张力控制系统的研制
张力控制系统的研制资料
基于PLC的张力控制系统的研制——任胜乐，卢华，王永章，富宏亚摘要：纤维卷绕张力是在这影响直接卷绕产品的质量复合材料的模制技术的一个重要因素，并且张力控制是在纤维缠绕技术的关键技术。
本文介绍了一种闭环张力控制系统与可编程逻辑控制器（PLC）与功能模块作为控制核心，将交流电（AC）伺服电机作为执行元件和半径，下面的设备来完成实时半径赔偿。
张力控制系统的机理进行了分析和数值模型建立。
涡旋的半径的补偿技术是分析。
实验结果表明，该系统可以很好地胜任具有控制精度高，反应速度快。
关键字：张力控制，PLC，数控绕线机;交流数字伺服电机复合材料纤维的组件绕组具有某些优点如低体重，高强度和高耐腐蚀性，并且它们被广泛应用于航空，航天业。
许多研究表明，不适当的或不稳定的紧张导致的强度损失20％-30％的纤维缠绕组件。
一个理想的张力控制系统应提供稳定，在卷绕过程中张力可调。
与卷绕机的发展，张力控制器有，到目前为止，经历了三个发展阶段，即机械张力控制器，电气张力控制器和电脑张力控制器。
与发展电子技术和的外观微处理器较高的性价比，电脑张力控制器投入使用。
微处理器成为控制系统的核心从而减少了的电路的数目电子控制系统，这大大简化了系统，提高了它的可靠性，并使得有可能先进的控制方法的应用。
因此，这种类型的控制器被广泛使用。
张力控制技术日趋成熟和规范在一些发达国家得到改善。
然而，中国的纤维缠绕产业起步晚，而且与西方国家相比仍然落后。
机械张紧器，具有精度低，响应速度慢，占国产应用张紧器的主要部分，并不能满足张力的要求。
因此，本文提出了一种基于PLC的张力控制系统。
1设置了该系统计划1.1建设系统卷绕张力控制系统一般包括三个主要部分，即退绕，处理器和卷绕器，它也可以包括测量和控制部件，辅助输送装置和一个载荷传感器。
开卷的络筒机和类型可能是其中的两个驱动器类型，表面驱动器或中心的车程。
面的驱动装置，一个涡旋件或皮带被设置卷绕材料的表面上，驱动力通过摩擦产生的。
卷纸张力控制系统课程设计
卷纸张力控制系统课程设计
一、概述
卷纸张力控制系统是用于控制卷纸机的张力，以确保卷纸过程中的稳定性和质量的系统。
本课程设计旨在让学生了解并掌握卷纸张力控制系统的基本原理、组成和实现方法，通过实际操作和实验，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
二、系统组成
卷纸张力控制系统主要由以下几个部分组成：
1. 张力传感器：用于检测卷纸的张力，将张力信号转换成电信号输出。
2. 控制器：根据张力传感器的信号和预设的张力值，计算出控制输出，以调节卷纸机的速度或进给量，从而控制张力。
3. 执行器：接收控制器的控制输出，执行相应的动作，如调节电机速度或进给量等。
4. 人机界面：用于设置系统参数、显示系统状态和提供操作控制界面。
三、工作原理
在卷纸过程中，随着卷纸直径的增加，所需的张力逐渐减小。
为了保持恒定的张力，控制器需要根据检测到的张力信号实时调整执行器的输出。
当张力过大时，控制器会降低执行器的速度或进给量；当张力过小时，控制器会提高执行器的速度或进给量。
通过这种方式，卷纸张力控制系统能够实现恒定的张力控制，确保卷纸的质量和稳定性。
四、实验操作
在实验中，学生需要完成以下操作：
1. 搭建系统：根据提供的组件搭建卷纸张力控制系统，连接传感器、控制器、执
行器和人机界面等设备。
2. 系统调试：对系统进行调试，确保各部分正常工作，张力传感器能够准确检测张力，控制器能够根据张力信号调节执行器输出。
3. 实验测试：在实验测试阶段，学生需要对系统进行一系列实验，观察并记录不同条件下系统的表现。
