闭环张力控制应用场合
张力控制系统类型与原理
张力控制系统类型与原理1.张力控制系统的类型：（1）张力控制系统可以分为闭环控制和开环控制两类。
闭环控制是通过测量张力信号，并根据信号与给定值之间的差异进行反馈调整，从而实现张力的精确控制。
闭环控制系统可以进一步分为单点调节和多点调节两类。
单点调节是指在整个张力控制系统中，只对一个点进行测量和调节。
多点调节是指对多个点进行张力测量和调节，从而更精确地控制张力的分布。
开环控制是根据张力的经验数值进行控制，缺乏对实际张力的测量和反馈，因此控制精度较低。
（2）在闭环控制中，根据传感器的位置和张力调节位置的不同，可分为两种控制方式：①高速控制方式：传感器安装在张力调节位置之前，这样可以使系统对速度的变化更加敏感，适用于对速度较高的工艺，例如纺织品的绕线操作。
②低速控制方式：传感器安装在张力调节位置之后，这样可以更精确地调节张力，适用于对速度较低的工艺，例如纸张的抄造过程。
2.张力控制系统的原理：（1）传感器测量张力信号：根据不同的控制方式，传感器可以安装在张力调节位置的前后。
传感器通过测量物体所受到的张力大小，将其转换为电信号输出，并传送给控制器。
（2）控制器对信号进行处理：控制器接收传感器输出的电信号，通过放大、滤波等处理，得到一个与实际张力相关的数字信号。
（3）张力调节装置：根据控制器输出的信号，调节张力装置以实现需要的张力。
张力调节装置通常包括电机或气缸等控制元件，并通过调整传送装置的速度或张力装置的力来改变张力。
（4）闭环控制：如果采用闭环控制方式，控制器会将实际测量到的张力信号与设定值进行比较，计算出误差，并根据误差调整控制信号，以实现张力的精确控制。
闭环控制系统通常具有较高的控制精度，能够适应不同工艺的要求。
总结：张力控制系统通过传感器对物体的张力进行测量，并根据测量结果调整张力装置，以实现张力的控制。
控制系统可以分为闭环控制和开环控制两类，闭环控制通常具有较高的控制精度，能够适应不同工艺的要求。
活套高度闭环和张力闭环控制投入时机的选择
第34卷 第4期2010年7月冶金自动化M etall u rg ica l I ndustry Auto m ati o nV o.l34 N o.4Ju l y2010经验交流活套高度闭环和张力闭环控制投入时机的选择张铁壁1,宗胜悦2,李 光1(1 河北工程技术高等专科学校电气系,河北沧州061001;2 北京科技大学)摘要:热连轧过程中利用位置环起套时经常会造成活套位置超调,从而造成带钢头部被拉窄拉薄。
但是通过跟踪套量变化曲线,可以预先判断活套与带钢接触的时机,从而快速退出位置环,减小由于活套位置环起套超调造成的拉钢。
针对活套起套过程,提出一种确定活套高度闭环和张力闭环投入时机的算法,经过现场实际应用,效果明显,使起套过程控制获得极大改善,确认这是一种行之有效的方法。
文中还就该算法在起套过程中遇到的几个问题进行了探讨。
关键词:热连轧;活套高度闭环控制;活套张力闭环控制中图分类号:TG334 9 文献标志码:A 文章编号:1000 7059(2010)04 0057 04On practical s w itching ti m e esti m ati on for closed l oopheight and tensi on control of l ooperZ HANG T ie b i1,ZONG Sheng yue2,LI Guang1(1 D epart m ent o f E l ec trica l Eng i neeri ng,H ebe i Eng i neer i ng and T echn i ca l Co lleg e,C angzhou,061001,Ch i na;2 U n i versity o f Sc ience and T echno l ogy Be iji ng)Abstract:Operati n g in t h e c l o sed l o op position controlm ode i n the initial l o oper rise in hot stri p r o lli n g often i n duces big position overshoo t that deteriorates quality o f thickness or w i d th of the head o f t h ero lled stri p.In practice,the