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七色凹印机二级张力控制系统的改造分析

七色凹印机二级张力控制系统的改造分析

2006/8/10 9:02:00
印刷机二级张力控制在印刷过程中至关重要,它直接影响到印品的套印精度。一级张力控制系统存在误差、机器运行速度的改变及外部客观因素影响造成的张力波动,都需要二级张力控制系统来调整。没有良好的二级张力控制系统,套印控制系统就无法消除张力变化造成的误差。 厦门五福印务有限公司从德国引进的KOCHSIEK七色凹印机,其二级张力控制系统采用SIEMEMS公司的可逆直流驱动系统,经过20年的使用,直流驱动控制装置、张力检测放大装置及外围控制元器件老化,故障频繁。但获得原配置的备件代价很高,外围控制器件多,加上直流电机本身固有的维护保养困难,不能满足生产与工艺的需要。 原机二级张力控制系统的控制原理 (1)张力检测与放大。为了消除印刷过程中纸张自身变形及走纸没有居中等因素的影响,在压力检测辊两端分别安装一个压力传感器,将检测信号分两路输入放大器,经过校正、调零及放大倍数调整后,消除张力辊自身重量及压力检测放大系统不一致等因素的影响后,取加权平均值作为实际张力输出。 (2)张力控制。设定张力、实际张力与张力偏置的差值,根据设定张力、实际张力实时差值的大小选择PI(可通过外部信号封锁)或PID控制模式,根据其应用于Infeed或Outfeed的具体要求设置,其输出作为速度环的辅助输入。张力偏置的设置范围可设置最大张力值的0~10%,目的是在机器准备阶段将机架间的纸张预张紧,消除机器启动时对纸张冲击造成的断纸。 (3)可逆变换器。常规速度电流双闭环控制模式。将张力环输出衰减至20%,与主机速度(速度给定)、测速电机信号一起构成完整的速度闭环反馈。整定次序是:在解除张力控制信号和速度环ID参数后,空载情况下,整定速度反馈分量及比例参数,ID参数交叉逼近。 (4)辅助电路。为各部件提供满足条件的电源,按照控制时序要求,检测各部件的工作状态,控制各部件的工作,提供欠流、过流、欠压、过压、过载保护。与主机的连锁保护与控制体现在:运行、停止及加减速连锁,张力过小时主机加速防止等保护。 改造总体方案 (1)基本利用原有的机械结构,进行电气控制系统更新。对机器的改动少,费用低,准备时间短,但联机调试时间长,原系统的可恢复性。 (2)重新制作大部分机构及全部电气控制系统,在原机器上增加必要机构,形成两套完整的张力控制系统。费用高,准备时间较长,安装空间限制,但对机器的改动少,可离线调试,花费的时间短,不存在原系统的恢复性问题。 功率放大与执行机构的选择方案 (1)直流可逆变换器+直流马达。技术成熟,稳定性及可控性好,可利用现有马达,费用低,但辅助控制电路较复杂,直流马达维护困难。 (2)交流变频器+交流马达。费用最低,辅助控制电路简单,马达维护容易,但用于四象限运行的技术不全面,低速稳定性及可控性差,不用于要求大范围、高精度控制的场合。 (3)伺服驱动器+伺服马达。稳定性及可控性好,辅助控制电路简单,马达容易维护,但费用最高。 Infeed二级张力控制系统改造方案 1.由于采用浮动辊张力检测结构,浮动辊位置设置点设置的实际上是张力平衡状态时浮动辊的位置,与张力设置值无关。 (1)配重式。由钢质浮动辊、浮动辊前后配重块支架及相应配重块组成。调节困难;浮动辊浮动时配重本身对张力造成冲击,张力控制精度受很大影响。 (2)气动式。由轻质铝合金浮动辊、精密调压阀或压控比例调节阀、缓冲气罐及低磨气缸(最好是膜式气缸)组成。将重力加速度对张力控制精度的影响降到最低。 Outfeed二级张力控制系统改造方案 1.压力传感器LX-100TD:两个100kgf的传感器,安装于张力检测辊两端。传感器检测到的是与检测轴线平行的压力或拉力分量,检测辊的两纸面夹角最好在90°以内;合力方向与检测轴线的夹角在30°以内。 2.张力控制器LE-40MTA-E:Mitsubishi Electric公司生产的张力控制器,张力检测输入只选用压力传感器,输出则用于控制多种执行部件。全数字化工程设置界面及自动检测功能,为工程运用提供了方便。 3.按照张力控制器及控制任务的要求完成接线后,系统已具备运行基本条件,首先进行自动参数调整:在自动工作参数设置屏上,输入尽大的阶跃干扰值。必要时还应进行工作参数的手工微调,提高系统性能。 积分系数越大,系统稳态性能越好,但动态响应越慢;比例系数越大,反应速度越快,但容易出现振荡,当偏差范围超过死区时,死区放大系数与比例系数同时起作用,因此,随死区放大系数的调整,应逐步缩小死区。 二级张力控制系统改造前后结构特点 1.改造前后两套张力控制系统并存,可随时互换,避免因改造工作失误而对生产造成的不良影响; 2.改造过程中对原机的较大改动可以在离线下进行,基本不会影响生产。 信息来源于:制信网
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