本實(shí)用新型涉及一種張力控制器，尤其是涉及一種手動張力控制器。

背景技術(shù)：

手動張力控制器適用于張力控制系統(tǒng)中使用要求比較低的場合。張力控制系統(tǒng)是指能夠持久地控制原料在設(shè)備上輸送時(shí)張力的能力，張力控制系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用的控制系統(tǒng)之一。目前手動張力控制器因其性價(jià)比高的特點(diǎn)，在市場仍具有很大的占有率，但目前市場上一般所使用的手動張力控制器只具有恒壓輸出，其工作原理為通過控制器內(nèi)置的電位器調(diào)節(jié)來改變輸出電壓，從而控制張力系統(tǒng)之磁粉制動器或磁粉離合器的松緊狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)整個運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的張力控制?，F(xiàn)有手動張力器主要存在如下缺點(diǎn)：磁粉制動器或磁粉離合器通電后，磁粉內(nèi)部發(fā)熱會導(dǎo)致其等效電阻升高，在手動張力控制器輸出恒定的電壓時(shí)，由于磁粉制動器或磁粉離合器所等效電阻升高的因素，會導(dǎo)致磁粉制動器或磁粉離合器輸出的扭矩變小，最終導(dǎo)致張力控制不穩(wěn)定的現(xiàn)象，從而需要人工頻繁的去調(diào)節(jié)手動張控制器的輸出電壓來應(yīng)對這些不穩(wěn)定因素所造成的張力控制不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有恒流、恒壓、恒功率、外部輸入控制信號的4種張力控制方式的手動張力控制器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種手動張力控制器，包括主控MCU處理器、系統(tǒng)電源、功率驅(qū)動、操作面板、外部輸入控制信號裝置和電流采樣；

所述電流采樣用于采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電流，電流采樣的電流信號輸出端與主控MCU處理器的信號輸入端連接；

所述操作面板的信號輸出端和外部輸入控制信號裝置的一個輸出端分別與主控MCU處理器的信號輸入端連接；

所述主控MCU處理器控制信號輸出端與功率驅(qū)動的控制信號輸入端連接；

所述系統(tǒng)電源分別與主控MCU處理器、功率驅(qū)動、操作面板、外部輸入控制信號裝置和電流采樣連接。

作為優(yōu)化，所述系統(tǒng)電源由AC220V供電。

作為優(yōu)化，所述操作面板由按鍵部分、旋轉(zhuǎn)編碼器、LED指示燈和LED/LCD參數(shù)顯示4部組成。

作為優(yōu)化，所述按鍵部分包括LOCK鎖定鍵、ADD增加鍵、DEC減少鍵和SELECT選擇鍵四種。

作為優(yōu)化，所述的LED指示燈包括LOCK鎖定指示燈、恒流模式/外部輸入控制模式指示燈、恒壓模式指示燈和恒功率模式指示燈四種。

作為優(yōu)化，所述的LED/LCD參數(shù)顯示用于顯示主控MCU處理器當(dāng)前所運(yùn)行的參數(shù)值。

作為優(yōu)化，所述的外部輸入控制信號裝置為外接的旋轉(zhuǎn)電位器或者PLC系統(tǒng)所輸出的0～+10V電壓信號。

作為優(yōu)化，所述的電流采樣由取樣電阻、放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路組成；

所述取樣電阻用于采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電流，取樣電阻的信號輸出端與放大電路的信號輸入端連接，放大電路的放大信號輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路的模擬信號輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號輸出端與主控MCU處理器的信號輸入端連接。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、手動張力控制器提供恒流模式的工作方式，電流輸出范圍0～4A，并且可以自動識別負(fù)載的最大工作電流。