通过实验测试，学生可以深入了解系统的性能和特点。
张力控制方案
张力控制方案随着工程技术的不断发展，我们对于张力控制的需求也越来越高。
无论是在建筑施工、机械制造，还是电力传输中，张力控制都是至关重要的一环。
本文将介绍一种高效可靠的张力控制方案，以帮助解决相关领域的问题。
一、背景介绍张力控制是指在一定范围内，通过对应力或应变的调节，使得构件或系统保持特定的张力水平。
正确的张力控制可以提高结构、设备或系统的性能和寿命，降低故障和事故的发生率。
因此，设计和实施合适的张力控制方案显得尤为重要。
二、基本原理张力控制的基本原理是通过监测张力水平并根据设定值进行调节。
常见的张力控制方法包括手动调节、基于传感器的反馈控制和自动化控制系统。
1. 手动调节：这种方法适用于一些简单的情况，通过人工调整绳索、链条或缆线的张力来实现控制。
然而，这种方法在长期运行或需要高精度控制的情况下并不适用。
2. 基于传感器的反馈控制：这种方法通过安装张力传感器来监测张力变化，然后将实际张力值与设定值进行比较，并通过调节执行机构来控制张力的变化。
这种方法可以提供高精度的张力控制，并且适用于各种复杂应用。
3. 自动化控制系统：在一些需要大规模张力控制的情况下，引入自动化控制系统是更为有效的方法。
这种系统通常由传感器、执行机构和控制器组成，能够实现实时监测、精确调节和稳定控制，提高工作效率和减少人为错误。
三、具体方案基于对现有张力控制方法的研究和分析，本文提出了一种结合传感器和自动化控制系统的高效张力控制方案。
1. 传感器选择：根据具体应用需求选择合适的张力传感器，如应变传感器、压力传感器或位移传感器等。
传感器的选取应考虑其精度、响应速度和可靠性等因素。
2. 控制器设计：设计一个智能控制器，该控制器能够接收传感器的信号，并根据设定值进行调节。
控制器应具备高精度的数据处理能力和快速的响应速度，以实现准确的张力控制。
3. 执行机构优化：根据具体应用场景选择合适的执行机构，如电机、液压缸或气动装置等，并通过优化其控制算法和传动装置来提高响应速度和控制精度。
张力控制系统方案
根据执行机构旳不一样张力控制方式可以分为电机张力控制系统、电液张力控制系统、磁粉张力控制系统以及其他旳如杠杆摇摆式张力控制系统等。
本方案是电机张力控制系统旳设计。
电机张力控制系统是目前应用最为广泛旳一种，其控制原理框图如下：
本方案完全采用安川电机企业旳所有部件，其中电机为安川400W旳伺服电机（内含旋转编码器），驱动器为安川400W旳伺服驱动器。
运动控制器为安川MP2300。
系统中使用了张力传感器，其作用为：检测出感应滚筒旳位置，以模拟量电压形式输入给MP系列运动控制器，控制器再以带有速度赔偿旳控制方式实现恒张力进给。
本科毕业设计PLC张力控制系统的设计5
绪论随着科学技术的不断进展，工业生产的自动化程度不断地提高，微处置器、运算机和数字通信技术的应用愈来愈普遍。
工业自动化的主要支柱之一——PLC 在工业生产上具有普遍的应用，如造纸业、纺织业、橡皮业、薄膜加工业等等。
而PLC张力控制在上述工业中具有关键的作用。
在一般的造纸厂、印刷厂、纺织漂染厂、食物厂等，当处置一些如纸张、薄片、丝、布等长尺寸材料或产品时，都会用上卷壳及滚筒组成的加工生产线，因此，放料作业的张力控制，便成为通用的基础技术。
张力控制的作用就是在料膜动态处置进程中，维持恒定的张力，抑制外来干扰引发的张力抖动。
以料膜为例，在放卷，收卷和供料进程中，料膜上要维持必然的张力（或称之为拉伸力），过大的张力会致使料膜变形乃至短裂，而过小的张力又会使料膜松弛，致使褶皱，或处置尺寸不准等弊病。
