張力控制系統(tǒng)往往是張力傳感器和張力控制器的一種系統(tǒng)集成，目前主要應(yīng)用于冶金，造紙，薄膜，染整，織布，塑膠，線材等設(shè)備上，是一種實(shí)現(xiàn)恒張力或者錐度張力控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其作用主要是實(shí)現(xiàn)輥間的同步，收卷和放卷的均勻控制。

　　這種控制對(duì)機(jī)器的任何運(yùn)行速度都必須保持有效，包括機(jī)器的加速、減速和勻速。即使在緊急停車情況下，也應(yīng)有能力保證被分切物不破損。張力控制的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到分切產(chǎn)品的質(zhì)量。若張力不足，原料在運(yùn)行中產(chǎn)生漂移，會(huì)出現(xiàn)分切復(fù)卷后成品紙起皺現(xiàn)象；若張力過(guò)大，原料又易被拉斷，使分切復(fù)卷后成品紙斷頭增多。

一、標(biāo)準(zhǔn)變頻器與收放卷變頻器型號(hào)介紹

　　尤尼康收放卷行業(yè)專用變頻器，可以進(jìn)行卷徑計(jì)算。

　　AF201僅僅支持速度控制模式，AF202不僅支持速度控制模式，還支持轉(zhuǎn)矩控制模式。

　　AF200標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品不能進(jìn)行卷徑計(jì)算，收放卷行業(yè)專用變頻器系列包括了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的主要功能，還有行業(yè)特定的功能，可以進(jìn)行卷徑計(jì)算，有相應(yīng)卷徑計(jì)算功能碼做相關(guān)設(shè)置，比如H0.00、H1.00、H1.24等等功能碼。

　　AF201標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品僅僅能做一個(gè)無(wú)速度編碼器反饋的矢量控制，比如木工機(jī)械、音樂(lè)噴泉、扶梯、陶瓷機(jī)械、離心機(jī)、塑料吹塑機(jī)、細(xì)微拉絲機(jī)、磨床、雕銑機(jī)、跑步機(jī)、大圓機(jī)等等行業(yè)應(yīng)用中。

　　AF202可以做有速度編碼器反饋的閉環(huán)矢量速度控制，還能做轉(zhuǎn)矩控制，設(shè)置PD.00=1變頻器由速度控制模式變?yōu)檗D(zhuǎn)矩控制模式，這里可以設(shè)置P6.21作轉(zhuǎn)矩給定或者張力給定及速度限定。主要應(yīng)用有：替換力矩電機(jī)、皮革機(jī)、魚(yú)網(wǎng)編織機(jī)、浸膠機(jī)等等。

　　AF201收放卷行業(yè)專用變頻器只能實(shí)現(xiàn)有位置擺桿或者浮動(dòng)輥的速度控制，比較典型的行業(yè)應(yīng)用是拉絲機(jī)速度控制。AF201收放卷行業(yè)專用變頻器可實(shí)現(xiàn)卷徑計(jì)算、進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的復(fù)合控制模式實(shí)現(xiàn)恒定線速度收放卷控制。應(yīng)用行業(yè)主要有：雙變頻拉絲機(jī)、直進(jìn)式拉絲機(jī)、層繞機(jī)、動(dòng)力放線架、復(fù)卷機(jī)等等。

　　AF202收放卷行業(yè)專用變頻器包含了AF201收放卷行業(yè)專用變頻器的主要功能，不僅能做速度控制，還能做轉(zhuǎn)矩控制，可以實(shí)現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩控制或者恒定張力控制。主要應(yīng)用行業(yè)有：卷紙分切機(jī)、復(fù)合機(jī)、壓痕機(jī)、涂布機(jī)、造紙機(jī)械等。

　　一般的速度控制，采用AF201標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的就行了，設(shè)備中有張力擺桿或者浮動(dòng)輥，則采用有卷徑計(jì)算的專用變頻器，即AF201收放卷行業(yè)專用變頻器就可以達(dá)到此行業(yè)的控制效果。

　　如果行業(yè)應(yīng)用中需要卷徑計(jì)算，我們還得考慮是實(shí)現(xiàn)收卷還是實(shí)現(xiàn)放卷功能，設(shè)置H0.00對(duì)應(yīng)的功能碼參數(shù)。

二、速度控制與轉(zhuǎn)矩控制各種方案比較

　　方案1：復(fù)合控制模式

　　我們?cè)谒俣瓤刂茟?yīng)用場(chǎng)合，在系統(tǒng)中有個(gè)張力擺桿或者氣動(dòng)浮輥，這是個(gè)很典型的信息，可以用我們的復(fù)合控制模式，在速度控制模式下做卷徑計(jì)算，實(shí)現(xiàn)恒定線速度控制。那么進(jìn)行復(fù)合控制實(shí)現(xiàn)跟隨前級(jí)速度且線速度恒定，我們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用來(lái)做解釋。

　　這里我們說(shuō)說(shuō)速度控制的卷徑計(jì)算問(wèn)題：AF201收放卷行業(yè)專用變頻器張力控制專用說(shuō)明書(shū)HO組功能碼是卷徑計(jì)算的關(guān)鍵功能碼。首先要有個(gè)前級(jí)速度模擬量進(jìn)入AF201收放卷行業(yè)專用變頻器AI模擬通道，作為跟隨前級(jí)速度。卷徑大小和頻率的關(guān)系這里有個(gè)公式：線速度（V）∝頻率（F）×卷徑（D），也就是在收卷生產(chǎn)中，卷徑越大，頻率越低，從而保持材料線速度恒定。

　　以上有卷徑計(jì)算滿足線速度恒定，復(fù)合控制中的PID調(diào)節(jié)對(duì)線速度的不穩(wěn)定因素進(jìn)行微調(diào)，從而能更好的達(dá)到生產(chǎn)收卷的需求。

