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带卷径计算的恒张力控制系统的分析
关键词:转矩控制恒张力时间:2010年03月12日字体:
关键词:转矩控制恒张力
引言
在现代的工业生产中,特别是造纸,纺织,金属制品的生产过程中,利用张力调节收卷机的速度最为普遍。在以往的转矩控制模式中,由于收卷轮的半径是在逐渐增的大,很难保证其收卷张力是恒定的,
产品质量得不到保证。所以,只有在收卷过程中采用恒张力控制模式才能够确保产品高质量。
系统介绍
本文论述的是一种大型捻股机的卷绕系统,利用的是变频控制器的直接转矩控制模式,实现恒张力卷绕控制,无须张力检测与卷绕直径检测,无须松紧架同步装置。控制所需要的力矩与卷绕直径直接通过可
编程控制器(PLC)内部计算获得,不需要时时检测卷径的一种简单的方法。
在一般的变频控制过程中,变频器的工作模式是速度控制模式,为了确保恒定的张力,装置中就一定要有一个张力检测部件。而这个检测部件的任务就是把检测到的张力反馈到变频装置中,进行PID调节。恒张力控制就要求有恒定的转矩,但是在收卷过程中,其收卷轮的半径是在不断地增大的,这就要求电机的转矩也是在逐渐增大的(转矩等于张力与半径的成绩)。通过卷径计算,得到卷径的即时数据。再根据张力基本恒定,可得到即时电机的转矩。其基本特点就是:一方面通过卷径计算,转矩计算,通过PLC,把这个不断变化的转矩传送给变频器。另一方面是利用速度限幅,来控制变频器的输出频率,使电机的线
速度稳定,从而达到张力恒定的目的。
在所构成的应用系统中,DP通讯在PLC和变频器之间实现转矩给定和速度限幅的信息的传递。
卷径与转矩的计算
卷径计算
在工作过程中,假设拉出来的丝很细(0.22mm),在缠绕时所产生的缝隙可以忽略不计。而根据体积不变原则,在工作中的某一时刻,收线轮上的线的体积为:
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设: 5为收线轮瞬时导体积; VmItl 为收线轮厄体租 DE 为收线轮的瞬时亘岔 Dm.m.为牧线轮蛊小直伦 L为收线轮宽m (如图所示)4
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所以牧线轮上酌线的伈积为: VJ-v
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即可得出这样酌结果:收线轮的直径大小,是由所牧线的长宦决定,的与其他空罣无关II`
转矩计篮心
根据 力矩计岱公式,T=FS ,式中T为力矩,F 为张力,S为半径 十
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在系统中,随着收线长度的增加,其收线轮的半径是在逐渐增加的。要保证张力恒定,就要求力距的变化与卷径的变化成正比。
所以,在某一时刻,其力矩的大小就可以通过这个式子在可编程控制器内计算出来,再把这个数值通过DP通讯送到变频器。
应用实例
在大型的的捻股机的收卷过程中,为了更好的提高产品质量,其收卷电机采用的是力矩控制模式。该系统中,触摸屏,可编程控制器与变频器之间的连接如图2所示。在这个系统中,我们可以在显示屏上设定电机的张力大小和速度限幅的频率,PLC把这两个数字量读入,通过力矩计算,把张力变成模拟量信号给定到变频器。那么,变频器在执行这一指令时,电机就是在力矩恒定的状态下工作的。当收卷轮的卷径增大时,PLC就通过卷径计算,力矩计算。把新的模拟量信号传送到变频器,变频器又执行这一新的指令。这样通过不间断的计算,收卷电机的转矩在随卷径的增大而增大,就可以保证收卷电机的张力恒
定。
结束语
利用转矩控制模式卷绕与速度控制模式卷绕相比,转矩模式要来得简单,这首先表现在转矩模
式卷绕省掉了松紧架
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