復卷機引紙過程的張力自動控制方法技術

本發明專利技術公開了一種復卷機引紙過程的張力自動控制方法，其特征在于：包括以下幾個階段：復卷機引紙，通過放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸增大，達到反向轉矩限制，此時紙幅被拉緊，并經過延時判斷后，放卷電機的控制方式由速度控制轉換為轉矩控制，反向轉矩限制值恢復到電機正常工作時反向轉矩的設定值。本發明專利技術與現有技術相比，具有以下優點和效果：不安裝張力傳感器的條件下，實現放卷電機控制方式的自動轉換，提高了生產效率，降低設備制造成本。使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，適用于放卷為制動發電機的復卷機。
技術介紹
目前主流的造紙復卷機的放卷軸都為制動發電機控制。放卷軸的電機(以下簡稱為放卷電機)主要有兩種工作狀態1、速度控制；2、轉矩控制。在引紙時，放卷電機為速度控制，向前放紙，方便操作工將紙幅引入復卷軸支撐輥；當引上紙后，放卷電機應為轉矩控制，向后拉紙，并根據設置的張力計算出對應轉矩，使得紙幅具有一定張力。紙幅引入支撐輥后，需要及時通過轉換操作把放卷電機的控制方式轉換為轉矩控制，使用計算電磁力的方式控制放卷電機，保持張力。若操作不及時，因為放卷的直徑測量誤差，復卷支撐輥與放卷軸的表面速度不一致，使得紙幅張力過大或過小，容易造成引紙斷紙。而轉換操作的時機需要依靠復卷操作工的熟練度來掌握，增加了操作的難度和強度，不利于復卷機生產效率的提聞。專利技術名稱為一種復卷機申請號201020621078. 2的本技術公開了一種造紙機械中的復卷機，由動力傳動系統、尚合系統、卷紙系統和張力控制系統組成。動力傳動系統通過主軸與卷紙系統聯接，卷紙系統通過紙帶與張力控制系統聯接。這種方法利用放卷軸與支撐輥的表面速度差形成紙幅張力，并通過張力傳感器檢測紙幅實際張力，在達到設定引紙張力后，自動轉換放卷電機的控制方式。該方法需要設備安裝價格昂貴的張力傳感器，提高了設備的制造成本。并且在紙幅張力達到設定引紙張力后的切換過程中，紙幅張力會有一定波動，容易造成紙幅斷裂。專利技術名稱為一種印刷機的輸紙傳動的調節方法，申請號99101745. 5的本專利技術提出一種印刷機輸紙的傳動調節方法，其中，在運行過程中傳動裝置以一定的轉數V旋轉并產生一個傳動轉矩或紙張張力，其特征在于，按照荷載特性曲線，轉數V的下降或上升與荷載轉矩有關，所以傳動同時調節目的參數，轉數和傳動力矩或紙張張力，而且參考額定值特別是以轉數額定值或位置額定值的形式按照荷載特性曲線進行補償。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，不需要采用張力傳感器、并可自動化實現速度控制與轉矩控制之間轉換的。本專利技術解決上述問題所采用的技術方案是該，其特征在于，包括以下幾個階段 復卷機引紙，紙幅進入支撐輥后，放卷軸轉動時產生的表面速度小于支撐輥轉動時產生的表面速度，由于放卷軸與支撐輥轉動存在表面速度差，紙幅被拉緊，放卷軸的表面速度被紙幅帶動拉快，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸反方向(正方向定義為送紙方向)增大，達到反向轉矩限制，此時紙幅被拉緊，放卷軸、支撐輥的表面速度趨近一致，放卷電機的輸出轉矩等于反向轉矩限制，所述反向轉矩限制通過設定引紙張力計算所得；通過此技術可以在不安裝張力傳感器的條件下，實現放卷電機控制方式的自動轉換，提高了生產效率，降低設備制造成本。在延時判斷后，放卷電機的控制方式由速度控制轉換為轉矩控制，反向轉矩限制值恢復到正常值。在延時判斷過程前后，紙幅張力都能穩定在設定值，使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。本專利技術所述反向轉矩的計算公式矩Te的計算公式Te(%)=F*W*2*i/D/9549/PN*nN*100，其中F為紙幅張力(單位牛頓/米)，W為紙幅寬(單位米)，i為傳動速比，D為放卷直徑(單位米)，PN為電機額定功率(單位千瓦)，nN為電機額定轉速(單位轉/分鐘)。本專利技術所述延時判斷的時間的確定方法為比較輸出轉矩與反向轉矩，若相等在延時2-5秒后切換為轉矩控制。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點和效果不安裝張力傳感器的條件下，實現放卷電機控制方式的自動轉換，提高了生產效率，降低設備制造成本。使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。附圖說明圖I是本專利技術實施例放卷電機的自動控制框圖。