ti m e w hen the looper rises to touch the stri p can be esti m ated i n advance fro m dev iation o f the l o oper position,and t h erefore used as a leading i n f o r m ation f o r ex iting the posi ti o n con tro l to reduce position overshoo.t The s w itching ti m es that activate t h e c l o sed loop he i g ht o r tension control of the loopers i n a hot strip m ill are m a i n ly deter m ined by the correspond i n g looper rise sequences.An a l g orithm to deter m i n e t h e ti m e to acti v ate the c l o sed loop he i g ht and tension contro l of the loopers is i n tr oduced in this paper.The practica l tests i n dicate that the proposed algorithm is feasib le and effecti v e.The pr oble m s encountered i n the practical tests usi n g the algorith m i n looper rise sequence are also d iscussed in t h is paper.K ey w ords:ho t stri p m il;l closed loop he i g ht con tro l o f l o oper;c l o sed loop tensi o n contro l o f l o oper活套高度闭环控制对于补偿过程自动化L2级模型的秒流量设定偏差以及消除轧制过程中各种影响机架间秒流量平衡扰动具有重要意义[1]。
张力控制系统
张力控制系统MAGPOWR（美塞斯MC01/400/830/1898）往往是张力传感器和张力控制器的一种系统集成，目前主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。
工作原理这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。
即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。
张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。
若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。
一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。
根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等，下图为一个典型的闭环张力控制系统。
人工控制MAGPOWR <1ll人工张力控制系统是适合于收卷，点到点和一些特定的放卷应用场合使用的低成本解决方案.我们的手动电源供应器可以让f~ 淌除剩磁，15可以通过莫独特的皮向电流性能而用到制动器或离合器的完整的功率范围。
该系统最适合应用于:( 1 )需要自然锥角的收卷场合( 2 )卷装成形保持不变的点到点应用场合( 3 )从满卷到卷芯的放卷过程中允许有少量张力变化的场合人工电源供给采用电流调节方式，当离合器或制动器从环境温度变化到工作温度时，莫输出仍保持不变。
可选用带有跳结器的90VDC 和24VDC 电压供给，额定电流可以调节，还可匹配磁粉制动器满足榕的应用需求。
可选安装方式DIN 标准导轨(C E) .撞墙式安装，印刷电路板。
张力控制系统(3张)控制方式1、手动控制,在收料、放料或过程中不断调整离合器或制动器的扭矩，从而获得所需的张力，这就要求用户必须随时检查被控材料的张力，随时调节输出力矩，若用气动制动器或离合器时，手动控制器可直接选用精密调压阀，可使用户节约一定的设备成本，但仅适用于一些低速的复合机、挤出机、纺织机械等张力控制要求不高的场合。