如此就要求在料膜的处置进程，要维持恒定的张力。
张力控制的作用就是在料膜动态处置进程中，维持恒定的张力，抑制外来干扰引发的张力抖动。
本设计利用了伺服电机，三菱变频器、普通电机、西门子可编程控制器（PLC）、角度传感器。
项目中对两部份张力控制所选用的电机不同，是因为考虑到了生产本钱的因素。
在卷膜传送部份，需要的控制要求高，因此选用在性能好但价钱高的伺服电机，而在卷纸回收部份，需要的控制要求比较低，因此选用了廉价但能知足生产要求的普通电机。
设计中的张力控制系统，在利用传感器上选择了角度传感器。
通过对传送卷膜、卷纸的可动辊与水平面的夹角的测量，来判断张力大小是不是发生转变。
把检测出转角的模拟量送入控制器——PLC中进行控制。
第一章：张力控制系统的初步熟悉张力控制系统概述1.1.1 张力控制在一般的造纸厂、印刷厂、纺织漂染厂、食物厂等当处置一些如塑料膜卷、纸张、薄片、丝、布长尺寸材料或产品时，都会用上卷壳及滚筒组成的加工生产线，因此，放料作业的张力控制，便成为通用的基础技术。
以料膜为例，在放卷，收卷和供料进程中，料膜上要维持必然的张力（或称之为拉伸力），过大的张力会致使料膜变形乃至短裂，而过小的张力又会使料膜松弛，致使褶皱，或处置尺寸不准等弊病。
张力控制系统原理
张力控制系统原理
张力控制系统原理指的是通过对物体施加合适的张力，实现对物体运动过程中张力的准确控制的一种系统机制。
该机制经常应用于各种需要保持物体线形平稳、防止松弛或过紧的应用场景，比如纺织品生产、电线电缆生产、印刷机械、包装机械等。
张力控制系统的基本原理是通过对张力的测量和反馈控制来实现。
通常，该系统由传感器、控制器和执行器组成。
传感器用于测量物体上的张力，将其转换为电信号后传送给控制器。
控制器根据测量得到的张力信号与设定的目标张力进行比较，计算出误差，并通过调节执行器实时调整张力，使其趋近于目标张力。
为了实现有效的张力控制，系统需要考虑到多种因素。
首先，它需要精确测量张力，并将其转换为电信号。
传感器选择要考虑到测量范围、精度和稳定性等因素，以保证准确性。
其次，控制器需要具备高精度和高速度的运算能力，能够根据测量值和目标值计算出误差，并迅速调整执行器以实现即时控制。
最后，执行器应具备良好的响应能力和可调整性，能够快速且准确地调整物体的张力。
在实际应用中，张力控制系统需要根据具体的应用场景进行调整和优化。
例如，在纺织品生产中，张力控制系统需要考虑到织物的材质、宽度、速度等因素，并通过调整辊筒的张力和速度来实现对织物的准确控制。
在印刷机械中，系统需要根据印刷材料的特性和印刷速度等因素，合理控制张力，以确保印刷品的质量和稳定性。
总之，张力控制系统原理是通过测量和反馈控制，准确调整物体的张力，实现对物体线形平稳、防止松弛或过紧的控制机制。
它在各种行业中有着广泛的应用，并需要根据具体场景进行定制和优化，以满足不同的需求。
张力控制方案
张力控制方案摘要：张力是指物体上受到的拉力或压力的程度。
在许多工程和制造过程中，控制和调节张力是至关重要的。
本文详细介绍了张力控制的重要性，并提出了几种常见的张力控制方案，包括张力传感器的选择和应用、张力控制系统的设计和调节等，可以帮助读者更好地理解和应用张力控制方案。
1. 引言张力控制在很多工业领域都扮演着重要的角色，例如印刷、纺织、造纸等。
通过控制物体上受到的拉力或压力，可以提高生产效率、减少损耗，并确保产品的质量和稳定性。
本文将介绍几种常见的张力控制方案，以帮助读者更好地了解和应用这些技术。
2. 张力传感器的选择和应用张力传感器是测量物体受力程度的关键设备。
