七色凹印机二级张力控制系统的改造 (3)

　　1．由于采用浮动辊张力检测结构，浮动辊位置设置点设置的实际上是张力平衡状态时浮动辊的位置，与张力设置值无关，张力的设置一般采用如下2种形式。

　　(1)配重式。早期采用的形式，由钢质浮动辊。浮动辊前后配重块支架及相应的配重块组成。调节较困难．直观显示难于实现；由于重力加速度的存在，浮动辊浮动时配重本身会对张力造成的冲击，使张力控制的精度受到很大影响。

　　(2)气动式。目前采用的形式，由轻质铝合金浮动辊、精密调压阀或压控比例调节阀。缓；中气罐及低磨气缸(最好是膜式气缸)组成。此种方式将重力加速度对张力控制精度的影响降到最低，调节与显示方便，甚至可实现集中控制与显示。

　　2．MCS2000-CTDA能够实现开环、闭环及开闭环混合3种控制模式。开环控制时，开环输出与输入Anl91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输出结合起来，组成其输出。实际使用时采用开闭环混合控制模式。有关MCS2000-CTDA PID参数的设置方法请参见《印刷技术》2003年10月第30期上刊登的文章(凹印机放卷张力控制系统的改造)。

　　3．Anlgl取自主机的测速输出，以与重复印刷长度成正比为基准设定，并限制其输出电压范围为0一i4VDC，对应的主机最高速度为140米／分钟。设置开环输出时取Anlgl信号电压为3V．11V及其对应的伺服电机转速为设置点，在正常工作速度范围内具有良好的跟随能力，为动态性能的提高奠定基础。

　　4．利用MCS2000-CTDA及驱动器MHD503A1V所提供的数字I／O接口，可方便地与主机进行连锁控制，实现原机的紧急停机，停机及预备状态等功能。

　  Outfeed二级张力控制系统改造方案

　　1．压力传感器LX-100TD：两个100kgf的压力传感器，分别安装于张力检测辊两端。传感器检测到的仅仅是与检测轴线平行的压力或拉力分量．而检测不到垂直方向上的分量。一般地，通过检测辊的两纸面，其夹角最好在90以内；其合力的方向与检测轴线的夹角在30以内。过大的夹角一方面降低传感器的灵敏度，另一方面易导致传感器损坏。合理利用这个特点，就可适当增加同一传感器的检测范围。

　　2．张力控制器LE-40MTA-E：Mitsubishi Electric公司生产的张力控制器，其张力检测输入只能选用压力传感器，而输出则可以用于控制多种执行部件。全数字化工程设置界面及自动检测功能，为工程运用提供了方便。特别是可直接控制电压为24VDC。电流小于4A的电磁制动器。对于开卷机构的运用，线路简洁，控制方便，是其他类型的张力控制器所无法比拟的。

　　3．按照张力控制器及控制任务的要求完成接线后，即可通电进行初始化设置，压力传感器零点与检测范围调整，并利用出厂设置。系统已具备运行基本条件，接下来就是工作参数，即P，参数，死区及死区放大系数的设置。只有在系统处于工作状态(无论是手动还是自动工作状态)时，才能进行工作参数的调整。首先进行自动参数调整：在自动工作参数设置屏上，输入尽可能大的阶跃干扰值，按“输入”键后，约10秒后调整过程结束。根据系统的实际工作情况，必要时还应进行工作参数的手工微调，以提高系统的性能。手工工作参数调整的原则是：先积分后比例，先死区放大系数后死区。

　　一般地，积分系数越大，系统稳态性能越好，但动态响应越慢；反之，可控性较好，但易于出现振荡。比例系数越大，反应速度越快，但容易出现振荡，其设置值约为系统刚出现振荡时设置值的80％。死区放大系数一旦设置，系统实际上变为变比例系数控制，其转换阈值为死区。当偏差范围超过死区时，死区放大系数与比例系数同时起作用，反之则不起作用，因此，其调整应与比例系数调整同时考虑；随着死区放大系数的调整，应逐步缩小死区。

　　二级张力控制系统改造前后结构特点

　　二级张力控制系统改造前后的结构及走纸示意中可以看出：

　　1．改造前后两套张力控制系统并存，可随时互换，从而避免因改造工作出现失误而对生产造成的不良影响；

　　2．改造过程中对原机的较大改动都可以在离线的情况下进行，基本上不会影响生产。

　　结束语

　　由于所采用的控制与执行部件，功能内聚，可靠性提高，所需的外围元器件少，控制结构简单明了。系统改造完成后，于2001年5月投入正常运行。近3年的运行情况表明，新系统实现了控制与设置的数字化，显示直观，操作简单，与主机的连锁控制，基本上仍保持原机的操作习惯；运行稳定。可靠，排除人为因素的干扰，基本上未再出现电气及控制故障；具有优良的动态响应特性，张力控制精度有所提高。在同样的生产工艺条件及正常的运行情况下，以张力设定值为基准，包括双轴切换时，张力控制误差从原来的土12％改善到土7％，取得明显的经济效益。

来源：中国自动网