專利名稱：放卷的張力控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及放卷的張力控制系統(tǒng)，具體涉及應(yīng)用于紙巾機(jī)械開卷工藝中的恒張力放卷的張力控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般情況下，紙尿褲機(jī)械設(shè)備上的料卷采用一用一備的工作方式，即采用兩個料卷(第一料卷和第二料卷)，當(dāng)?shù)谝涣暇矸帕蠒r，第二料卷處于隨時待命狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝涣暇碛猛?，則馬上自動或者手動切換至第二料卷工作，以確保機(jī)臺不間斷生產(chǎn)。整個機(jī)械設(shè)備約有 10組一用一備的料卷。在上述過程中，放卷時須保證材料的張力恒定，才能確保材料不會被拉伸導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量受損甚至材料被拉斷?，F(xiàn)有技術(shù)中，放卷的張力控制系統(tǒng)主要是由磁粉制動器、傳感輥、電位器等組件構(gòu)成。在給定張力值的基礎(chǔ)上，如果放卷紙帶張力發(fā)生變化，則傳感輥中心的位置發(fā)生變化，從而帶動電位器的阻值發(fā)生變化，使磁粉制動器的勵磁電流變化，改變磁粉制動力矩從而達(dá)到張力恒定的目的。該系統(tǒng)具有以下缺點磁粉制動器和離合器的工作原理是在磁場作用下，使轉(zhuǎn)子和定子間的純鐵磁粉磁化，形成磁粉鏈對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生拉力，從而對紙帶產(chǎn)生一定的阻尼轉(zhuǎn)矩，形成印刷紙張的張力控制系統(tǒng)；由于紙帶張力不斷波動，磁粉鏈在磁力變化的作用下，始終處在相互摩擦的狀態(tài)中，因此會不斷產(chǎn)生熱量，影響磁滯性能的穩(wěn)定和印刷設(shè)備的正常工作，為此，設(shè)備還需要配備冷卻系統(tǒng)，以防止磁粉使用過程中會生銹和老化，影響張力控制的穩(wěn)定性；另外，磁粉制動器和離合器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，磁粉裝填量、轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙和磁通量呈函數(shù)關(guān)系，更換磁粉可能影響原來設(shè)定的磁性能指標(biāo)，從而造成調(diào)整張力過程時紙張的浪費。為此，產(chǎn)生了一種改進(jìn)的放卷的張力控制系統(tǒng)，通過變頻器驅(qū)動異步電機(jī)拖動料卷實現(xiàn)放卷動作。該方案中，每個料卷需要配一臺變頻器和一臺電機(jī)，即一用一備為一組，需要兩臺變頻器。如圖I所示，張力傳感器的張力信號反饋至可編程邏輯控制器(PLC)，并通過可編程邏輯控制器(PLC)內(nèi)部的PID控制器和卷徑計算輸出速度給定信號至第一變頻器和第二變頻器；由第一變頻器控制第一電機(jī)的轉(zhuǎn)速、第二變頻器控制第二電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實現(xiàn)第一料卷和第二料卷的恒張力控制。該方案的缺點是每個料卷配備一臺變頻器和一臺電機(jī)，成本較高；所有控制均通過可編程邏輯控制器(PLC)來實現(xiàn)，編程復(fù)雜，調(diào)試不方便，速度給定信號易被干擾。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種放卷的張力控制系統(tǒng)，采用單臺變頻器替代兩臺變頻器的控制方案，有效的解決了背景技術(shù)中所述的改進(jìn)后的放卷張力控制系統(tǒng)的缺陷，避免了如冷卻系統(tǒng)等復(fù)雜的外設(shè)，并在最大程度節(jié)約成本的基礎(chǔ)上提高張力控制的穩(wěn)定性。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的思路是，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在電機(jī)后面增加離合器，通過離合器進(jìn)行切換，即由一臺變頻器和一臺電機(jī)拖動一用一備兩個料卷，同時加裝一個張力傳感器將放卷張力反饋至變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)實現(xiàn)高精度控制。本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種放卷的張力控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制器(PLC)、張力傳感器、變頻器、電機(jī)、離合器、第一料卷和第二料卷。所述可編程邏輯控制器(PLC)的輸入輸出端電性連接于變頻器的輸入輸出端，所述張力傳感器的輸出端電性連接于變頻器的輸入端，所述變頻器的輸出端電性連接于電機(jī)的輸入端，所述電機(jī)的輸出端和可編程邏輯控制器(PLC)的輸出端電性連接于離合器的輸入端，所述離合器的輸出端連接于第一料卷和第二料卷的輸入端，所述第一料卷和第二料卷的輸出端電性連接于可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端。進(jìn)一步的，所述可編程邏輯控制器(PLC)與變頻器之間的連接是使用硬接線，也可通過如ProfibusDP等總線的方式。