选择合适的张力传感器需要考虑多个因素，包括工作环境、测量范围和精度要求等。
常见的张力传感器包括应变片传感器、扭矩传感器和压电传感器等。
本节将介绍不同类型的张力传感器的原理和特点，并分析其在不同应用场景中的优缺点。
3. 张力控制系统的设计和调节设计一个合理的张力控制系统是确保张力稳定性的关键。
该系统通常由传感器、执行器和控制器等组成。
本节将介绍张力控制系统的基本原理和组成部分，并详细阐述如何调节和控制张力。
其中包括PID控制算法的应用、系统参数的调整和信号处理技术等。
4. 张力控制在印刷行业的应用印刷是一个重要的应用领域，需要对纸张在印刷过程中的张力进行精确控制。
本节将以印刷行业为例，介绍张力控制在印刷过程中的应用。
讨论纸张传输过程中的张力控制策略，以及如何通过调节印刷机的辊子速度和张力传感器的反馈信号来实现稳定的张力控制。
5. 张力控制的挑战和解决方案虽然张力控制非常重要，但在实际应用中也面临一些挑战。
例如，不同材料的张力特性可能存在差异，需要根据具体情况进行调整。
此外，系统的响应速度和稳定性也是关键问题。
本节将探讨这些挑战，并提出相应的解决方案，以帮助读者更好地应对实际问题。
6. 结论本文详细介绍了张力控制的重要性，并提出了几种常见的张力控制方案。
张力机多机联控系统的研究论文
张力机多机联控系统的研究河南送变电建设公司刘建锋翟飞侯东红李林峰[摘要] 随着电压等级的不断提高，导线向大截面和多分裂发展，张力机多机联控系统通过一个控制柜实现一个人操作多台机器，并具有恒张力放线功能，解决了多人操作存在配合上的偏差、设备不同步的问题，防止导线展放过程中出现误操作，提高输电线路架设的质量和安全性，降低工人劳动强度和人工成本。
[关键词] 张力机多机联控张力控制一、研究背景和应用价值：发展特高压是“十二五”电网发展的重中之重。
未来五年国家将投资超过5000亿元，建成“三纵三横”特高压交流骨干网架和11项特高压直流输电工程，线路总长将达4万公里，形成交直流协调发展的坚强电网网架。
随着西部大型煤电、水电、核电和以风电、太阳能发电为主的可再生能源基地的加快建设，预计到2020年末，需要远距离输送的电力规模将超过4亿千瓦。
据报道，未来5年建设的“三纵三横”特高压网架，将把内蒙古、陕西、河北的风电、煤电通过三条纵向的特高压通道送往华北、华中和华东；把北部的煤电和西南的水电，通过三条横向特高压通道送往华北、华中和长三角地区。
解决西部能源送往东部电力负荷中心的主要方式就是建设特高压输电线路。
由于输电能力的提高，导线向大截面和多分裂方向发展。
目前500kV超高压输电线路导线主要有四分裂和六分裂，750～1000kV特高压输电线路导线主要有六分裂和八分裂（分裂数为每相线的导线根数）。
目前的张力放线设备有两种：两线张力机和四线张力机。
四线张力机由于体积大、重量大，现场运输、转场不方便，很少使用。
两线张力机由于体积小、重量轻、运输和转场方便，深受用户青睐。
但是一次展放四分裂导线要用两台两线张力机，两个操作手。
一次展放六分裂导线要用三台两线张力机，三个操作手。
一次展放八分裂导线要用四台两线张力机，四个操作手。
即在多分裂导线展放过程中，需要几个人同时同步操作设备，而多人同时操作会存在无线电通讯沟通不及时、几位操作手在配合上存在偏差而使设备不同步等问题，容易出现误操作而发生生产事故。
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基于PLC的张力控制系统的研制
——任胜乐，卢华，王永章，富宏亚摘要：
纤维卷绕张力是在这影响直接卷绕产品的质量复合材料的模制技术的一个重要因素，并且张力控制是在纤维缠绕技术的关键技术。