　　方案2：恒轉(zhuǎn)矩控制模式

　　這里有個(gè)計(jì)算公式：張力（F）×卷徑（D/2）=轉(zhuǎn)矩（T）

　　采用轉(zhuǎn)矩控制模式，必須設(shè)定P0.03=4為矢量控制，PD.00=1為轉(zhuǎn)矩控制模式，由P6.21選擇轉(zhuǎn)矩張力指令與速度限定指令通道，比如由AI1給定速度限定指令，由AI2給定轉(zhuǎn)矩控制指令，則設(shè)置P6.21=0016。

　　變頻器在收卷皮革應(yīng)用中，采用恒定轉(zhuǎn)矩控制方式，基本可以滿足生產(chǎn)收卷的需求，這種控制方式是變頻器簡(jiǎn)單的控制方式，只是給定一個(gè)轉(zhuǎn)矩，一個(gè)速度限定，然后對(duì)材料進(jìn)行收卷生產(chǎn)。

　　由上面公式可以得到，隨著收卷卷徑的增大，材料的張力會(huì)減小，收卷材料會(huì)稍微松點(diǎn)，此時(shí)操作工人可以適當(dāng)扭大轉(zhuǎn)矩（T）給定電位器，需要適時(shí)觀察材料收卷松緊程度，來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩給定電位器，這樣需要操作工人手動(dòng)控制，在生產(chǎn)中很不方便。所以我們需要做卷徑計(jì)算，通過(guò)我們變頻器來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩大小。以下我們介紹方案可以進(jìn)行卷徑計(jì)算，使張力保持恒定。

　　方案3：恒轉(zhuǎn)矩控制模式下的H1.24轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償

　　計(jì)算公式：張力（F）×卷徑（D/2）=轉(zhuǎn)矩（T）

　　此方案是解決方案2存在的問(wèn)題。當(dāng)由AI模擬量給定一個(gè)轉(zhuǎn)矩量后，電位器給定的轉(zhuǎn)矩就恒定不變了，由上面公式，隨著卷徑變大，張力會(huì)變小，當(dāng)變頻器能夠做卷徑計(jì)算，隨著計(jì)算卷徑變大，變頻器內(nèi)部會(huì)自動(dòng)增大轉(zhuǎn)矩給定，那么此時(shí)收卷材料張力就會(huì)保持不變。這里AI給定的轉(zhuǎn)矩量（T）不變，由變頻器內(nèi)部增大轉(zhuǎn)矩（T）給定量。

　　生產(chǎn)過(guò)程中，收卷卷徑越來(lái)越大，給定的轉(zhuǎn)矩也要相應(yīng)變大，必須設(shè)置H1.24為某一參數(shù)值，H1.24為轉(zhuǎn)矩控制下的卷徑張力系數(shù)，修正后轉(zhuǎn)矩給定量=修正前轉(zhuǎn)矩給定量×（1+H1.24×（當(dāng)前卷徑H0.11/空卷卷徑-1）），相當(dāng)于此公式：張力（F）×卷徑（D/）=（1+K）轉(zhuǎn)矩（T），對(duì)轉(zhuǎn)矩（T）進(jìn)行了修正。補(bǔ)償隨著卷徑增大而增大的扭矩。

　　方案4：恒張力控制模式

　　說(shuō)此方案之前我們先做個(gè)比較：恒轉(zhuǎn)矩與恒張力。首先設(shè)置PD.00=1為轉(zhuǎn)矩控制模式，如果設(shè)置H1.00=0時(shí)，模擬量給定值為轉(zhuǎn)矩量（T），如果設(shè)置 H1.00=1時(shí)，模擬量給定值為張力（F）。前面兩個(gè)方案，我們都采用模擬量給定轉(zhuǎn)矩（T）控制方案，方案4我們由模擬量給定恒定張力（F）。

　　在方案3中我們通過(guò)設(shè)置H1.24張力系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)材料恒定張力的控制，模擬量給定的是轉(zhuǎn)矩（T）。方案4我們?cè)O(shè)置H1.00=1，由模擬量給定張力（F），隨著卷徑增大，變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩變大，實(shí)現(xiàn)恒定張力控制。P6.21=0048，4為張力設(shè)定，8為速度限定。

　　設(shè)置以上數(shù)據(jù)后，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)收放卷時(shí)，恒定張力的控制。方案4是我們做收放卷控制時(shí)的調(diào)節(jié)方式，包括了收放卷行業(yè)的很多應(yīng)用。

三、注意事項(xiàng)：

　　在做復(fù)合速度控制、恒轉(zhuǎn)矩控制、恒張力控制時(shí)，要實(shí)現(xiàn)線速度或張力恒定，卷徑計(jì)算。是非常重要的，卷徑計(jì)算錯(cuò)誤，也就沒(méi)法達(dá)到所需控制效果。

　　在默認(rèn)的線速度計(jì)算卷徑模式下，做卷徑計(jì)算要求有前級(jí)線速度

　　1） 復(fù)合速度控制時(shí)，前級(jí)速度作為主給定設(shè)置P0.04=1；

　　2） 恒轉(zhuǎn)矩控制模式下的H1.24轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償制時(shí)，P6.21分別為0016，均由AI1作速度限定，AI2作轉(zhuǎn)矩給定，AI3作線速度給定，還要設(shè)置P0.04=3，由AI3給定前級(jí)線速度，才能進(jìn)行卷徑計(jì)算。

　　3） 恒張力控制時(shí)，P6.21分別為0048，由AI2確定張力給定，AI1即作為速度限定也作為線速度給定，才能進(jìn)行卷徑計(jì)算。