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凹印机放卷张力控制系统的改造中

2022-04-28 来源:达州农业机械网

凹印机放卷张力控制系统的改造(中)

三、张力控制器选用原则

为获得良好的控制效果,对张力控制系统有4方面的要求:

(1) 张力的PID控制。控制系统的基本要求是,通过PID参数的调整设置,使系统具有快速的动态响应特性和良好的稳态控制精度。

(2) 张力控制执行器件功率传递的方便性。目前,常用的功率器件主要有气动制动器和电磁制动器两种形式。气动制动器的功率放大器为压空转换器,需要用旋转密封接头将压缩空气引入;电磁制动器的功率放大器将控制信号直接进行放大,通过电刷滑环机构将电流引入。对于双轴旋转切换系统而言,必须考虑到执行器件功率的引入方式与其可靠性及投入的费用。

(3) 双轴切换张力突变。众所周知,常规PID控制,其输出是无法突变的。但对于双轴切换张力控制系统而言,情况却有所不同。双轴切换时,当卷材从用完的A轴切换至新卷B轴时,即要求从卷径最小、制动力矩最小的A轴切换到卷径最大、制动力矩最大的B轴时,需要制动力矩瞬时从最小增至设定值,放卷张力基本保持不变。

(4) 双轴切换时制动力矩延时保持。双轴切换时,当从A轴切换到B轴时,为安全起见,要求在B轴进行张力控制的同时,A轴在一定(可根据需要设定)的时间内保持一定(可根据需要设定)的制动力矩,使A轴能在较短的时间内停止旋转,以避免卷材在转动惯性的作用下继续高速旋转而造成的安全事故。

四、张力控制系统的构成及说明

根据上述张力控制系统的选用原则及制动器的选用要求,可选择WARNER公司MCS2000系列产品,即MCS2000-CTDA控制单元、MCS2000-PSDRV电源及功率放大单元、 MCS-605E浮动辊传感器以及两个TB-1225电磁制动/离合单元,并与控制接口电路一起,组成完整的放卷张力控制系统,如图2所示。

现就图中各组成部分着重说明一下。

(1) TB-1225的基本参数:Mtmax=233N·m,Mtmin=1.95 N·m,最高转速为2000转/分,散热能力在连续工作时为515W,在交替工作时为933W,可以满足张力控制系统对制动器的要求。

(2) MCS2000-CDTA有开环、闭环及开闭环混合3种控制模式。开环控制时,开环输出与开环输入Anlg1为线性关系,可根据实际需要设置;闭环控制以设置点为基准,根据传感器输入及PID设置调整输出;混合控制将开环控制输出与闭环PID输出一起,组成其输出。实际使用时采用开闭环混合控制模式。

(3) MCS2000-CDTA内置双路切换延时功能。当输出在Out1、Out2之间切换,例如从Out1切换到Out2时,Out2立即进入正常工作,Out1则进入输出延时切断(可根据需要设定其输出大小及延时时间)。

(4) MCS2000-PSDRV内置剩磁消除、偏置及增益调整功能,以提高小力矩时系统控制的精度及稳定性。

(5) 控制接口电路接收到换卷信号时,向CTDA输入换卷信号A,输出至开环控制输入Anlg1,信号同时从最小变为最大,以完成输出力矩的突变控制。

(待续)

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