圖2是本專利技術實施例圖I中A虛線框內的自動控制框圖。圖3是本專利技術實施例圖I中B虛線框內的自動控制框圖。圖4是本專利技術實施例控制過程數據曲線示意圖。圖4中V2表示支撐輥表面速度； Vl表示放卷軸表面速度； Tact表示放卷電機輸出轉矩； Fact表示紙幅張力； tl表示紙幅引入支撐輥前時間段； t2表示紙幅引入支撐輥后時間段，張力逐漸增大，放卷轉速逐漸增大； t3表示放卷電機轉矩達到限制值后時間段，延時一定時間，過程中張力保持穩定； t4表示放卷電機轉換為轉矩控制后時間段，張力保持穩定。具體實施例方式下面結合附圖并通過實施例對本專利技術作進一步的詳細說明，以下實施例是對本專利技術的解釋而本專利技術并不局限于以下實施例。參見圖I-圖4，本專利技術實施例，包括以下幾個階段a) 復卷機引紙，紙幅進入支撐輥后，引紙命令啟動后，放卷軸以低于設定引紙速度的表面速度向前送紙，放卷軸轉動時產生的表面速度小于支撐輥轉動時產生的表面速度，由于放卷軸與支撐輥轉動存在表面速度差，紙幅被拉緊，紙幅張力逐漸增大，拉動放卷軸逐漸轉快，放卷軸的表面速度被紙幅帶動拉快，使得放卷軸的轉速反饋大于其轉速給定，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，此時放卷電機的輸出轉矩是由速度PID調節器產生的，其速度PID調節器輸出的調節轉矩在積分環節的作用下趨于反向飽和，此過程是漸變的。當調節轉矩超過反向轉矩后，在反向轉矩的限制下，實際輸出的轉矩即為反向轉矩，而其必定與引紙張力的反向轉矩相等。比較輸出轉矩與反向轉矩，若相等在延時2-5秒后切換為轉矩控制。調節放卷電機的轉矩逐漸反方向(正方向定義為送紙方向)增大，達到反向轉矩限制，此時紙幅被拉緊，放卷軸、支撐輥的表面速度趨近一致，放卷電機的輸出轉矩等于反向轉矩限制，反向轉矩限制通過設定的引紙張力計算所得。b) 在延時判斷后，放卷電機的控制方式由速度控制轉換為轉矩控制，反向轉矩限制值恢復到正常值。在延時判斷過程前后，紙幅張力都能穩定在設定值，使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。在切換轉矩控制前后，紙幅張力都是由反向轉矩產生的一個穩定值，因此切換過程非常平穩，不會造成張力波動。延時判斷的主要目的是避免在將紙幅引入支承輥前，由于人為拉扯等原因造成的調節轉矩的短時變大而誤切模式，造成提前投入轉矩控制。投入轉矩控制后，反向轉矩限制值恢復到反向轉矩正常值。反向轉矩正常值即為正常工作時反向轉矩的設定值，一般根據電機的過載能力進行設定如_100%-300%。本實施例中反向轉矩的計算公式Te=F*W*2*i/D/9549/PN*nN*100，其中F為紙幅張力(單位牛頓/米)，W為紙幅寬(單位米)，i為傳動速比，D為放卷直徑(單位米)，PN為電機額定功率(單位千瓦)，nN為電機額定轉速(單位轉/分鐘)。本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本專利技術所作的舉例說明。本專利技術所屬
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本專利技術說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復卷機引紙過程的張力自動控制方法，其特征在于，包括以下幾個階段：復卷機引紙，紙幅進入支撐輥后，放卷軸轉動時產生的表面速度小于支撐輥轉動時產生的表面速度，紙幅被拉緊，放卷軸的表面速度被紙幅帶動拉快，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸增大，達到反向轉矩限制，此時紙幅被拉緊，放卷電機的輸出轉矩等于反向轉矩限制，所述反向轉矩限制通過設定引紙張力計算所得；延時判斷后，放卷電機的控制方式由速度控制轉換為轉矩控制，反向轉矩限制值恢復到電機正常工作時反向轉矩的設定值。

【技術特征摘要】
1.一種復卷機引紙過程的張力自動控制方法，其特征在于，包括以下幾個階段復卷機引紙，紙幅進入支撐輥后，放卷軸轉動時產生的表面速度小于支撐輥轉動時產生的表面速度，紙幅被拉緊，放卷軸的表面速度被紙幅帶動拉快，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸增大， 達到反向轉矩限制，此時紙幅被拉緊，放卷電機的輸出轉矩等于反向轉矩限制，所述反向轉矩限制通過設定引紙張力計算所得；延時判斷后，放卷電機的控制方式由速度控制轉換為轉矩控制，反...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋劍俊，徐小偉，張慶華，
申請(專利權)人：浙江華章科技有限公司，
類型：發明
國別省市：