摘  要：本文論述的是一種新型的恒張力卷繞系統(tǒng)，采用的是直接轉(zhuǎn)矩控制模式，在該系統(tǒng)中不需要用卷徑測(cè)量環(huán)節(jié)與張力測(cè)量環(huán)節(jié)，用計(jì)算的方法得到卷徑信息和轉(zhuǎn)矩信息，實(shí)現(xiàn)恒張力控制模式。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)矩控制；卷徑計(jì)算；恒張力控制
Abstract：This paper describe, is a new type of constant tension winding system , using the direct torque control mode, in which the system do not need to link with the roll diameter measurement links and tension measurements links, using the calculation method to know the information of the roll diameter and the information of the torque diameter, to achieve constant tension control mode.
Key words：Torque control；Roll diameter calculation；Constant tension control
1.引言
在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，特別是造紙，紡織，金屬制品的生產(chǎn)過程中，利用張力調(diào)節(jié)收卷機(jī)的速度最為普遍。在以往的轉(zhuǎn)矩控制模式中，由于收卷輪的半徑是在逐漸增的大，很難保證其收卷張力是恒定的，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。所以，只有在收卷過程中采用恒張力控制模式才能夠確保產(chǎn)品高質(zhì)量。
2.系統(tǒng)介紹
本文論述的是一種大型捻股機(jī)的卷繞系統(tǒng), 利用的是變頻控制器的直接轉(zhuǎn)矩控制模式,實(shí)現(xiàn)恒張力卷繞控制,無須張力檢測(cè)與卷繞直徑檢測(cè)，無須松緊架同步裝置?？刂扑枰牧嘏c卷繞直徑直接通過可編程控制器（PLC）內(nèi)部計(jì)算獲得, 不需要時(shí)時(shí)檢測(cè)卷徑的一種簡(jiǎn)單的方法。
在一般的變頻控制過程中，變頻器的工作模式是速度控制模式，為了確保恒定的張力，裝置中就一定要有一個(gè)張力檢測(cè)部件。而這個(gè)檢測(cè)部件的任務(wù)就是把檢測(cè)到的張力反饋到變頻裝置中，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。恒張力控制就要求有恒定的轉(zhuǎn)矩，但是在收卷過程中，其收卷輪的半徑是在不斷地增大的，這就要求電機(jī)的轉(zhuǎn)矩也是在逐漸增大的（轉(zhuǎn)矩等于張力與半徑的成績(jī)）。通過卷徑計(jì)算，得到卷徑的即時(shí)數(shù)據(jù)。再根據(jù)張力基本恒定，可得到即時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。其基本特點(diǎn)就是：一方面通過卷徑計(jì)算，轉(zhuǎn)矩計(jì)算，通過PLC，把這個(gè)不斷變化的轉(zhuǎn)矩傳送給變頻器。另一方面是利用速度限幅，來控制變頻器的輸出頻率，使電機(jī)的線速度穩(wěn)定，從而達(dá)到張力恒定的目的。
在所構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中, DP通訊在PLC和變頻器之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩給定和速度限幅的信息的傳遞。
 3.卷徑與轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
(1) 卷徑計(jì)算
在工作過程中，假設(shè)拉出來的絲很細(xì)（0.22mm），在纏繞時(shí)所產(chǎn)生的縫隙可以忽略不計(jì)。而根據(jù)體積不變?cè)瓌t，在工作中的某一時(shí)刻，收線輪上的線的體積為：

      在系統(tǒng)中，隨著收線長(zhǎng)度的增加，其收線輪的半徑是在逐漸增加的。要保證張力 恒定，就要求力距的變化與卷徑的變化成正比。

      所以，在某一時(shí)刻，其力矩的大小就可以通過這個(gè)式子在可編程控制器內(nèi)計(jì)算出來，再把這個(gè)數(shù)值通過DP通訊送到變頻器。
4.應(yīng)用實(shí)例
      在大型的的捻股機(jī)的收卷過程中，為了更好的提高產(chǎn)品質(zhì)量，其收卷電機(jī)采用的是力矩控制模式。該系統(tǒng)中，觸摸屏，可編程控制器與變頻器之間的連接如圖2所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，我們可以在顯示屏上設(shè)定電機(jī)的張力大小和速度限幅的頻率，PLC把這兩個(gè)數(shù)字量讀入，通過力矩計(jì)算，把張力變成模擬量信號(hào)給定到變頻器。那么，變頻器在執(zhí)行這一指令時(shí)，電機(jī)就是在力矩恒定的狀態(tài)下工作的。當(dāng)收卷輪的卷徑增大時(shí)，PLC就通過卷徑計(jì)算，力矩計(jì)算。把新的模擬量信號(hào)傳送到變頻器，變頻器又執(zhí)行這一新的指令。這樣通過不間斷的計(jì)算，收卷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在隨卷徑的增大而增大，就可以保證收卷電機(jī)的張力恒定。

5.結(jié)束語
      利用轉(zhuǎn)矩控制模式卷繞與速度控制模式卷繞相比,轉(zhuǎn)矩模式要來得簡(jiǎn)單, 這首先表現(xiàn)在轉(zhuǎn)矩模式卷繞省掉了松緊架同步環(huán)節(jié)。利用可編程控制器內(nèi)部強(qiáng)大的計(jì)算能力，來計(jì)算卷徑和力矩, 又省掉了卷徑檢測(cè)環(huán)節(jié)與張力檢測(cè)環(huán)節(jié), 進(jìn)一步簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件構(gòu)成。恒張力控制模式與變張力控制模式相比，恒張力控制模式所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量比變張力控制模式下生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有大幅度的提高，所以，恒張力控制模式更適用于成品的卷繞。DP總線的使用,使得變頻器和可編程控制器之間的信息交換方便快捷。

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