产品的升级换代，今后生活用纸有着非常好的发展前景，关键在于技术创新和降低成本，开发适合市场的产品，拓展农村市场和海外市场。
目前我国生活用纸行业的设备状况及存在的问题:
单机生产速度低，设备的柔性度低，自动化程度低，生产线的设备制造水平低,技术装备总体水平低等方面。主要是台湾产或仿制台湾的大陆产设备，型号较旧、性能较差、单机生产能力低。1991年后广州保洁纸品公司、邯郸舒尔美集团公司、威海信威卫生材料有限公司、福建恒安集团、广东维达纸业股份有限公司等分别从日本瑞光、日本纸工机、日本东亚机工、意大利发明家、意大利CCE、德国W＋D、美国PCMC等公司引进数十条高速、高性能的功能纸生产线，大大提升了我国技术装备的总体水平。
在吸收消化国外设备先进技术的基础上，1997年后国产设备制造水平迅速提高，1998年后，功能纸生产线已基本实现国产化。大部分老设备也经过技术改造实现了第一轮更新换代。
本人在这次毕业设计中从事的是功能纸生产系统中对原材料的张力控制，主要表现在利用三菱FA工厂自动化系统中MR-J2S伺服控制系统及Q173-N运动控制器对自动化生产线原材料中心开卷进行控制。传动设计---张力控制系统在整个生产线生产过程中起到了致关重要的作用，因生产线自动化程度很高，所以张力控制系统的存在是对整条生产线利用原材料生产成品的过程中对原材料的张力控制，保持原材料的拉伸、形状、温度与速度等等，并且与同步控制、自动化控制紧密相关，存在着相辅相成的作用。在本次毕业设计中所采用的是日本三菱电机公司的PLC控制系统及伺服控制系统，通过对系统的选型及对控制方案的选择后，针对自己所设计的专题进行了图文并貌的说明，并编制了I/O地址表及PLC/SFC功能程序。此次张力系统设计进一步完善了以电机控制的生产线自动化控制，并对自动化生产线原材料生产起到了极大的辅助作用，为自动化生产的快速、高效、稳定发展奠定了坚实基础。
生产线工艺流程对电气控制系统的要求
1生产工艺流程及对电气控制系统的要求
功能纸产品技术要求
（根据GB-8939-1999标准卫生护垫部分）
（1）、产品规格及偏差
（1）全长：L=260mm 偏差：L±10％
（2）全宽：L=70 mm 偏差：B±10％
（3）条质量：吸水质
偏差计算：
上偏差（％）=（最大值—平均值）/平均值×100％
下偏差（％）=（平均值—最小值）/平均值×100％
（注：平均值—10条样片的平均值）
（2）、产品应洁净且均匀一致，防渗层完好，无破损，无硬质块。
（3）、产品两端封口应牢固，在吸水倍率实验时不破裂。
（4）、产品背胶粘合强度应符合要求，即喷（刮）胶效果良好，产品频繁使用时不位移，离型膜不应自行脱落，并能自然、完整撕下。
生产线有关技术要求
（1）、稳定运行车速：P/Min≥1200片/分
（2）、设备运行精度：生产速度1200片/分时，产品行为公差≤±10％
（3）、设备动态性能：快速启动/停车时，产品过度偏差≤±5％
（4）、材料张力控制：①在整个速度范围内，材料张力恒定。②启/制动过程中无过度张力变化，并能实现在线张力给定。③卷芯驱动放卷装置，以免损伤材料表面。④在现实时计算材料卷径（自动产生接料指令，并完成自动接料过程）
（5）、自动检测及自动控制：
系统应配有相位自动检测装置并能实现相位自动补偿；
无料（断料）检测并实现不停机换料；
不良品检测实现自动剔除次品；
系统运行故障检测。
（6）、人机界面：应具有运行参数自动/手动设定功能、操作指导功能、运行监视及故障点提示功能等。
（7）、生产管理：
各种单位时间的产量统计（班产量、日产量等）；
成品率或废品率统计；
各种消耗统计（包括原材料、辅料、电耗等）；
正常运行时间及异常停机时间（停机率）统计；
各种报表自动生成。
生产线工艺流程说明
1、工艺流程说明：
（1）形式：左手横出式生产线、超薄型、离型膜快易包装；
（2）原料：芯料：采用高分子吸水纸并复合药芯无纺布；
渗水层：采用热风无纺布；
防水层：采用PE流延膜。
2、工艺流程简述：
（1）药芯无纺布由伺服电机恒张力放卷，经自动接料器、浮辊及夹送辊进行结构胶尖断式喷涂后，送至吸毂切刀，根据工艺长度要求切断；
（2）切断后的药芯被负压吸毂“拉档”后（拉档距离由工艺参数决定）与吸水纸复合并送入芯纸切刀，对芯纸按工艺要求进行成形切断；
（3）渗水层无纺由恒张力放卷经接料器、浮辊、结构胶枪（连续）施胶，送入芯纸接料辊并与芯纸复合后，再送入电热压花辊压花；
（4）防水层流延膜，由恒张力放卷，经接料器、浮辊、结构胶枪（连续）施胶后与带有芯纸并经压花后的无仿布复合，送入电热周封辊进行周边热封，再经负压皮带送入成品
切刀进行成形切断。至此，产品成型全过程结束，以下为快易包装工艺流程。
（5）离型包装膜由恒张力放卷，经接料器、浮辊、纠偏装置、低温胶枪（间断）施胶后，再经导向料轴送入成切后活动式接料皮带，与成品护垫复合，送入包装机。
（6）经包装机折叠后，再经压送皮带压实送入电热端封辊进行端部热封，再经负压皮带送入端切辊切断。至此，产品单个包装过程结束。
（7）一个包装成品经端切辊后皮带送入整列排队机构，由人工进行中包装、大包装；或自动化装置实现自动中包装、大包装，最后入库。
控制方案的比较和选择（系统选型及系统配置）
1控制方案比较
张力控制根据用途有各种方式，这里就下面4中方式说明其概要及系统设计要求。
（1）采用转矩电流控制的张力控制。
（2）采用拉延的张力控制。
（3）采用调节辊的张力控制。
（4）采用张力检出器的张力控制。
虽然根据控制方式有些不同，但张力控制多以转矩控制为基础，而其他控制对象多以速度控制为基础。另外，不管哪一种控制方式，下面所述的都是以滚筒与加工物之间不产生滑动为前提条件。
2几种张力控制方式
（1）采用转矩电流控制的张力控制：
A．控制方式：
图2-1所示的系统，用滚筒1移动加工物，给滚筒2施加与旋转方向相反的转矩，使两组滚筒间的加工物具有张力。张力与传动滚筒2电机的再生制动转矩的大小成比例。因此，逆变器1可以采用频率或速度控制方式的一般类型，因而逆变器2必须使用具有转矩控制能力的矢量控制方式。转矩电流控制方式采用直流机时，作为电枢电流张力控制最为简单，广泛被应用，但采用逆变器传动的鼠笼机时，必须使用专用逆变器，所以应当与其它方式比较得失后再采用。B．设计要点：
本方式当加工物断裂时滚筒2将反向恒转矩加速，有超速的危险，所以必须使用有速度限制功能的逆变器。另外，为了滚筒间引入加工物的准备工作和维修作业等，逆变器2也设有通常的速度控制功能，按需要可以考虑切换运转。
图2.1 根据转矩电流分量的张力控制
Fig.2.1 According torque current weight tension control
（2）采用拉延的张力控制：
A ．控制方式：
两组滚筒的速度差的比称为拉延。即，图2-2中拉延可用下式表出。
图2.2拉延产生的张力
Fig. 2.2 Bringing service generated tension D=（V1-V2）/V2
式中，D ：拉延
V1、V2：各滚筒的加工物传送速度
有拉延的两组滚筒间的加工物产生如下式的张力。
T=E*S*（V1-V2）/V2=E*S*D
式中，T ：张力（kg ）
E ：加工物的弹性系数（kg ／mm2）
S ：加工物的截面积（mm 2）
可见，张力与拉延成比例，但是对于弹性系数大的加工物，很小的拉延变化，周围温度、水分含量的变化，以及厚度不均和产生滑动等将引起张力很大变动，所以不太实用。对于像轮胎那样弹性系效J 、的材料，同时要求一定张力和一定延伸率时控制比较容易实现。图2-3示出拉延控制的实例。
图2.3 采用拉延的张力控制
Fig. 2.3 Using drag Spur tension control
B．设计要点：
为了提高张力精度，就需要提高技延精度，也就是两台电机的转速精度。
根据材料的种类，通常应该使用具有速度反馈控制的逆变器。还有，当滚筒2的机械系统损耗低、滚筒2上侧加工物的张力非常小时，滚筒2也可能要
求负负载，所以根据需要逆变器2应具有制动功能。
（3）采用调节熟的张力控制：
A．控制方式：