本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點I.本實用新型將背景技術(shù)中的由兩臺變頻器+兩臺電機(jī)的成本降低為一臺變頻 器+ —臺電機(jī)+ —個離合器的成本，因變頻器成本遠(yuǎn)高于離合器成本，故總體成本降低；2.本實用新型的張力傳感器電性連接于變頻器的輸入端，其閉環(huán)張力控制直接通過變頻器來執(zhí)行，減少了可編程邏輯控制器(PLC)的編程量和中間環(huán)節(jié)，最大限度避免了干擾廣生的影響，并提聞了精度。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)的放卷的張力控制系統(tǒng)。圖2是本實用新型的放卷的張力控制系統(tǒng)。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進(jìn)一步說明。一般的機(jī)械設(shè)備約有10組一用一備的料卷，需要10個放卷的張力控制系統(tǒng)來進(jìn)行控制，本實用新型以單組放卷材料為例來闡述I個放卷的張力控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。如圖2所示，本實用新型的一種放卷的張力控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制器(PLC) I、張力傳感器2、變頻器3、電機(jī)4、離合器5、第一料卷6和第二料卷7。所述可編程邏輯控制器(PLC)I的輸入輸出端電性連接于變頻器3的輸入輸出端,所述張力傳感器2的輸出端電性連接于變頻器3的輸入端，所述變頻器3的輸出端電性連接于電機(jī)4的輸入端，所述電機(jī)4的輸出端和可編程邏輯控制器(PLC)I的輸出端電性連接于離合器5的輸入端，所述離合器5的輸出端連接于第一料卷6和第二料卷7的輸入端，所述第一料卷6和第二料卷7的輸出端電性連接于可編程邏輯控制器(PLC) I的輸入端。進(jìn)一步的，所述可編程邏輯控制器(PLC) I與變頻器3之間的連接是使用硬接線，也可通過如ProfibusDP等總線的方式。上述連接關(guān)系中，可編程邏輯控制器(PLC) I和變頻器3之間、可編程邏輯控制器(PLC)I和離合器5之間、可編程邏輯控制器(PLC)I和第一料卷6和第二料卷7之間、變頻器3和張力傳感器2之間是通過控制線連接的；變頻器3和電機(jī)4之間是通過動力線連接的；電機(jī)4和離合器5之間、離合器5和第一料卷6和第二料卷7之間，是通過機(jī)械連接實現(xiàn)。具體工作原理如下可編程邏輯控制器(PLC) I給變頻器3切換卷信號、啟動停止信號、主機(jī)速度信號；變頻器3向可編程邏輯控制器(PLC) I反饋運(yùn)行狀態(tài)信號。變頻器3通過其內(nèi)部計算及內(nèi)部PID功能進(jìn)行卷徑計算、張力控制、編碼器反饋處理等控制。正常工作時，離合器5工作在第一料卷，即第一料卷6運(yùn)行，第二料卷靜止。放卷的張力由張力傳感器2進(jìn)行檢測，并反饋至變頻器3，通過變頻器3內(nèi)部的PID運(yùn)算調(diào)節(jié)電機(jī)4轉(zhuǎn)速實現(xiàn)恒張力控制。當(dāng)?shù)谝涣暇硎褂猛戤?，通過檢測元件將信號傳送至可編程邏輯控制器(PLC) 1，由可編程邏輯控制器(PLC)I控制變頻器3和離合器5實現(xiàn)第一料卷和第二料卷的切換，即停止第一料卷，啟動第二料卷。反之亦然。 盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種放卷的張力控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器、張力傳感器、變頻器、電機(jī)、離合器、第一料卷和第二料卷；所述可編程邏輯控制器的輸入輸出端電性連接于變頻器的輸入輸出端，所述張力傳感器的輸出端電性連接于變頻器的輸入端，所述變頻器的輸出端電性連接于電機(jī)的輸入端，所述電機(jī)的輸出端和可編程邏輯控制器的輸出端電性連接于離合器的輸入端，所述離合器的輸出端連接于第一料卷和第二料卷的輸入端，所述第一料卷和第二料卷的輸出端電性連接于可編程邏輯控制器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放卷的張力控制系統(tǒng)，其特征在于所述可編程邏輯控制器與變頻器之間的連接是使用硬接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放卷的張力控制系統(tǒng)，其特征在于所述可編程邏輯控制器與變頻器之間的連接是通過ProfibusDP總線。
專利摘要本實用新型涉及放卷的張力控制系統(tǒng)。本實用新型的放卷的張力控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制器、張力傳感器、變頻器、電機(jī)、離合器、第一料卷和第二料卷。所述可編程邏輯控制器的輸入輸出端電性連接于變頻器的輸入輸出端，所述張力傳感器的輸出端電性連接于變頻器的輸入端，所述變頻器的輸出端電性連接于電機(jī)的輸入端，所述電機(jī)的輸出端和可編程邏輯控制器的輸出端電性連接于離合器的輸入端，所述離合器的輸出端連接于第一料卷和第二料卷的輸入端，所述第一料卷和第二料卷的輸出端電性連接于可編程邏輯控制器的輸入端。本實用新型應(yīng)用于紙巾機(jī)械開卷工藝中的恒張力放卷的張力控制系統(tǒng)。
文檔編號B65H23/185GK202499584SQ20122011317
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者蔡再嘉, 謝鑫 申請人:廈門新路嘉工業(yè)自動化有限公司