本文介绍了一种闭环张力控制系统与可编程逻辑控制器（PLC）与功能模块作为控制核心，将交流电（AC）伺服电机作为执行元件和半径，下面的设备来完成实时半径赔偿。
张力控制系统的机理进行了分析和数值模型建立。
涡旋的半径的补偿技术是分析。
实验结果表明，该系统可以很好地胜任具有控制精度高，反应速度快。
关键字：张力控制，PLC，数控绕线机;交流数字伺服电机复合材料纤维的组件绕组具有某些优点如低体重，高强度和高耐腐蚀性，并且它们被广泛应用于航空，航天业。
许多研究表明，不适当的或不稳定的紧张导致的强度损失20％-30％的纤维缠绕组件。
一个理想的张力控制系统应提供稳定，在卷绕过程中张力可调。
与卷绕机的发展，张力控制器有，到目前为止，经历了三个发展阶段，即机械张力控制器，电气张力控制器和电脑张力控制器。
与发展电子技术和的外观微处理器较高的性价比，电脑张力控制器投入使用。
微处理器成为控制系统的核心从而减少了的电路的数目电子控制系统，这大大简化了系统，提高了它的可靠性，并使得有可能先进的控制方法的应用。
因此，这种类型的控制器被广泛使用。
张力控制技术日趋成熟和规范在一些发达国家得到改善。
然而，中国的纤维缠绕产业起步晚，而且与西方国家相比仍然落后。
机械张紧器，具有精度低，响应速度慢，占国产应用张紧器的主要部分，并不能满足张力的要求。
因此，本文提出了一种基于PLC的张力控制系统。
1设置了该系统计划
1.1建设系统
卷绕张力控制系统一般包括三个主要部分，即退绕，处理器和卷绕器，它也可以包括测量和控制部件，辅助输送装置和一个载荷传感器。
开卷的络筒机和类型可能是其中的两个驱动器类型，表面驱动器或中心的车程。
面的驱动装置，一个涡旋件或皮带被设置卷绕材料的表面上，驱动力通过摩擦产生的。
中心驱动器，是在涡管的中心轴，其中的线速度与卷绕纤维的拉伸力随涡旋的半径，从而导致所谓的“滚动厚”设置的驱动机构。
“滚动厚”的现象，使张力控制非常复杂，但中心驱动模式被广泛由于其广泛的适用性适用。
1.2张力控制方案设计
该系统采用了一个中心驱动器和向外绘制光纤配置方案。
由于AC数字伺服电机的输出扭矩与纤维张力和滚动半径成正比，输出扭矩应该减小，涡形管半径减小到获得恒定的纤维张力。
滚动半径的变化可以通过一个半径以下设备进行测量和取样的半径变化，然后通过模拟数字转换器传递并且被发送到PLC。
通过阅读张力的期望值，半径和张力的计算与预设计算算法。
速度指令和转矩限制指令发出和数
字- 模拟转换成输出的模拟电压信号来控制伺服驱动器。
伺服驱动器控制旋转速度和输出转矩来控制纤维的张力。
伺服电机的速度和扭矩由脉冲编码器和霍尔元件测量并反馈到PLC系统以构成一个闭环系统。
在该系统的主要部件包括
（1）松下可编程控制器（FP0-C10RS），一个12位FP0-A80和
FP0-A04V附设的转换模块。
（2）松下交流数字伺服驱动器和伺服电机。
（3）半径以下的设备，包括一个半径下面的手臂和旋转电位器。
2数学模型
有效控制纤维张力是必需的纤维缠绕。
由于在芯模的形状和卷绕形状的通用性，纤维的线速度很难保持恒定且变化的原则是极其复杂的。
因此，在速度上的张力的影响，应考虑到在控制对象的力学分析。
与功能模块作为控制系统的控制核心，以及所需要的张力PLC可以从人机界面，通过PLC与上位机之间的串行通信制定。
半径值，扭矩反馈和速度反馈的输入，预置计算算法的运行情况，并且系统的输出由PLC与功能模块完成。