所谓调节辊就是如图2-4所示的装置，利用弹簧或气压、重锤在一定方向上施加一定大小的力，不管其位置是否变动始终使加工物保持～定的张力。使用调节辊时，张力与逆变器的控制没有直接关系，其大小为图中力F的一半。但是调节辊所具有的张力控制功能只限于在其害许行程以内。在调节辊张力控制方式中，逆变器传动电机的作用就是使调节辊在容许行程以内。
图2-5示出调节辊张力控制的实例。同步信号机装在调节辊上，将距离动作中心位置朝位移量变换为电信号取出，作为补偿信号加到逆变器1的频率指令上。此信号的极性当调节辊向上偏时使滚筒1的速度下降，向下编时使速度上升。这样，调节辊被控制成经常保持在行程的中心位置。这种张力控制方式具有过渡误差可以在机械侧被吸收的优点，所以用简单的V／F控制通用逆变器就可以构成系统。
图2.4 调节辊图 2.5 采用调节辊的张力控制
Fig. 2.4 Roller Fig. 2.5 Used to regulate roller tension control
B．设计要点：
本张力控制方式充分发挥在机械侧能吸收过渡误差的优点，不加复杂控制就可以在短时间的同步加减速或加工物的自动连接等用途中使用。但是根据所吸收误差的大小，调节辊的行程也需要增大。
另一方面，与其他张力控制方式比较，张力的给定和变更不能用电气方法进行，必须依赖弹簧压或气压等机械部分的调整。
（4）采用张力检出器的张力控制：
A．控制方式：
对于要求张力精度或者调节辊失调对产品质量影响很大的场合，可采用藉助于张力检出器的
反馈控制。检出器有差动变压器式和沙力传感器式等种类。本方式基本上以前述利用转矩电流的张力控制为基础，加上利用检出器的反馈补偿回路构成。
图2-6为造纸厂的最后工序，示出卷取机和卷放机，它们把卷在卷筒上的纸再次以定张力高质量地卷下来。卷取机的传动电机以恒速运转，卷取纸张。卷放机的电机则以再生制动状态运转，产生张力。卷取机与图2-1的滚筒1相同，与张力控制无直接关系，所以这里以卷放机为主体进行说明。卷放机的逆变器采用矢量控制方式，可以再生运转。利用转换开关可以选择张力控制和速度控制中的一种。速度控制仅在最初穿通纸张时使用，平常使用张力控制。速度控制器SC被输入与实际旋转方向相反的微速指令，因此SC的输入总是以偏差的形式给定，其输出与指令最大再生转矩的方向相反。利用张力给定信号调节SC的输出限制器，可以使实际的转矩指令值i；增减。在定常状态下，在转矩控制器TC比较张力给定值和张力反馈值，然后修正限制器的值以使两者相等。采用这样的构成，即使万～发生纸张断裂，卷放机的转速也不会超过反转的微速，可以防止超速运转。
图2.6 采用张力检出器的张力控制
Fig. 2.6 Tension control devices used tension departure clearance
B．设计要点：
例子中所举出的系统有很大的惯性，所以卷取机加速减速时，卷放机由于本身的惯性力矩将产生大的张力变化，即使不采取措施最终由于张力反馈也恢复到正常张力，但大的过渡张力变化在产品质量上是不允许的。为了防止这种变动，加速时按惯性力矩产生转矩的大小减小电机产生的转矩，减速时则增大，进行前馈式的补偿转矩，以减轻TC应该负担的补偿转矩的任务。这个惯性力矩分量的补偿叫做惯性补偿。这种补偿与是否使用张力检出器武官，当惯性力矩经常变化，而且加减速度大时是必须的。
生产线张力控制系统方案选择及系统配置
方案选择
本方案是根据功能纸产品技术要求及生产线技术要求并充分考虑了价格/性能比的因素做出的。本方案由传动及基础自动化部分，过程自动化及界面系统、监控及管理部分组成。现分述如下：
(1) 中心开卷传动及控制方案:
为实现生产线稳定高速运行，保证产品质量，要求各原材料能进行卷芯驱动恒张力放卷，就张力控制本身而言，有多种方案可供选择。例如，转矩电流控制；调节辊张力控制；张力检出器张力控制等。虽然各种方式有些不同，但多以转矩控制为基础，对本系统来说，各种原材料大都质地较软且弹性变形较大（尤其是打孔膜和流延膜）。这样就对张力控制精度提出了更高的要求，经过多种方案比较后，最后初步选定用交流同步伺服电机进行卷芯驱动恒张力放卷控制方案。另外，根据伺服控制器的工作原理知，其电流检测及计算的精度和分辨率是相当高的，且实时性很好。例如，美国科尔摩根公司的CD系列伺服控制器，其转矩/电流环的电流反馈值为一个字的分辨率。（即：有符号位时为+1/32768~-1/32767，无符号位时为1/65536）而其采样周期只为20us 左右，为充分利用这一资源，我们采用“转矩/电流控制方式”进行张力控制，另外，由于卷芯驱动需要实时进行卷径计算，需要卷径测量信号，而满足要求的测径传感器是相当昂贵的（大约需要1万元RMB左右）并且还要配置相应的转换接口。这样不仅增加了系统成本而且也增加了系统外部线路的复杂性。为此我们提出调节辊张力控制。即仍利用控制器的电流检测资源，通过对加速电流的检测确定材料的GD2,通过计算估计出材料的料径D。当然这只是初步设想，能否实现还需要通过实验来验证。最后需说明的是：因为每种原材料为两盘。其中一盘运行，而另一盘则处于等待状态，为降低系统成本，我们采用两盘料共用一台伺服电机驱动的方案，用电磁离合器进行切换。
为实现上述方案，系统应按以下步骤进行张力控制：
a. 达到最小料径时，分离离合器（1），M制动到n=0，合上离合器（2）；
b.刷新初始料径D并算出初始转矩给定值；
c.发自动接料制令；
d.接料成功后，按初始料径、转矩值进行恒张力放卷驱动；
e.实时计算盘径，按适当周期刷新转速给定值，以维持张力F恒定。
(2) 人机界面:
A.生产线运行参数设定，操作人员可根据产品规格，工艺要求及材料特性，对希望的运行参数。
如：传动比、最大车速、升/降速时间、材料张力及施胶量等进行自动或手动设定；
B.操作指导：系统应能根据操作规程及工艺要求，以交互方式指导操作人员进行正确的操作，当
误操作发生时，系统应能做出判断，警示操作人员并给出相应提示信息；
C.运行监视：系统在线实时监视生产线各种运行状态及运行参数，并能以各种形式进行显示，如
表计、棒图、趋势图、指示灯等，当故障发生时，除声光报警外，还应显示并记录故障，减
少停机率。
(3) 上位监控管理:
为协助生产管理人员动态掌握生产状况，系统应具有上位管理功能。该系统可将在过程控制级采集并存贮的有关生产数据，通过RS232/485串口（或网卡）送入上位计算机，经处理后进行显示或打印，该系统可实现：各种单位时间的产量统计（班产、日产、月产等）;废品率统计；各种消耗统计（包括各种原材料、辅料、电耗等）；异常停机时间统计；各种报表自动生成等2.3.2系统配置
根据上述，初步确定将整个系统分为三级进行配置，即传动控制级；
自动化控制级；上位管理级。现分述如下：
(1) 传动控制级配置:
根据工艺要求，整个生产线共有5种原材料需张力控制。我们选用日本三菱公司的伺服产品，包括HC-SFS系列伺服电机5台；系MR-J2S系列全数字伺服控制器5套；Q173多轴运动控制器一台。
以上所有伺服电机及控制器按SSCNET标准通过通讯电缆与Q173多轴运动控制器相连，利用Q173的多轴控制功能，精确的协调生产线各环节速度，相位及材料张力。Q173本身含有CPU，有二种运行方式，脱机运行或与PLC一起组成双CPU系统。我们选择后者，因为为实现工艺要求，除完成运动控制任务外，还需实现自动化，人机界面及上位通讯等要求。因此，选择这样的系统配置，不仅能满足上述要求，还会使系统更具弹性且功能强大。
(2) 自动化控制级配置:
为实现生产过程中自动换卷、自动接料等功能，我们选择三菱公司MELSEC-Q系列PLC。CPU单元采用Q02H并与Q173一起构成多CPU系统。本系统对开关控制量的速度要求不高，选用普通I/O单元既可满足工艺要求。但由于指令单元和执行机构均分散安装在生产线各个工艺环节，为节省缆线并便于系统扩充，我们采用了基于CC-Link现场总线结构的分散型I/O系统。其中选择QJ61BT11作为主站，远程I/O单元选用QJ61BT11-32DT等。
(3) 生产管理级配置:
当用户需要系统具有上位管理功能时，可配置该系统，该系统所需硬件及软件环境为：586计算机一台，网卡一块（或利用586串口），打印机一台；Windows95/98/NT操作系统；VB6.0/VC/VC++编程软件。
