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张力控制问题与故障

“金明”吹膜收卷中采用张力传感器、张力信号放大器,PLC组成张力控制系统,实现闭环张力控制。
在张力闭环控制中,张力传感采用的是应变片电桥测试原理,采用穿轴式或支座式安装使用,能精确测出薄膜施加在张力辊上的力,根据所受的力的大小,输出与之成正比的电压信号,在吹膜设备上采用ZC穿轴式张力传感器或三菱支座式张力传感器。ZC穿轴式张力传感器具有方向性,红点为合力方向。
ZC穿轴式张力传感器技术参数
供电电压6~12V,
输出电阻350欧姆,
灵敏度2mv/V,
电气连接1、电源+,4、电源-,2、信号+,3、信号-,
其他详细技术参数及三菱支座式张力传感器详见相应的说明书。
张力信号放大器与张力传感器配套使用,它为张力传感器提供必要的校准及调零电压,并将传感器的检测信号放大后输出,这些信号通过PID控制器或PLC控制牵引或收卷变频器,实现闭环控制。
TAC100-020及TAC100-020A技术参数:
电源:24V
张力传感器电源:12V
张力传感器输入信号:20mV
其他控制信号输入与输出:0-10V
其他详细技术参数及TE-PC或LM-10TA使用说明详见相应的说明书
TAC100-020A配线端子定义(粗体蓝色部分为控制器信号输出,其他为信号输入)
24V(+)、0V(-) ——电源输入端
VCC(+)、GND(-) ——张力传感器用电源12V
TR1(-)、TR2(+) ——张力传感器(右)信号输入用0-20mV
TL1(-)、TL2(+) ——张力传感器(左)信号输入用
VO(+)、COM(-)——实际张力输出0-10V
A1(+)、A1(-) —— 张力设定值0-10V
A2(+)、A2(-) —— 前一级速度信号(同步线速度)0-10V
AP(+)、COM(-)——控制变频器速度输出0-10V
ZERO电位器—— 调零
SPAN电位器—— 校准
R1电位器——积分时间粗调10-250S
R2电位器——积分时间微调1-50S
R3电位器——增益调整
R4电位器——同步信号调整
其他张力信号放大器或控制器具体连接线定义及方法可详见具体的使用说明书。

“金明”设备主要采用两种张力控制方案:
使用张力传感器,TAC100-020A(张力信号放大PID控制器,简称张力控制器),张力控制器直接控制变频器、同时将实际张力输出给PLC以供显示实际张力大小,PLC输出给张力控制器张力设定。(调校步骤1、2、3)

张力调较步骤:
(仅用于TAC100-020A)
张力控制是在上一级的线速度的基础上进行速度微调,同步线速度的调整的好坏直接影响到张力的控制精度。此步骤在设备出厂时已经过调试,客户无须调整。但如果客户有更换张力控制器或更改过牵引及收卷装置(如变频器、减速箱等)后张力控制失灵,要重新此步骤的调较。同步线速度可用仪表测量或在张力稳定的条件下查看各变频器的实际频率得到同步线速度的具体数值。
调校方法:
短接C2与OV端子,拆除原C3联接线(或者将C3连接线接到C2,PLC面板打到速度模式)。
启动第一、二牵引,内、外收卷,第一牵引设为25Hz。
调整R4电位器使第二牵引,内外收卷的线速度与第一牵引保持一致。
线路复原。
此步骤调整完毕
例:
“用仪表测量线速度”调较的方法
部件
调整前
调整后
实际线速度
实际频率
实际线速度
实际频率
第一牵引
30m/min
25Hz
第二牵引
33m/min
25Hz
30m/min

外收卷
36m/min
25Hz
30m/min

内收卷
36m/min
25Hz
30m/min

在“张力稳定的条件下查看各变频器的实际频率得到同步线速度的具体数值”调校的方法
张力稳定的具体数值
调整前
调整后
实际线速度m/min
实际频率Hz
实际频率Hz
实际频率Hz
第一牵引
未知
25
25
25
第二牵引
未知

25

外收卷
未知

25

内收卷
未知

25


张力传感器属于精密元器件,在使用和运输过程中,由于有可能受到外力的作用或者元器件老化的因素,都会造成张力传感器的轻微变形,因此张力传感器应当定期进行调零与校准工作(建议3个月检测一次)。
在调零与校准工作前,应对张力辊做一下检查:
检查张力传感器的合力方向是否正确,ZC穿轴式张力传感器红点为合力方向。
检