当退绕机被认为是，动态转矩平衡方程式可表示如下：M(t)=J(t)ω(t ) + J(t)ω(t)+TR(t)+Mf + M0 (1) 其中T是纱线张力，R（t）是实时滚动半径，M（t）是交流伺服电机的耐力矩，MF是粘滞摩擦力矩，ω（t）是该角速度的滚动，J（t）是在滚动和纱辊的转动惯量，和M0是干摩擦力矩。
如式，滚动半径，耐力矩，角速度的退绕和滚动的转动惯量是时间的所有功能，并且该系统是这样一个复杂的多变量随时间变化的系统。
3滚动半径的补偿
在涡管的半径变化引起的滚动力矩的变化，即对TR（t）的式中的变化。
半径以下臂的一端接触的滚动，而另一端通过齿轮放大连接到旋转电位器结构，从而改变在主轴半径为电压的变化的变化。
4该系统的软件开发
该软件的开发充分利用FP0-C10RS，数字类比I/O模块，PC机的硬件和软件资源的能力。
模拟- 数字或数字- 模拟转换的精确度依赖于模拟- 数字转换器和数字- 模拟转换器的比特数。
FP0 -A80和FP0- A04V都是12位，分辨率为1/ 4 000时，输出和输入范围-10V- 10 V，而FP0为16位，所以该系统的控制的分辨率可以是每个基本指令的assured.The 操作速度是0.9微秒/步骤，从而步骤500的程序仅需要0.5毫秒，并且FP0 -A80和FP0- A40V的转换速度都为1毫秒/通道，所以该系统的控制速度是有保证的。
PLC梯形图应用开发的整个控制程序。
然而，这些参数的输入是不直观的，既不是实时张力和涡半径的显示。
为了解决这个问题，一个控制程序的接口上的主机开发出的操作者可以进行参数的输入和实时张力，速度和滚动半径的显示。
所有FPPLC 的支持OPEN MEWTOCOL协议编程口。
上位机发送命令给PLC作为ASCLL字符串。
则PLC自动返回一个基于命令的响应。
系统的输入是由半径以下器件上的电压的反馈，交替数字伺服电动机的转矩反馈和速度反馈。
系统的输出是交替的数字伺服电动机的转矩和速度电压。
5仿真和实验结果
在实际缠绕状态的张力控制的实验研究进行了通过模拟真实的工作环境下进行测试的可行性和控制精度。
当张力被设定为10 N，在模拟环境下的恒定张力曲线和实验条件可以与附近的恒定的张力来获得的，如图4和图5分别。
为了了解工作状态交流伺服电机时的张力变化时，张力从5N变为10N和它的变化曲线下的模拟示于图6和图7和实验条件，其中，过冲和波动是相当小，响应时间小于0.3s.图4仿真张力随时间的变化（张力= 10N）。
图5实验张力随时间的变化（张力= 10N）。
图6的仿真张力随时间的变化（从5 N到10 N的张力变化）。
5.1静差率分析
静态差异率是用于评价该系统的性能的重要指标。
它可以表示为如下δ=ΔT/TM *100％
其中ΔT=最大张力- 最小张力，Tmax为最大张力，Tmin为最小张力，Tm为平均紧张。
从上面的分析，该系统的静态差值小于4％，满足所要求的性能指标。
5.2波动率分析
无论是张力波动率是否符合要求是评价设计的张力控制系统的
性能的关键指标。
制定一个初始化的纱线张力，补偿计算，输出后。
然后，测试实际张力，并找出最大和最小的紧张局势。
方程计算的张力波动率δ'如下：
6结论
仿真和实验结果表明，该系统是可行的与PLC为核心的数字式交流伺服电机作为执行元件和一个半径为以下设备进行半径补偿。
该系统的特点包括
（1）松下FP系列PLC和功能模块作为控制核心。
小体积，高诚信，高可靠性，出色的控制能力和低成本所有使系统方便，结构紧凑，足够高的可靠性
和精度。
（2）纱线重修设备可以被排除在外，因为伺服马达可以执行相同的功能。
（3）模块化的软件设计有利于建设扩展和客户进行二次开发。
（4）松下FPWIN_GR软件的友好的编程环境中封装了在线编程的能力。
参数可在线改变和控制的效果可以瞬时地看到。