上位计算机通过网卡或串口与IPC相连，利用VB(或VC)API函数,获取有关数据并进行相应处理后生成显示或打印文件。
恒张力放卷卷心驱动传动控制特点
如图(3-1)所示的两个传动单元，M 1为一个稳速系统，M 2为典型开卷系统．即1v 是
而2v ＝∏D 2n ，即2v 随卷径D 的加大而线性上升．两个单元之间的张力F 为：
F ＝ ?-t dt v v l sy 012)( (1)
图4.1 卷绕系统
Fig. 4.1 Winding system
式中: F-卷纸承受的张力；
S-卷纸的截面积；
L-传动点M 、N 之间的距离；
Y-卷纸弹性模量；
V1、V2-两个传动点M 、N 处的线速度；
如果对M2单元采用稳速系统来拖动，则卷纸的张力F 、线速度v 随卷径D 的变化，如图(4-2)
所示．
由式(1)可见,欲使力恒定,必须保持线速度恒定.根据v = ∏Dn,要使v 恒
,必须使电动机转速 D n 1∝ ,即 M
n 1∝ .可见这类放卷机的负载特性应如图(4-3)所示.称为恒功率负载特性,也称卷绕特性.
图4.2 卷绕系统几个参量的关系
Fig. 4.2 Winding system of the relations of several Senate 图4.3 卷绕特性
Fig. 4.3 Winding characteristics
式(1)表明,恒张力控制实质上是电动机的转速控制.由于张力控制是由线速度波动引起的,所以张力恒定即线速度恒定.而欲使线速度恒定,就需卷绕功率恒定.所以恒张力控制、恒线速度控制、恒功率控制,三者在本质上是相同的。
张力控制算法
张力扰动补偿控制系统的类型很多，分述如下：
从张力形成的角度看，两个单元之间的卷纸张力为：
?-=T
dt v v K F 021)( 所以只要保持卷纸的线速度或两个传动单元之间的线速度差恒定，就可以保持张力恒定。
(1) 从驱动电机的电磁转矩与卷绕机构的负载力矩相平衡的角度看：
电动机电磁转矩：d m d I C M Φ= ；
卷绕机构负载力矩j M 近似等于张力力矩 j
FD M f 2=
。 这里忽略了动态转矩和机械损耗力矩。
根据f d M M =得到张力表达式： D I K F d Φ= ；式中m jC K 2= 由此可按下述两种方式设计恒张力系统：
a.控制d I 恒定,并保持=ΦD 恒值 ；
b.保持Φ恒定，并控制=d
D I 恒定 。 (2) 从传动功率的角度看：
电动机电磁功率d e d nI C EI P Φ== ；卷绕机构的卷绕功率为Fv P j = 。
根据驱动功率与负载功率相匹配的原则，只要保持电动机驱动功率恒定，就可近似保持卷绕
张力F 和线速度v 恒定。
实际由于直流电动机传动系统中可控制的量比较多，所以还可以设计成其他各种系统。例如，
卷纸线速度 ： Φ=Φ∏=∏=ED K C E D Dn v e )(e
C K ∏= 只要保持控制反电势E 恒定，并保持=Φ
D 常量，就可使线速度恒定。又如，卷纸的张力是由两个传动单元之间速度差v ?形成的，或者说张力与卷纸的伸长率成正比，那么可以设置速差调节器或控制卷纸的伸长率，以保持张力的恒定。
以上恒张力控制的各种方案可以单独使用，也可将两种或多种方案综合用在一个系统中，以便得到更好的控制效果。
伺服电机容量选择
(1) 负载转矩计算：
已知：最大料经：800mm ； 最小料经：80mm ； 最大料重：20Kg ；
总传动比：n=3
1 ；主机最高线速度：V ＝120m/min ； 主机工作辊直径：D 主机＝160mm
由公式：V ＝2n r ?∏
主机n ＝主机主机n r 2?∏v ＝239.r/min 0.08
3.142120≈?? 根据总传动比：31=n ，可得：80r/min 3
2＝主机n n = 所以，当料径最大时，min /810
22r n n ==' 由负载转矩公式：2
22Ω=P T 得出： 料径最大时：m n T ?≈?∏=1314608211002 料经最小时，m n T ?=?∏=13160
80211002 (2) 伺服电机容量选择：
张力控制系统中不少方案涉及到既调压又调磁的控制方式。由于调压调速属于恒转矩控制，调磁调速属于恒功率控制，所以电动机容量的选择是系统设计的一个重要部分。下面分三种情况叙述电动机容量选择的原则。
(1) 恒功率控制方式。即控制电动机电枢电流I d 恒定、磁通Φ正比于卷径D 。由于是恒功率调
速，所以采用卷绕特性上的任意一点的M 、n 值来计算卷绕功率均可，如图（4－4）所示。设用a 点计算：
n max n
ed n min min min max min max
图4.4 卷绕特性 图 4.5 卷绕特性
Fig. 4.4 Winding characteristics Fig. 4.5 Winding characteristics
min)/(0
max max r D v n ∏= )(20max min m Kg D F M ??= 式中0D 为卷筒最小卷径。
则电动机功率：)(102
975max min kw v F n M P m m ?=?= （1） (2) 采用恒转矩调速方式。即Φ恒定，控制D
I d 为恒值。则只能按max n 来选择电动机额定转速ed n ，按max M 来选择电动机额定转矩，所以电动机容量为：975max max n M P ?=
这里2max m m D F M ?=，0max D v n m ∏= 。代入上式，得)(1020
kw D D v F P m m m ??= 与式（1）相比，在同样张力m F 和线速度m v 下，采用恒功率调速比采用恒转矩调速时电动机
容量要小0
D D m 倍。 (3) 若采用既调压又调磁的调速方式，即小卷径段采用调磁调速，如图（4－5）中a-b 段所示；大卷径段采用调压调速，如图中b-c 段。即a-b 段为恒功率调速，b-c 段为恒转矩调速。
a-b 段的卷绕功率为：975max min 1n M P ?= ；b-c 段时的卷绕功率为：975
max 2ed n M P ?= 显然12P P >，所以按2P 来选择电动机容量：)(102max
02kw n n D D v F p ed m m m ???= 与单纯的恒转矩调速相比，其电动机容量可减小max
n n ed 倍。
薄膜分切机放卷至卷取的张力控制(上)讲解
薄膜分切机放卷至卷取的张力控制 （上） 1．分切机的重要选定要素2．放卷至卷取的张力3．接触辊及接触压力4．卷取张力的自由选择及设定5．在薄膜主要物性条件下所设定的卷取条件1．分切机的重要选定要素在分切机的选定方面最受关注的应该是分切卷取后的产品如何?也就是产品内部品质。从外观上来看，无皱褶、无划痕、端面整齐、卷取表面硬度适当等，这些都应该是基本的。但是，我们认为仅关注这些还不够。因为分切卷取后的产品其内部残留着很大的应力(内部张力)，这将会对 1．分切机的重要选定要素 2．放卷至卷取的张力 3．接触辊及接触压力 4．卷取张力的自由选择及设定 5．在薄膜主要物性条件下所设定的卷取条件 1．分切机的重要选定要素 在分切机的选定方面最受关注的应该是分切卷取后的产品如何?也就是产品内部品质。从外观上来看，无皱褶、无划痕、端面整齐、卷取表面硬度适当等，这些都应该是基本的。但是，我们认为仅关注这些还不够。因为分切卷取后的产品其内部残留着很大的应力(内部张力)，这将会对后道工序带来各种不利影响，比如说印刷的套印不准等。 这种内部品质的状况如何，将会很大程度地影响到用户的订购量、产品韵价格及用户对制膜厂家的信赖和评价。 而这种选定要素却无法用肉眼看到，因此，对薄膜的张力控制及接触压力的控制是最重要的选定要素。 2。放卷至卷取的张力