2、手動張力控制器提供恒壓模式的工作方式，電壓輸出范圍0～+24V。

3、手動張力控制器提供恒功率模式的工作方式，功率調(diào)節(jié)范圍0～100％。

4、手動張力控制器可以由外部輸入控制信號來控制輸出裝置，外部輸入的張力控制信號為外接電位器或PLC系統(tǒng)所傳送的電壓信號，所接收的電壓信號范圍為0～+10V。

5、手動張力控制器提供鎖屏保護(hù)，防止人工誤操作改變參數(shù)值。

6、手動張力控制器參數(shù)調(diào)節(jié)方式分為旋轉(zhuǎn)AB相編碼器和按鍵設(shè)置兩種，其中編碼器可以支持快速和慢速轉(zhuǎn)動來增減參數(shù)值，使用戶調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)更加方便快捷。

7、手動張力控制器無需外部直流電源輸入，直接由AC220V輸入即可，節(jié)省成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的手動張力控制器的框圖。

圖2為操作面板組成的框圖。

圖3為按鍵部分組成的框圖。

圖4為LED指示燈組成的框圖。

圖5為外部輸入控制信號裝置的組成框圖。

圖6為電流采樣組成的框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1，一種手動張力控制器，

包括主控MCU處理器1、系統(tǒng)電源2、功率驅(qū)動3、操作面板4、外部輸入控制信號裝置5和電流采樣6；

所述電流采樣6用于采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電流，電流采樣6的電流信號輸出端與主控MCU處理器1的信號輸入端連接；

所述操作面板4的信號輸出端和外部輸入控制信號裝置5的一個輸出端分別與主控MC U處理器1的信號輸入端連接；

所述主控MCU處理器1控制信號輸出端與功率驅(qū)動3的控制信號輸入端連接；所述的功率驅(qū)動3輸出0～24V/4A的驅(qū)動信號控制作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磁粉制動器或磁粉離合器7的電流或夾送輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

所述系統(tǒng)電源2由AC220V供電，分別與主控MCU處理器1、功率驅(qū)動3、操作面板4、外部輸入控制信號裝置5和電流采樣6連接。系統(tǒng)電源2為主控MCU處理器1、功率驅(qū)動3、操作面板4、外部輸入控制信號裝置5和電流采樣6供電。

如圖1-圖4所示，所述的操作面板4操作面板由按鍵部分、旋轉(zhuǎn)編碼器、LED指示燈和LED/LCD參數(shù)顯示4部組成。所述按鍵部分包括LOCK鎖定鍵、ADD增加鍵、DEC減少鍵和SELECT選擇鍵四種。所述的LED指示燈包括LOCK鎖定指示燈、恒流模式/外部輸入控制模式指示燈、恒壓模式指示燈和恒功率模式指示燈四種。所述的LED/LCD參數(shù)顯示用于顯示主控MCU處理器1當(dāng)前所運(yùn)行的參數(shù)值。參數(shù)值包括所運(yùn)行的電流值、所設(shè)定的電流值、所設(shè)定的電壓值和所設(shè)定的功率值。

如圖1和5所示，所述的外部輸入控制信號裝置5為外接的旋轉(zhuǎn)電位器或者PLC系統(tǒng)所輸出的0～+10V電壓信號。

如圖1和6所示，所述的電流采樣6由取樣電阻、放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路組成；所述取樣電阻用于采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電流，取樣電阻的信號輸出端與放大電路的信號輸入端連接，放大電路的放大信號輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路的模擬信號輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號輸出端與主控MCU處理器1的信號輸入端連接。