收放卷张力控制定义及应用
收放卷张力控制定义及应用收放卷张力控制定义及应用张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。
这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。
即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。
张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。
若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。
张力控制系统主要应用于对带材和线材生产线中的卷取机和开卷机的控制。
例如，为了提高产品质量，使所卷带材表面平整、厚度均匀和带卷紧而且齐，必须对卷取机（或开卷机）和压延机之间的张力进行控制，使之恒定。
控制张力的方法分为间接法和直接法两类。
间接法又可采用两种方式：一种是在保持驱动电动机的电枢电流恒定的条件下，通过调节使电动机的磁通量随带卷（或线卷）直径成比例地变化，维持张力的恒定；另一种方式是调节电动机电枢电压，使电枢电流随带卷直径成比例变化来保持张力恒定。
直接法是对张力的直接反馈控制。
用张力计测量实际的张力值,作为反馈信号,以控制张力恒定。
直接法的优点是控制系统简单，可避免卷径变化、速度变化和空载转矩等对张力的影响，精度较高。
缺点是张力计的响应速度较慢。
在实际工业生产中，间接法远比直接法应用为广。
所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。
而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。
肯定会影响生产出产品的质量。
闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值，然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器，通过此信号与控制器预先设定的张力值对比，计算出控制信号，自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等，以达到张力稳定目的。
张力控制
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直接张力控制和张力复合控制多应用于带材、箔材冷轧机或连续加工线的卷取机或其机架间、加工设备间的 张力控制上。
图1
（a）卷取机的控制系统； （b）轧机机架间的控制系统间接张力控制系统通过对形成张力的有关参量的检 测与控制和对张力扰动参量的检测和补偿，实现对张力的间接控制所构成的控制系统。
间接张力控制系统不使用张力计，构成方式灵活，种类繁多，在张力控制领域一直占据着统治地位，得到广 泛应用并不断发展。其主要形式有缠绕设备用的间接张力控制和连续加工设备用的间接张力控制两种。
作用
张力控制的作用有：①保证连续生产加工过程能正常进行，即保证被加工材料在连续生产线的各部位上秒流 量相等，从而达到既不堆料也不拉断的要求；②保证被加工产品的质量，如尺寸精度 （厚度、宽度、截面形状 等）、平直度、卷绕松紧、外形以及材质性能等达到标准要求。
系统
间接系统
直接系统
活套系统
通过张力检测环节 （张力检测传感器）实现对张力的闭环反馈控制的系统。卷取机和轧机机架间的直接张力 控制系统分别如图1 （a）、（b）所示。
实现直接张力控制，首先要有张力检测传感器（张力计）。它被装在张力测量机构的张力辊下（见图1）。张 力计实为压力计，现用的压力计有压磁式、感应式、电阻应变片式等多种型式。
直接张力控制大多用于张力调节范围大，精度要求高及易于安装张力计的场合，或在无法构成间接张力控制 系统时使用。
有时为了提高张力调节动态及静态性能，扩大张力调节范围，用间接张力控制实现粗调，起扰动补偿作用， 用直接张力控制实现精调，两者合在一起构成张力复合控制。
一般印刷机上的张力控制系统是在卷筒纸展卷时加上传感辊，传感辊安装在枢轴浮动的支架上，根据张力值 进行平衡。通过对一些因素的响应，改变支架和辊子在枢轴浮动的位置，这些因素包括纸卷直径改变、运行速度、 卷筒纸加速度和制动系统摩擦力的改变。支架的枢轴运动将信息传送出去，由此不停地调整制动力，以保持张力 平衡。