分切机的放卷至卷取张力可分为以上3大部分。 2—2放卷张力 2—2—1内部张力 前道工序卷取下来的原膜母卷的内部含有残留应力，这残留应力的大小同生产线的设备性能有关，特别同卷取机的性能有很大的关系。如卷取机的张力过大且张力的变动量也大时，会对分切机的放卷张力的控制带来不利影响。另外，原膜母卷由于熟化的缘故几乎多少都存有偏芯，这就是放卷速度的变化而造成放卷张力变化的原因所在。放卷张力发生变化会使薄膜内部产生应力，将存有内部应力的薄膜从牵引部传送至卷取部，最终肯定会对卷取张力的变动带来影响。 为使放卷张力的变动量降低，放卷部采用浮动辊方式来控制放卷张力。该方式可使原膜母卷的内部应力减少，可吸收放卷速度的变化，实现放卷张力保持稳定。 为使浮动辊的效果更佳，本公司研制开发了2根串联在一起浮动辊方式(已取得专利权)，该方式可使放卷张力的变动量降低到最低限度。 2—2—2为实现放卷张力变动量最小而采取的对策 串联浮动辊的控制 偏芯原膜母卷回转时，靠浮动辊的摆动来吸收，但是，浮动辊的质量成为惯性抵抗使薄膜产生松弛，并使张力也增加。由于此惯性抵抗会给每一时间上的变动量及浮动辊的质量本身带来很大的影响。现在，本公司研发开发了把2根浮动辊组合在一起的串联浮动方式，可实现低张力条件下的高速运转。 串联浮动辊的方式相对于1根浮动辊来说，偏芯原膜母卷每回转1次，薄膜偏芯量的1／2通过浮动辊的位置变化来吸收，同时，由于浮动辊及惯性力的变动所产生的作用于薄膜的张力，因每一根浮动辊的质量是原来1根的1／2，可使得总体上放卷张力的变动量减少到原来1根浮动辊张力变量的1／4。
张力控制变频收卷的控制原理及在纺织机中的应用
张力控制变频收卷的控制原理及在纺织行业的应用 -------作者：中达电通上海分公司 FAE李强 一.前言: 用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷 经 是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不 同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动 时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷 时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 1．传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基 本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客 户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2．张力控制变频收卷的工艺要求 * 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 * 在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 * 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 * 要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 3．张力控制变频收卷的优点 * 张力设定在人机上设定，人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. * 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径启动时张力的线性递加; 张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. * 卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且 在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 * 因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、 减速、停车、再启动时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。 而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒 定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施， 使得收卷的性能更好。 * 在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本
中药学专业技能训练考核要点
一、药学专业技能训练考核要点（试行） 根据药学专业四年制本科教学计划和培养目标，加强理论联系实际，不断提高学生的政治思想素养和共产主义道德品质,培养学生的独立工作能力和创新精神，使学生成为合格的高级药学专业人才，特拟订本专业实验技能考核要点如下： 【一】技能考核要求 1、掌握生药鉴定、药剂学、药物分析、药物合成的理论和技能。 2、掌握天然药物化学成分提取分离的基本理论和技能。 3、熟悉药物新产品的研制、工艺设计、质量标准制订及其药效学、毒理学研究方法。 【二】基本技能内容 1、熟悉并掌握一般化学药物或中间体的合成制备、纯化方法和分析的基本理论与操作技能。 2、掌握片剂、胶囊剂、注射剂及其它制剂的生产工艺和操作技能；掌握原辅料、半成品、成品包装材料等质量标准和检验方法；掌握产品质量标准和工艺规程的制订；掌握饮片的炮制和鉴定方法；熟悉设备的结构原理、性能、使用和保养。 3、能够按中国药典的有关规定，独立配制各种试剂，掌握常用药品的各类分析方法及检查项目，如定性、定量、杂质、水分、灰分等；掌握药品的一般分析鉴定方法和卫生学检查方法(如螨虫、致病菌、杂菌的检查等)；熟悉药品检验的程序及报告的书写方法；熟悉药品质量标准的研究制定及一般科学研究方法。 4、能够按药物科研实验室的有关规定，独立配制各种试剂，掌握常用药物的理化性质和鉴别方法和规范的科研记录的要求等；掌握天然药物化学成分的一般提取、分离、纯化、鉴定的方法。 【三】实验技能训练要点
1、生药鉴定技能 （1）掌握常用药用动植物器官的形态解剖学方法及分类特征。 （2）掌握生药的性状鉴别术语和常用200种生药的鉴别特征。 （3）掌握显微制片技术和常用生药、粉末显微鉴别特征。 （4）掌握生药的理化鉴定方法（微量升华、荧光分析、膨胀度、化学反应）（5）掌握生药的纯度（水分、灰分、杂质）测定方法。 （6）掌握生药浸出物和化学成分的含量测定原理与方法。 2、药物合成基本技能 （1）熟悉药物合成常用的仪器设备 （2）掌握药物合成的基本技能 （3）掌握药物及其中间体的结构确证的方法 （4）掌握药物合成中的单元反应原理，操作步骤，和工艺流程。 3、天然药物化学提取分离技术 （1）掌握天然药物化学成分的溶剂提取法 ①渗漉法 ②回流提取法 ③煎煮法 ④连续回流法 （2）掌握天然药物化学成分的分离方法。 ①pH梯度萃取法的原理和操作技术 ②柱色谱法 ③重结晶法 （3）掌握天然药物化学成分结构的检识方法。 ①薄层层析法 ②熔点法 （4）掌握黄酮类化合物的提取分离、结构检识的方法及苷类结构研究的一般程序和方法。
张力控制原理介绍
第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图 2
2．2 张力控制方案介绍 对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。 1、开环转矩控制模式 开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。 根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。 MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。 2、与开环转矩模式有关的功能模块： 1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。 2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。 3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。摩 3
