一种用于卷绕机上的张力控制系统

摘要

本发明公开了一种用于卷绕机上的张力控制系统，包括有主牵引装置以及设置在主牵引装置一侧的卷绕机，卷绕机与主牵引装置之间连接有卷绕材料，卷绕材料上设置有张力传感器，卷绕机连接有驱动装置，驱动装置内分别设置有供电模块、控制回路模块、转矩极限模块和速度控制模块，驱动装置同时连接有PID控制装置和趋势运动数学模型控制装置。通过加入趋势运动数学模型控制装置来进行控制，而趋势运动数学模型控制装置可以根据卷材运行速度、卷材厚度和卷绕机转速，运算得到驱动控制装置毫秒级频率变量输出，高速响应卷绕电机转速变化，这样就可以更好的控制卷绕机对薄膜的卷绕过程，适用于高速生产，加工出来的产品质量更好。

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜生产设备技术领域，尤其是涉及一种用于卷绕机上的张力控制系统。

背景技术

随着物流行业的发展，透气薄膜膜的需求越来越高，现有的透气薄膜在生产过程中一般均需要将薄膜缠绕在转轴上，而在缠绕过程中，为了缠绕的质量更好，需要对薄膜的张力进行控制，而常规张力控制方法，完全根据张力传感器反馈值完成卷绕机张力控制，原理是张力已经发生变化，再去修正驱动控制器频率输出，再重新达到新的张力平衡，存在控制滞后，不适应高速生产和高转速变化的应用，致使生产出来的薄膜容易断裂，厚度也不均匀。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种结构简单、设计合理、使用方便、控制精准和适用于高速生产的用于卷绕机上的张力控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于卷绕机上的张力控制系统，包括有主牵引装置以及设置在所述主牵引装置一侧的卷绕机，所述卷绕机与所述主牵引装置之间连接有卷绕材料，所述卷绕材料上设置有张力传感器，所述卷绕机连接有驱动装置，所述驱动装置内分别设置有供电模块、控制回路模块、转矩极限模块和速度控制模块，所述驱动装置同时连接有PID控制装置和趋势运动数学模型控制装置。

优选地，上述的一种用于卷绕机上的张力控制系统，其中所述卷绕机内设置有旋转轴，所述卷绕材料缠绕在所述旋转轴上。

优选地，上述的一种用于卷绕机上的张力控制系统，其中所述卷绕机内设置有卷绕电机，所述卷绕电机带动所述旋转轴转动。

优选地，上述的一种用于卷绕机上的张力控制系统，其中所述PID控制装置内分别设置有张力设定模块和张力反馈模块。

优选地，上述的一种用于卷绕机上的张力控制系统，其中所述趋势运动数学模型控制装置根据卷材运行速度、卷材厚度和卷绕机转速，运算得到驱动控制装置毫秒级频率变量输出，高速响应所述卷绕电机的转速变化。

优选地，上述的一种用于卷绕机上的张力控制系统，其中所述PID控制装置与所述张力传感器电性连接。

本发明具有的优点和有益效果是：包括有主牵引装置以及设置在主牵引装置一侧的卷绕机，卷绕机与主牵引装置之间连接有卷绕材料，卷绕材料上设置有张力传感器，卷绕机连接有驱动装置，驱动装置内分别设置有供电模块、控制回路模块、转矩极限模块和速度控制模块，驱动装置同时连接有PID控制装置和趋势运动数学模型控制装置。通过加入趋势运动数学模型控制装置，而趋势运动数学模型控制装置可以根据卷材运行速度、卷材厚度和卷绕机转速，运算得到驱动控制装置毫秒级频率变量输出，高速响应卷绕电机转速变化，这样就可以更好的控制卷绕机对薄膜的卷绕过程，适用于高速生产，加工出来的产品质量更好。

附图说明

图1是本发明的控制系统示意图。

图中：1、主牵引装置2、卷绕材料3、张力传感器

4、卷绕机5、卷绕电机6、驱动装置

7、供电模块8、控制回路模块9、转矩极限模块

10、速度控制模块 11、趋势运动数学模型控制装置

12、PID控制装置13、张力设定模块 14、张力反馈模块

15、旋转轴

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种用于卷绕机上的张力控制系统，包括有主牵引装置1以及设置在主牵引装置1一侧的卷绕机4，卷绕机4与主牵引装置1之间连接有卷绕材料2，卷绕材料2上设置有张力传感器3，卷绕机4内设置有卷绕电机5和旋转轴15，卷绕材料2缠绕在旋转轴15上，卷绕电机5带动旋转轴15转动，卷绕机4连接有驱动装置6，驱动装置6内分别设置有供电模块7、控制回路模块8、转矩极限模块9和速度控制模块10，驱动装置6同时连接有PID控制装置12和趋势运动数学模型控制装置11。

其中卷绕机趋势运动数学模型控制装置11的变量为：

趋势运动数学模型控制装置11的计算公式为：

Nm＝(F/FM)*RpmM

Nw＝Nm/G＝(F/FM)*RpmM/G

D＝V/(3.14*n)

D＝V*FM*G/RpmM/F/3.14

SF＝FM*G/RpmM/3.14(当机械结构及电机配置选定后，SF为恒量)

D＝V*SF/F

F＝V*SF/D

△D＝2*d/G

放卷△f＝V*SF/(D-△D)-V*SF/D＝V*SF*△D/(D*(D-△D))

收卷△f＝V*SF/D-V*SF/(D+△D)＝V*SF*△D/(D*(D+△D))

△t＝60*1000/Nm(分钟变毫秒)

△f1＝△f/△t

表一为卷绕机是放卷方式计算结果表：

表一

表二为卷绕机是收卷方式计算结果表：

表二

PID控制装置12内分别设置有张力设定模块13和张力反馈模块14，PID控制装置12与张力传感器3电性连接，趋势运动数学模型控制装置11根据卷材运行速度、卷材厚度和卷绕机转速，运算得到驱动控制装置毫秒级频率变量输出，高速响应卷绕电机5的转速变化，这样就可以更好的控制卷绕机4对薄膜的卷绕过程，适用于高速生产，加工出来的产品质量更好。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。