张力控制原理教程
张力控制原理教程张力控制是一种常见的控制原理，广泛应用于工业生产中的张力控制设备。
本文将介绍张力控制原理的基本概念、应用领域以及实现方法等内容。
一、张力控制的基本概念张力控制是指通过对拉伸或收缩的材料施加力，使材料保持一定的张力水平。
张力控制的目的是确保材料在生产过程中的稳定运行，避免材料过松或过紧引起的问题。
二、张力控制的应用领域1.包装行业：在印刷、涂覆、贴合等过程中，需要对卷材进行张力控制，以确保产品质量和生产效率。
2.纺织行业：在纺纱、织造、印染等过程中，需要对纱线、织物进行张力控制，以避免出现断纱、断经等问题。
3.金属加工行业：在连续拉拔、连续铸轧、连续热轧等过程中，需要对金属带材进行张力控制，以保证产品的尺寸精度和表面质量。
4.纸张行业：在造纸、印刷等过程中，需要对纸张进行张力控制，以避免出现张力差、翘曲等问题。
5.电子行业：在印刷电路板、光纤制造等过程中，需要对薄膜、线材进行张力控制，以确保产品的可靠性和稳定性。
三、张力控制的实现方法1.传统方法：传统的张力控制方法主要通过机械装置来实现，如张力滚轮、张力锥轮等。
这些装置通过控制滚轮之间的接触压力来调节张力，但存在精度低、响应慢等缺点。
2.电气控制方法：电气控制方法通过检测材料的张力信号，并通过电动机或气缸等执行器来调节张力。
这种方法的优点是精度高、响应快，可实现自动化控制。
常见的电气控制方法包括PID控制、动态张力控制等。
3.光电控制方法：光电控制方法通过光电传感器检测材料的张力变化，并通过控制光源的亮度来调节张力。
这种方法可以较好地适应各种材料的张力控制，但对环境光线干扰比较敏感。
四、张力控制的关键技术1.传感器技术：张力传感器能够测量材料的张力，并将其转化为电信号。
关键是选用合适的传感器，如压电传感器、应变传感器等。
2.控制算法：张力控制的核心是控制算法，常见的控制算法有PID控制、神经网络控制等。
根据实际需求选择合适的控制算法，以实现稳定的张力控制。
张力控制在造纸设备中的应用
装 置反 馈张 力 信 号 与 张力 设 定值 构 成 Ｐ Ｄ 闭 环 调 节 Ｉ
或 者通 过张 力检测 装 置控 制被 控 对 象 的转 矩 ， 被 控 使 对 象 张力保 持恒定 。间接 张力控 制 系统 没有 张力 检 测
装置 ， 通过 控制 电机 的输 出转矩 来实 现对 张力 的控制 。 下面 对几 种张力 控制 方式 进行介 绍 。
因此 ， 确选 用送 风 机和 引风 机 的调 节风量 的方式 ， 正 对
火 电厂 的安 全和 经济 运行 有 着重要 的意义 。
电机 以定速 运 转 ， 节 风 机 风 量典 型 的方法 是 采 调
２ ３ ３ 采用 变频 器 和 采用 液 力 耦 合 器 调 速 运 行 的 节 ．．
能 率对 比 ：
收 稿 日期 ： ０ ６ １ — ３ ２０－ １ ０
一
软压 下辊
图 ‘ 。０ ０复 卷 机 示 意 图
（ 转第 ５ 下 ４页 ）
５１ —
维普资讯
２０ ０ ７年
第 ２ 期
《 黑
龙
江
造
纸》
平 均功 率 Ｐ ＝ Ｐ ｌ ． ＋Ｐ ２ ． Ｘ０ ８ Ｘ０ ２＝５ ８ Ｗ （ ０ ｋ 高速 状态 约 ８ ％ ， 速状 态 约 ２ ％） ０ 低 ０
维普资讯
张力 控制 在造 纸设 备 中的应用
・设备 使用 ・ Nhomakorabea张力控制在造纸设备中的应用
刘 立杰 ． 延亮 ． 顾 霍 宏
（ 丹 江 恒 丰 纸 业 有 限公 司 ． ￣ ｌ 牡 ｍ Ｔ －牡 丹 江 １ ７ １ ） ５ ０ ３
我公 司的造 纸设 备 （ 纸机 、 卷 机 及 分 切 机 ） 生 复 在 产过 程 中需要 进行 精确 的张 力 控 制 ， 持 纸 幅 及 纸 卷 保 张力 的恒 定 ， 以提 高产 品质 量 。所 谓 张 力 是 作 用 在 纸 幅或 纸卷 上 的应变或 应力 ， 力矩 是在 纸 卷上 的旋 转 力 。 作用 在 纸卷上 的张力 乘 以纸 卷的半 径 等于 力矩 。 张力 的控 制大 体上 可 以分 为直 接 张力 控制 和 间接 张力 控 制两类 。直 接张 力控 制系 统就 是通 过 张力 检测
速度模式下的张力闭环控制
速度模式下的张力闭环控制The document was finally revised on 2021 速囲吴式"F的张力巴环控制是通过调节电机转速达到张力恒定的。