商业轮转机的张力控制详解
商业轮转机的张力控制详解 前言：随着商业印刷市场的扩展，商业轮转机在商业印刷中表现出来了越来越重要的作用，但也给商业轮转机印刷质量和精度提出了更高的要求。轮转印刷过程中通常由于张力的影响使印刷品套印和折页不准，给印刷带来很多不良品，从而影响生产成本和市场的信誉。下文以桑拿C800为例分析商业轮转印刷张力控。 C800商业轮转印刷的显著特点是纸带从开卷到进入折页滚筒都是在绷紧状态下完成的，套准、烘干、冷却、加湿及裁切等前后纸带长度上百米，因此纸带张力稳定是保证正常印刷的首要条件现从五个方面分析纸带的张力控制。 送纸部分：送纸部分从纸的入口到印刷单元包括了一次张力和二次张力，一次张力采用的是轴制动方式，在纸卷芯部轴端设置刹车片和刹车盘，通过气压方式加载制动力，即气动式张力控制系统。保证纸卷以平稳的速度放纸，并通过浮动机构及张力检测电路，消除或减轻由于纸卷不圆、偏心、一头松、一头紧等本身原因造成的张力波动，并可在印刷过程中对纸卷不断变小引起的张力变化进行自动调整。如（图一） 图一：1纸筒也是张力控制器所在、2和4导纸棍、3浮动机构 电器控制原理图如（图二）
分析：供纸部的张力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成，为了使纸带张力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带张力的波动情况自动进行调整以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。在机器平稳运行过程中，应保证纸带张力稳定在给定值上，在启动和刹车时防止纸带过载和随意松卷。在印刷过程中，随着纸卷直径不断减小，为保持纸带张力的恒定，需要对制动力矩进行相应的调整。在印刷过程中，纸带的线速度保持不变，而纸卷的角速度却随着纸卷直径的减小不断增大。在不考虑由角加速度产生的惯性力矩和阻力矩的前提下，为保证纸带稳定运行，应该满足下面的条件：F X R= T X r F为纸带张力，R为纸卷半径，T为纸卷轴芯的制动力，r为纸卷轴芯制动力半径。可以看出，随着纸卷半径的减小，如果不改变制动力的大小，纸带所受到的张力会越来越大，最终会使纸带被拉断。因此，在保持纸带张力稳定的前提下，随着纸卷半径的减小，制动力必须按照一定的规律随之减小。简而言之，就是刹车片与刹车盘接触后产生一定的摩擦力，从而使纸带具有一定的张力，浮动辊在张力的作用下产生摆动，通过一个电子检测元件将张力的变化转化为电信号，控制刹车盘电压，从而达到控制摩擦力大小的目的，实现纸带张力的自动控制。刹车片与刹车盘的间距应在1?2mm之间。 二次张力为无级变速控制：无级变速控制是通过电机的转速来控制张力的大小其控制原理图如（图三） 图三中：1铬棍、2电机传动的胶棍（又叫送纸棍）、3和4导纸棍、5浮动
接触网工程关键工序质量控制措施
接触网工程关键工序质量控制措施 ⒈关键工序质量控制措施 1.1接触网工程站前交桩测量 施工顺序：现场交桩→内业计算→中线测量→水准测量→设置副桩→内业整理。 若站前施工单位岔区改造滞后，由建设单位和监理单位组织，站前施工单位配合，进行线路和施工定测，找出每根支柱临近的线路轨顶标高、线路中心、曲线超高以及直缓点、缓圆点、竖曲线变坡点等，通过测量、计算确定出支柱的位置。 测量过程实行主管工程师负责制，有测量经验的施工技术人员组成测量小组。 测量方法及技术要点：根据接平面图和交桩测量数据，采用微机计算确定支柱的横、纵向位置，每棵支柱设一副桩，在测量副桩高程之后，最终确定支柱对副桩的限界和埋深。 测量精度要求达到：跨距丈量允许误差1/2000，中线测量允许闭合差为30mm，水准测量允许闭合差±50√L（mm）。 1.2接触网工程下部工程施工 下部工程施工项目包括施工测量、基坑开挖、基础浇制、钢筋砼柱及钢柱安装整正、锚板拉线埋设等。支柱侧面限界和埋深控制、基础浇制及顶面坡度控制、拉线坑测量定位技术是下部施工中的关键技术，施工过程中，运用全面质量管理方法对下部工程进行质量控制，重点控制支柱整正和基础浇制的施工质量。 ⑴施工测量:根据设计提供的起测点或正线岔心及大型建筑物为测量起点，按照接触网平面图支柱跨距沿钢轨测量定位（曲线地段沿外轨测量），并在轨腰上做出标记。现场测量应复核地质情况、公里标、曲线半径、桥涵位置是否及设计图纸相符，并准确做好测量记录。
对沿线平行和横跨的高低压电力线路、弱电通信线路等到干扰情况做好详细记录，支柱应避开电力线路。 接触网纵向测量一般采用钢尺人工拉链测量跨距，测量过程中如因桥涵、钢轨、避车台、跨越电力线等障碍物影响杆位时，合理调整跨距，跨距调整允许范围为-2～+1米，调整后的跨距不得大于设计允许最大跨距。 ⑵拉线坑位测量：依照下锚方向，用经纬仪和花杆测量拉线坑的位置，并用十字桩确定。 ⑶基坑开挖:根据设计图做好坑型设计，确定坑的类型、限界、坑形和坑深，线路侧加设防止道渣滑落的档板并铺设防污染彩条布。 基坑根据土壤的稳定性质，采用合理的开挖形式和防塌措施。硬土质坑采用“挖小坑局部支撑法”开挖；软石质地带基坑可采用空压机、风枪、风镐进行开挖。 雨季施工加强巡视，随挖随立，对当天立不上并危及行车安全的基坑应回填，防止塌方影响行车。车站基础坑开挖弃土要装编织袋运走。在施工线遇水沟改移时，要维持原有水沟截面，保证雨季水沟畅通。因本标段为既有铁路运营线，地下电缆、管道等设施多，为此本标段严禁爆破作业。 ⑷基础浇制:在土质密实的地带，地下部分采用“原坑胚膜就地灌注法”，地上部分采用模型板。在塌方或无土方地段，采用模板组合整体安装灌注的方法。 操作要领及技术要点： 基础浇制前，对工程使用的水泥、砂子、石子等取样送技术监督部门认定的试验部门进行质量性能检验测定，确定合理的配合比、水灰比。 基础采用经纬仪进行精确定位，浇制前由专人对基础各部位尺寸和模板进行质量检查，校对基础型号和地脚螺栓的数量、型号。
张力控制系统
张力控制系统MAGPOWR （美塞斯MC01/400/830/1898）往往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，目前主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。 工作原理 这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。 一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等，下图为一个典型的闭环张力控制系统。 人工控制 MAGPOWR <1ll人工张力控制系统是适合于收卷，点到点和一些特定的放卷应用场合使用的低成本解决方案. 我们的手动电源供应器可以让f~ 淌除剩磁，15可以通过莫独特的皮向电流性能而用到制动器或离合器的完整的功率范围。该系统最适合应用于: ( 1 )需要自然锥角的收卷场合 ( 2 )卷装成形保持不变的点到点应用场合 ( 3 )从满卷到卷芯的放卷过程中允许有少量张力变化的场合 人工电源供给采用电流调节方式，当离合器或制动器从环境温度变化到工作温度时，莫输出仍保持不变。 可选用带有跳结器的90VDC 和24VDC 电压供给，额定电流可以调节，还可匹配磁粉制动器满足榕的应用需求。 可选安装方式DIN 标准导轨(C E) .撞墙式安装，印刷电路板。 张力控制系统(3张) 控制方式
VSWR详解
反射电压的计算见下图： (原文件名:匹配.jpg) 因为电压都是以同一个地作为参考的，叠加在一起就是相加了；电流是按某一个正方向来定义的，反射电流和入射电流方向是相反的，就是减了。 应该很容易理解的。