本實(shí)用新型工作原理如下：本實(shí)用新型的手動張力控制器提供恒流、恒壓、恒功率和外部輸入信號控制的4種工作模式，用戶可以通過操作面板上4個按鍵和旋轉(zhuǎn)編碼器來設(shè)置張力控制器的各種參數(shù)，其中通過SELECT工作模式選擇鍵可以將控制器工作于恒流、恒壓、恒功率和外部輸入信號控制這4種工作模式，ADD增加鍵、DEC減少鍵和旋轉(zhuǎn)編碼器用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各個參數(shù)值。LED指示燈用于提示用戶控制器所處的工作模式狀態(tài)以及鍵鎖的狀態(tài)。參數(shù)設(shè)定好后，可以通過LOCK鎖定鍵將操作面板處于為鍵鎖狀態(tài)，即為除LOCK鍵以外的其它按鍵動作均無任何反應(yīng)，可以防止人為誤碰所導(dǎo)致的相關(guān)參數(shù)改變的現(xiàn)象，當(dāng)需再次調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí)，可以通過LOCK鎖定鍵將操作面板處于為解鎖狀態(tài)。

進(jìn)一步闡述電路工作原理：

手動張力控制器工作于恒流模式時(shí)，電流調(diào)節(jié)設(shè)置范圍0～4A，當(dāng)磁粉制動器或磁粉離合器負(fù)載因溫升效應(yīng)所導(dǎo)致的等效電阻值升高時(shí)，如果我們是給一個恒定的電壓時(shí)，則此時(shí)的電流值就會下降，其磁粉制動器或磁粉離合器輸出的扭矩就會下降，從而引起張力的變化，本實(shí)用新型所提供的手動張力控制器在恒流模式中可以實(shí)現(xiàn)用戶所設(shè)定的電流值與實(shí)際運(yùn)行的電流值接近相等，其主要通過電流采樣來實(shí)時(shí)監(jiān)測流過磁粉制動器或磁粉離合器負(fù)載的運(yùn)行電流值，當(dāng)磁粉制動器或磁粉離合器溫升導(dǎo)致電阻升高時(shí)，會導(dǎo)致手動張力控制器所運(yùn)行的電流下降，此時(shí)電流采樣先經(jīng)取樣電阻取樣，再經(jīng)放大電路后，再由主控MCU處理器，AD轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)采樣得到運(yùn)行的電流值，將運(yùn)行電流值與主控MCU處理器所設(shè)定的電流值進(jìn)行比較，如有誤差，主控MCU處理器則去調(diào)節(jié)功率驅(qū)動的輸出，最后使運(yùn)行電流值與主控MCU處理器所設(shè)定的電流值接近相等，以上過程是反復(fù)運(yùn)行的，最終所達(dá)到的目標(biāo)效果是磁粉制動器或磁粉離合器所工作的電流值是一個恒定的狀態(tài)。

手動張力控制器工作于恒壓模式時(shí)，無論外界的負(fù)載變化如何，張力控制器始終輸出恒壓狀態(tài)，電壓調(diào)節(jié)設(shè)置范圍0～+24V，此工作模式類似目前市場大多采用的工作模式。

手動張力控制器工作于恒功率模式時(shí)，張力控制器可以根據(jù)所接的磁粉制動器或磁粉離合器負(fù)載來進(jìn)行初始功率值的標(biāo)定，標(biāo)定完成后，系統(tǒng)將功率值分成0～100個等級，對應(yīng)于0％～100％，在恒功率模式時(shí)，手動張力控制器會將標(biāo)定完成后，無論外界的負(fù)載變化如何，手動張力控制器始終輸出穩(wěn)定的功率值，其主要通過電流采樣來實(shí)時(shí)監(jiān)測流過磁粉制動器或磁粉離合器負(fù)載的運(yùn)行電流值，當(dāng)運(yùn)行電流值下降時(shí)，手動張力控制器加大電壓輸出。當(dāng)電流值增大時(shí)，手動張力控制器減小電壓輸出，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)行功率值的穩(wěn)定。

手動張力控制器工作于外部輸入信號控制模式時(shí)，張力控制器接收外部輸入的0～10V電壓信號來產(chǎn)生0～+24V電壓信號輸出，輸入的信號裝置一般為外接獨(dú)立的可調(diào)電位器或PLC系統(tǒng)的D/A轉(zhuǎn)換輸出。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。