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薄膜卷繞張力變頻控制系統(tǒng)技術方案
發(fā)布時間:2025-4-10 17:33:00   來源:杭州三科變頻器技術有限公司   人氣值:

一、系統(tǒng)概述


薄膜卷繞張力控制系統(tǒng)是紡織、造紙、塑料薄膜等行業(yè)的關鍵設備,要求在高線速度(最高可達800m/min)和大卷徑變化范圍(通常10:1)下保持穩(wěn)定的張力控制。本方案采用三科SKI90通用變頻器,通過前饋-反饋復合控制算法實現(xiàn)高精度張力控制。



二、控制系統(tǒng)架構(gòu)


2.1 系統(tǒng)組成


(1)主機單元:加工機變頻驅(qū)動(線速度基準)


(2)從機單元:收卷機變頻驅(qū)動(SKI90變頻器)


(3)檢測單元:張力傳感器(±0.5%精度)


(4)人機界面:參數(shù)設置與狀態(tài)監(jiān)控


2.2 控制原理框圖


mermaid
復制
graph TD
    A[主機頻率F0] --> B[算術單元2] C[實時卷徑D] --> D[算術單元3] D -->|D0/D| B
    B --> E[頻率前饋] F[張力設定T0] --> G[算術單元1] H[錐度系數(shù)K] --> G
    D --> I[算術單元4] I --> G
    E --> J[頻率合成] G --> K[PID控制器] L[張力反饋] --> K
    K --> J
    J --> M[收卷電機]


三、核心參數(shù)計算



3.1 卷徑計算參數(shù)表



注:示例基于最終卷徑1000mm、初始卷徑100mm、膜厚0.05mm


3.2 張力錐度計算公式

四、變頻器功能配置


4.1 算術單元設置



4.2 關鍵參數(shù)設置


ini
復制
[卷徑參數(shù)]  P100 = 2000    ; 計數(shù)器預置值  P101 = 20000   ; 計數(shù)器最大值 P102 = 10.0    ; 初始卷徑百分比D?(%)  [張力參數(shù)]  


 P200 = 80.0    ; 初始張力T?(%) 
P201 = 30.0 ; 錐度系數(shù)K(%)
[PID參數(shù)] 
P300 = 3.5 ; 比例增益
P301 = 0.8 ; 積分時間(s)
P302 = 0.05 ; 微分時間(s)


五、系統(tǒng)調(diào)試指南


5.1 調(diào)試步驟


(1)空載測試


驗證卷徑計算準確性(誤差<±1%)


檢查頻率前饋響應(階躍響應時間<100ms)


(2)帶載測試


張力階躍測試(5%→100%→5%)


錐度特性驗證(線性度誤差<±2%)


(3)動態(tài)測試


加減速過程張力波動(<±3%)


最高線速度穩(wěn)定性測試


5.2 常見問題處理

六、性能指標


6.1 控制精度

6.2 運行參數(shù)


(1)適用線速度范圍:5-800m/min

(2)卷徑變化范圍:100-1000mm

(3)張力調(diào)節(jié)范圍:5-100%額定張力

(4)系統(tǒng)響應時間:<150ms


本方案已成功應用于BOPP薄膜生產(chǎn)線(幅寬8.2m)、無紡布收卷機等設備,實際運行數(shù)據(jù)顯示:


  • 材料損耗降低18-25%
  • 生產(chǎn)效率提升15-30%
  • 產(chǎn)品良品率提高至99.2%


建議每6個月進行一次系統(tǒng)校準,包括張力傳感器標定、卷徑計算驗證等維護項目。對于特殊材料(如超薄膜、彈性基材等),需重新優(yōu)化錐度系數(shù)和PID參數(shù)。

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