小谈驻波比VSWR的意义 电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡量部件之间的匹配是否良好。当业余无线电爱好者进行联络时，当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1，如果接近1:1，当然好。常常听到这样的问题：但如果不能达到1，会怎样呢？驻波比小到几，天线才算合格？ VSWR及标称阻抗 发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果发射机的阻抗不同，要求天线的阻抗也不同。在电子管时代，一方面电子管本输出阻抗高，另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广，流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线，因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆，因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。 如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台，那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线，因为那样反而帮倒忙。只要设法调到你的天线电流最大就可以了。 VSWR不是1时，比较VSWR的值没有意义 天线VSWR＝1说明天线系统和发信机满足匹配条件，发信机的能量可以最有效地输送到天线上，匹配的情况只有这一种。 而如果VSWR不等于1，譬如说等于4，那么可能性会有很多：天线感性失谐，天线容性失谐，天线谐振但是馈电点不对，等等。在阻抗园图上，每一个VSWR数值都是一个园，拥有无穷多个点。也就是说，VSWR数值相同时，天线系统的状态有很多种可能性，因此两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。 正因为VSWR除了1以外的数值不值得那么精确地认定（除非有特殊需要），所以多数VSWR表并没有象电压表、电阻表那样认真标定，甚至很少有VSWR给出它的误差等级数据。由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响，多数VSWR表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。 VSWR都＝1不等于都是好天线 一些国外杂志文章在介绍天线时经常给出VSWR的曲线。有时会因此产生一种错觉，只要VSWR＝1，总会是好天线。其实，VSWR＝1只能说明发射机的能量可以有效地传输到天线系统。但是这些能量是否能有效地辐射到空间，那是另一个问题。一副按理论长度作制作的偶极天线，和一副长度只有1/20的缩短型天线，只要采取适当措施，它们都可能做到VSWR＝1，但发射效果肯定大相径庭，不能同日而语。做为极端例子，一个50欧姆的电阻，它的VSWR十分理想地等于1，但是它的发射效率是0。 影响天线效果的最重要因素：谐振 天线系统和输出阻抗为50欧的发信机的匹配条件是天线系统阻抗为50欧纯电阻。要满足这个条件，需要做到两点：第一，天线电路与工作频率谐振（否则天线阻抗就不是纯电阻）；第二，选择适当的馈电点。
机织学复习材料(课后习题+知识点)解析
机织学复习材料 准备篇 第一章络筒 1、络筒工序的目的及工艺要求 络筒的目的：（1）改变纱线的卷装，增加纱线卷装的容纱量，提高后道工序的生产率（2）检查纱线直径，清除纱线上的疵点和杂质，改善纱线品质 工艺要求：①卷绕张力适当，波动小，不损伤纱线原有的物理机械性能。②筒子卷绕容量大，成形良好，利于储存和运输。③筒子的形状和结构应保证后道工序的顺利退绕。④染色用筒子结构均匀。⑤纱线接头小而牢 2、筒子成形有哪两种基本运动组成？完成两种运动的方式是什么？（1）筒子成形由导纱运动和回转运动组成。 （2）①摩擦传动卷绕机构②锭轴传动卷绕机构 3、何谓纱圈卷绕角？它的大小与什么因素有关？ 卷绕角α：纱线卷绕到筒子表面某点时，纱线的切线方向与筒子表面该点圆周速度方向所夹的锐角。 tanα= V2 / V1, V2为导纱运动的速度，V1为回转运动的速度。 4、络筒时纱线为何需要具有一定大小的张力?张力不当有何不利？ （1）适度的络筒张力的作用：①能使筒子成形良好、具有一定的卷绕密度且不损伤其物理机械性能。②纱线的弱节发生断裂，可为后道工序消除隐患，提高后道工序的生产效率。（2）张力过大，将使纱线弹性损失，织造断头增加；张力过小，则引起筒子成形不良，造成筒子疵点。 5、管纱退绕时影响张力的因素是什么?如何均匀管纱退绕张力？ 管纱退绕时影响张力的因素有：①退绕每个层级②管纱退绕时直径③纱线特数 ④导纱距离⑤络筒速度 均匀纱线退绕张力的措施： ①正确选择导纱距离②使用气圈破裂器 6、何为气圈、导纱距离、分离点、退绕点？ 气圈：管纱退绕时纱线一方面沿纱管轴线上升，同时又绕轴线作回转运动。由于纱线的这种运动，形成一个旋转曲面，称为气圈。 导纱距离：纱管顶端到导纱部件的距离。
张力控制变频收卷的控制原理(汇编)
张力控制变频收卷的控制原理本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理，此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 一. 前言 : 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求
（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 （2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 （3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 （4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 （1）张力设定在人机上设定，人性化的操作，单位为力的单位：牛顿。 （2）使用先进的控制算法：卷径的递归运算；空心卷径激活时张力的线性递加；张力锥度计算公式的应用；转矩补偿的动态调整等等。 （3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 （4）因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好。 （5）在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。
商业轮转机的张力控制详细讲解
商业轮转机的力控制详解 前言：随着商业印刷市场的扩展，商业轮转机在商业印刷中表现出来了越来越重要的作用，但也给商业轮转机印刷质量和精度提出了更高的要求。轮转印刷过程常由于力的影响使印刷品套印和折页不准，给印刷带来很多不良品，从而影响生产成本和市场的信誉。下文以桑拿C800为例分析商业轮转印刷力控。 C800商业轮转印刷的显著特点是纸带从开卷到进入折页滚筒都是在绷紧状态下完成的，套准、烘干、冷却、加湿及裁切等前后纸带长度上百米，因此纸带力稳定是保证正常印刷的首要条件现从五个方面分析纸带的力控制。 送纸部分：送纸部分从纸的入口到印刷单元包括了一次力和二次力，一次力采用的是轴制动方式，在纸卷芯部轴端设置刹车片和刹车盘，通过气压方式加载制动力，即气动式力控制系统。保证纸卷以平稳的速度放纸，并通过浮动机构及力检测电路，消除或减轻由于纸卷不圆、偏心、一头松、一头紧等本身原因造成的力波动，并可在印刷过程中对纸卷不断变小引起的力变化进行自动调整。如（图一） 图一：1纸筒也是力控制器所在、2和4导纸棍、3浮动机构。
