[發明專利]卷繞張力控制系統

有效

• 申請號: 201210428943.5
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102923511A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 高恭嫻;胡志文;邱毅;陸林海;劉聲強;蘇建平
• 申請（專利權）人: 上海海泰克系統工程有限公司;高恭嫻
• 主分類號: B65H23/185
• 分類號: B65H23/185;B65H23/198
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

技術領域

本發明涉及一種卷繞控制技術，具體涉及一種卷繞張力控制系統。

背景技術

在紡機、紡織、皮革、造紙、冶金、薄膜、包裝、電池等領域，都涉及到使用卷繞控制裝置，其卷繞張力控制水平的高低是整個設備運行穩定性和產品質量好壞的關鍵所在。

對于卷繞張力控制這一核心技術問題，一直是工業自動化控制領域中的難點、弱點。目前的解決方案多數是以PLC為平臺做PID控制，有的工程師選擇PLC的內置的PID算法模塊，有的工程師選擇自己編寫PID算法。

PLC內置的PID算法一般為標準的PID，而張力控制的過程是一個動態變化的過程，一成不變的PID算法往往難以適應大卷徑變化、大速度變化時的高精度高響應要求。工程師自編的PID的算法受到PLC指令以及運算能力的響應，其算法也比較單純，對工程師素質和經驗要求較高。

隨著用戶對加工產品品質要求的不斷提高，新的檢測手段的出現，原有以PLC為控制平臺做PID控制的方式在經驗積累和編程設計效率上已現不足，無法滿足用戶對產品工藝高質量的要求。

由此可見，提供一種高效率、高精度的卷繞張力控制系統是本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明針對現有卷繞控制裝置的控制方案在效率、精度等方面無法滿足現有產品工藝高質量的要求的問題。而提供一種高效率、高精度的卷繞張力控制系統，來解決現有技術的問題。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

卷繞張力控制系統，包括PLC、HMI、張力傳感器，其還包括卷繞張力控制裝置，所述PLC控制連接HMI和卷繞張力控制裝置，所述張力傳感器實時檢測卷繞過程中的張力，并將檢測信號傳至卷繞張力控制裝置，所述卷繞張力控制裝置結合PLC所設定的參數要求進行計算形成相應的控制信號，并將該控制信號傳至驅動收/放卷軸的伺服電機。

在本發明的優選實例中，所述卷繞張力控制裝置包括ARM處理器、模糊PID算法芯片、通信端口電路，四路模擬量輸入口電路、四路模擬量輸出口電路、六路IO口輸入點電路、四路IO口輸出點電路、三路超高速計數器電路；所述ARM處理器分別控制連接模糊PID算法芯片、通信端口電路，四路模擬量輸入口電路、四路模擬量輸出口電路、六路IO口輸入點電路、四路IO口輸出點電路以及三路超高速計數器電路。

進一步的，所述通信端口電路包括RS485端口、RS232端口、CAN-BUS端口以及USB端口。

進一步的，所述模糊PID算法芯片包括PID算法模塊、錐度計算模塊、卷徑計算模塊、雙軸切換模塊、記憶輸出模塊、點動控制模塊、帶兩點DAC輸出模塊以及實時調試模塊。

進一步的，所述控制系統還包括張力放大器，所述張力放大器分別連接卷繞張力控制裝置和張力傳感器。

進一步的，所述PLC控制連接驅動牽引軸的伺服電機。

根據上述方案得到的本發明具有以下優點：

（1）運用靈活，本發明中的卷繞張力控制裝置可以與各主流品牌的可編程控制器PLC、觸摸屏HMI、工控機PC等組網通信，相當于PLC的一個擴展模塊，安裝結構為卡槽結構，安裝方便。

（2）接口豐富，卷繞張力控制裝置集成了四路模擬量輸入口（ADC），四路模擬量輸出口（DAC），六路IO輸入點、四路IO輸出點以及三路超高速計數器。可以彌補一般PLC相關功能模塊少、增加模塊費用高的缺點。

（3）張力控制能力強，其中卷繞張力控制裝置采用高性能的32路ARM處理器內核，結合模糊PID算法，可以在各種復雜情況下保持張力穩定。

（4）高抗干擾性，各個端口，如ADC、DAC、RS485、IO端口等都采用隔離電路設計，具有很強的抗干擾性。

（5）功能豐富，具有卷徑計算、錐度控制、雙軸換卷等功能。

（6）使用方便，能夠最大限度的降低技術人員的設計工作強度，適用面廣。

（7）性價比高，可以大幅提高技術人員的工作效率，可以靈活組合使用，擴展方便，與PLC、HMI組合使用性價比非常高。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本發明。

圖1為本發明的原理圖；

圖2為本發明實現電機控制的實施示意圖；

圖3為本發明中卷繞張力控制裝置組成結構框圖；

圖4為本發明中卷繞張力控制裝置的接口框圖；

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。