首先由带（线）的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率指令，然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环，调整变频器的频率指令。
同步匹配频率指令的公式如下：F= (Vxpx i) / (nxD)其中:F变频器同步匹配频率指令V材料线速度p电机极对数(变频器根据电机参数自动获得)i机械传动比D卷筒的卷径变频器的品牌不同、设计者的用法不同，获得以上各变量的途径也不同，特别是材料的线速度(V)和卷筒的卷径(D)，计算方法多种多样，在此不----------- 列举。
这种控制模式下要求变频器的PID调节性能要好，同步匹配频率指令要准确，这样系统更容易稳定，否则系统就会震荡、不稳定。
这种模式多用在拉丝机的连拉和轧机的连轧传动控制中。
若采用转矩控制模式, 当材料的机械性能出现波动，就会出现拉丝困难，轧机轧不动等不正常情况。
转矩模式下的张力控制一、转矩模式下的张力开环控制在这种模式下，无需张力检测反馈装置，就可以获得更为稳定的张力控制效果，结构简洁，效果较好。
但变频器需工作在闭环矢量控制方式，必须安装测速电机或编码器，以便对电机的转速做精确测量反馈。
转矩的计算公式如下：T= (FxD) / (2xi)其中:T变频器输出转矩指令F张力设定指令i机械传动比D卷筒的卷电机的转矩被计算出来后，用来控制变频器的电流环，这样就可以控制电机的输出转矩。
所以转矩计算非常重要。
这种控制多用在对张力精度要求不高的场合。
二、转矩模式下的张力闭环控制张力闭环控制是在张力开环控制的基础上增加了张力反馈闭环调节。
通过张力检测装置反馈张力信号与张力设定值构成PID闭环调节, 调整变频器输出转矩指令，这样可以获得更高的张力控制精度。
其张力计算与开环控制相同。
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闭环张力控制应用场合
以闭环张力控制应用场合为题，我们将探讨闭环张力控制技术在不同领域的应用。
闭环张力控制是一种用于控制张力的技术，它通过感知张力的变化并调整相关参数，以实现系统的稳定运行。
在以下几个领域中，闭环张力控制都具有重要的应用价值。
1. 纺织印刷行业：
在纺织印刷行业中，闭环张力控制技术被广泛应用于卷绕、拉伸和干燥等过程中。
当纺织品或印刷品在生产过程中需要经过多个辊筒或设备时，由于设备间的摩擦力和张力的变化，容易导致纺织品或印刷品的张力不稳定。
闭环张力控制技术通过使用张力传感器和控制器，监测和调整张力，确保纺织品或印刷品在生产过程中保持稳定的张力，从而提高产品质量和生产效率。
2. 电缆制造业：
在电缆制造过程中，闭环张力控制技术能够确保电线和电缆的张力在合适的范围内。
电线和电缆在制造过程中需要经过多个设备，如挤出机、牵引机和绕线机等。
这些设备对电线和电缆的张力有一定的要求，过高或过低的张力都会导致产品质量问题。
闭环张力控制技术通过实时监测和调整张力，确保电线和电缆在制造过程中保持稳定的张力，从而提高产品的质量和可靠性。
3. 纸张制造业：
在纸张制造过程中，闭环张力控制技术被广泛应用于纸张的卷取和定位过程中。
纸张在制造过程中需要经过多个辊筒和设备进行张力的调整和控制。
如果张力不稳定，会导致纸张的变形和破损。
闭环张力控制技术通过监测和调整张力，确保纸张在制造过程中保持稳定的张力，从而提高纸张的质量和生产效率。
4. 包装行业：
在包装行业中，闭环张力控制技术被广泛应用于卷烟包装、食品包装和药品包装等过程中。
在包装过程中，纸张、薄膜和胶带等材料需要经过多个辊筒和设备进行张力的调整和控制。
闭环张力控制技术通过监测和调整张力，确保包装材料在包装过程中保持稳定的张力，从而提高包装的质量和效率。
5. 金属加工行业：
在金属加工行业中，闭环张力控制技术被广泛应用于金属带材的卷取和拉伸过程中。
金属带材在卷取和拉伸过程中容易产生张力不稳定的问题，这会影响金属带材的质量和生产效率。
闭环张力控制技术通过实时监测和调整张力，确保金属带材在加工过程中保持稳定的张力，从而提高产品的质量和生产效率。
闭环张力控制技术在纺织印刷、电缆制造、纸张制造、包装和金属加工等行业中都具有重要的应用价值。
通过监测和调整张力，闭环张力控制技术能够确保产品在生产过程中保持稳定的张力，提高产
品的质量和生产效率。
未来随着技术的不断进步和应用领域的扩大，闭环张力控制技术将发挥更大的作用，为各个行业的发展带来更多的机遇和挑战。