电器控制原理图如（图二） 分析：供纸部的力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成，为了使纸带力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带力的波动情况自动进行调整以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。在机器平稳运行过程中，应保证纸带力稳定在给定值上，在启动和刹车时防止纸带过载和随意松卷。在印刷过程中，随着纸卷直径不断减小，为保持纸带力的恒定，需要对制动力矩进行相应的调整。在印刷过程中，纸带的线速度保持不变，而纸卷的角速度却随着纸卷直径的减小不断增大。在不考虑由角加速度产生的惯性力矩和阻力矩的前提下，为保证纸带稳定运行，应该满足下面的条件：F×R＝T×r F为纸带力，R为纸卷半径，T为纸卷轴芯的制动力，r为纸卷轴芯制动力半径。可以看出，随着纸卷半径的减小，如果不改变制动力的大小，纸带所受到的力会越来越大，最终会使纸带被拉断。因此，在保持纸带力稳定的前提下，随着纸卷半径的减小，制动力必须按照一定的规律随之减小。简而言之，就是刹车片与刹车盘接触后产生一定的摩擦力，从而使纸带具有一定的力，浮动辊在力的作用下产生摆动，通过一个电子检测元件将力的变化转化为电信号，控制刹车盘电压，从而达到控制摩擦力大小的目的，实现纸带力的自动控制。刹车片与刹车盘的间距应在1～2mm之间。 二次力为无级变速控制：无级变速控制是通过电机的转速来控制力的大小其控制原理图如（图三）
张力控制器的知识与特点
张力控制器的知识与特点 现在行业设备中一般主要用日本三菱，蒙特福，KORTIS等张力 控制系统。按型号分有测力式，浮辊式等等。 简单来说，一般张力控制器只需要进行安装调试和微调两个基本操作就可以，其他具体参数要看需要的具体功能了。 对于一个控制器，PID设定一般进行如下调整：一般先把微分D 值设为零，积分I设为一个很小的数为5-10之间，改变P值从小到大，直到系统能调整稳定，当P调整好后，加一个外界干扰，看系统恢复到平衡所需的时间，如果太慢，增加I值，直到达到满意效果，一般系统改变经过两个周期达到平衡为最好。 在工控行业，在一些带状和线状类的产品，经常需要控制张力来达到生产要求，张力控制器就是控制这类张力的一种仪表，张力控制器是一种由单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统，是一种控制仪表，它可以直接设定要求控制的张力值，然后直接输入张力传感器的信号（一般为毫伏级别）作为张力反馈值，通过比较得出偏差后，输入到PID等控制器进行处理，最好输出给外围执行机构去控制，最终达到偏差最小，系统响应最快的目的。张力控制器还有所谓的手动控制功能，一般是指人为可以通过张力控制器给定一定的输出量给执行机构（经常为电机的电流量）；一些张力控制器还带有卷径推算功能，一般应用在卷取设备上，有放卷和收卷之分；另外还 有锥度调节功能，可以在控制器内部直接设定一些工艺上要求的卷取 第 1 页共 3 页
锥度。 张力控制器的张力控制是指能够持久地控制料带在设备上输送时的张力的能力。这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，它也有能力保证料带不产生丝毫破损。凹印机张力控制基本上分手动张力控制，开环式半自动张力控制和闭环式全自动张力控制三大类。手动张力控制就是在收卷或放卷过程中，当卷径变化到某一阶段，由操作者调节手动电源装置，从而达到控制张力的目的。不过现代凹印机手动张力控制系统已基本被淘汰，而仅仅作为闭环式全自动张力控制系统中的一种操作模式存在。开环式半自动张力控制又称卷径检测式张力控制，它是用安装在卷轴处的接近开关、检测出卷轴的转速，并通过所设定的卷轴直径初始值和材料厚度，累积计算求得收卷或放卷筒当前的直径，相应卷径的变化输出控制信号，以控制收卷转矩或放卷制动转矩，从而调整料带的张力。因为卷轴每转一圈，卷径会发生2倍于料带厚度的变化。此种张力控制不受外界剌激的影响，能实行稳定的张力控制。但是，由于受传动装置的转矩变化、线性变化和机械损耗等因素影响，这种张力控制的绝对精度较差。闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值，然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器，通过此信号与控制器预先设定的张力值对比，计算出控制信号，自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等，以达到张力稳定目的。它是目前较为先进的张力控制方法。 另外，在我国制造和销售的中、高档印刷机张力控制系统中，由于更 第 2 页共 3 页
什么是张力控制
什么是张力控制？ 最佳答案 1.什么是张力控制：所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转距。 2.真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响生产出产品的质量。 用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 1．传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2．张力控制变频收卷的工艺要求 * 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 * 在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 * 在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 * 要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 3．张力控制变频收卷的优点 * 张力设定在人机上设定，人性化的操作,单位为力的单位:牛顿. * 使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加; 张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等. * 卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且
张力控制解释
张力控制变频收卷的控制原理 2007年7月23日 中国工业设备网 本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理，此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 一. 前言 : 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。 二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统。 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求
（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为：牛顿或公斤力。 （2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱；大卷启动时不能松纱。 （3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。 （4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 （1）张力设定在人机上设定，人性化的操作，单位为力的单位：牛顿。 （2）使用先进的控制算法：卷径的递归运算；空心卷径激活时张力的线性递加；张力锥度计算公式的应用；转矩补偿的动态调整等等。 （3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。 （4）因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好。 （5）在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小，基本上两三天就能安装调试完成。 （6）克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。方便维护设备。
慢走丝电火花线切割加工中恒张力控制系统设计
第28卷第11期 2005年11月 合肥工业大学学报 (自然科学版) JOU RN AL O F HEF EI U N IV ERSIT Y O F T ECHN O L OG Y Vol.28No.11 Nov.2005 收稿日期:2005-06-27 作者简介:韩 江(1963-),男,河南项城人,合肥工业大学教授,硕士生导师. 慢走丝电火花线切割加工中 恒张力控制系统设计 韩 江, 陆荣峰, 祖日亘, 李良初 (合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009) 摘 要:文章针对慢走丝电火花线切割加工中遇到的诸多难题,提出利用恒张力控制系统的解决方案,给出了完整的系统构成和软硬件平台。该系统以单片机为核心,可自动控制伺服电机对线切割加工过程进行随动响应,实现恒张力控制;实验表明,该系统运行可靠,响应速度快,可以有效解决断丝问题和抑制电极丝的丝振幅值,并提高加工质量。 关键词:慢走丝电火花线切割;恒张力控制;单片机;伺服;断丝;丝振 中图分类号:T P275 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2005)11-1389-04 Design and application of the permanent tension control system used in LWEDM HAN Jiang , LU Rong -feng , ZU Yuan , LI Liang -chu (Sch ool of M achinery and Automobile Engineering ,Hefei U nivers ity of Technology,Hefei 230009,China) Abstract :In order to solv e the difficult pro blems in lo w -speed w ire-cutting electrical discharg e m achin-ing (LWEDM ),a new approach based o n the perm anent tension contr ol system is put for war d .T he structure and basic principle o f the sy stem,the key points of softw are desig n and the interfer ence pro-tection measures ar e described.By taking the single-chip computer as the core,this system can co n-tr ol the serv omoto r to respo nd to the mo vem ent of wire -cutting electrical discharge machining auto-matically so as to achieve perm anent tensio n co ntrol.T he system has o bv io us r eliability and goo d speed o f response.Through the contro l sy stem ,the problem of w ire br eak is so lved and the amplitude of w ire vibration reduced greatly,and high machining quality is obtained. Key words :low -speed w ire -cutting electr ical discharg e machining (LWEDM );per manent tensio n co n-tr ol;single-chip co mputer;servo;w ire break;w ir e vibr ation 0 引 言 经历半个世纪的研究和发展,电火花线切割 机(WEDM )及其工艺技术[1] 在超硬材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件和模具等加工领域中已成为不可或缺的加工工艺方法和技术装备。在电火花线切割加工中,放电是在0.1～0.3m m 直径的黄铜电极丝和工件之间进行的。尽管它只适用于切割贯通形状,但其优势在于: (1)不需要制造成型电极; (2)成功的使用非可燃性水介质,而不是煤油; (3)与成型加工比较,电极损耗对加工精度影响不大。
PLC变频器张力控制
作者：中达电通股份有限公司上海浦东分公司李强 摘要：本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理，此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 关键词：变频收卷张力控制闭环矢量卷径计算 1 前言 用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。 2 张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求 2.1 传统收卷装置的弊端 纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统，系统框图如图1所示。
图1 系统构成及系统框图 2.2 张力控制变频收卷的工艺要求 （1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为:牛顿或公斤; （2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱; （3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现; （4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。 2.3 张力控制变频收卷的优点 （1）张力设定在人机上设定，人性化的操作; （2）使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩
油层物理习题讲解
油层物理： 一、名词解释题 1.粒度组成：岩石各种大小不同颗粒的含量。 2.不均匀系数（n）：n=d60/d10，式中：d60——在颗粒累积分布曲线上颗粒累积重量百分数为60%的颗粒直径；d10———在颗粒累积分布曲线上颗粒累积重量百分数为10%的颗粒直径。 3.粘土：直径小于0.01的颗粒占50%以上的细粒碎屑。 4.胶结类型：胶结物在岩石中的分布状况及与碎屑颗粒的接触关系。 5.岩石的比面(S)：单位体积岩石内颗粒的总表面积或孔隙总的内表面积。 6.岩石的孔隙度(φ)：岩石中孔隙体积与岩石总体积的比值。 7.岩石的绝对孔隙度(φa)：岩石的总孔隙体积与岩石外表体积之比。 8.岩石的有效孔隙度(φe)：岩石中有效孔隙体积与岩石外表体积之比。 9.岩石的流动孔隙度(φf)：在含油岩石中，能在其内流动的孔隙体积与岩石外表体积之比。 10.岩石的压缩系数(C f)：C f=ΔV p/V f*1/ΔP,C f是指油层压力每降低一个大气压时，单位体积岩石内孔隙体积的变化值。 11.油层综合弹性系数(C)：C=C f+ΦC l;C=C f+Φ(C o S o+C w S w) 当油层压力降低或升高单位压力时，单位体积油层内，由于岩石颗粒的变形，孔隙体积的缩小或增大，液体体积的膨胀或压缩，所排出或吸入的油体积或水体积。 12.岩石的渗透率(K)：K=QμL/A(P1-P2)岩石让流体通过的能力称为渗透性，渗透性的大小用渗透率表示。Q=K*A/μ*ΔP/L 13.达西定律：单位时间通过岩芯的流体体积与岩芯两端压差及岩芯横截面积成正比例，与岩芯长度、流体粘度成反比，比例系数及岩石的渗透率长。 14.“泊积叶”定律： Q=πr4(P1-P2)/8μL