張力調(diào)較及故障處理

1、張力控制問題與故障（廣東金明精機(jī)股份有限公司 吳彥明）一、張力控制原理及技術(shù)參數(shù)金明吹膜收卷中采用張力傳感器、張力信號(hào)放大器，PLC組成張力控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)張力控制。在張力閉環(huán)控制中，張力傳感采用的是應(yīng)變片電橋測量原理，采用穿軸式或支座式安裝使用，能精確測出薄膜施加在張力輥上的力，根據(jù)所受的力的大小，輸出與之成正比的電壓信號(hào)，在吹膜線上采用ZC穿軸式張力傳感器或三菱支座式張力傳感器。ZC穿軸式張力傳感器具有方向性，紅點(diǎn)為合力方向。ZC穿軸式張力傳感器技術(shù)參數(shù)供電電壓612V，輸出電阻350歐姆，靈敏度2mv/V，電氣連接1、電源+，4、電源-，2、信號(hào)+，3、信號(hào)-，其他詳細(xì)技術(shù)參數(shù)及三菱支

2、座式張力傳感器詳見相應(yīng)的說明書。張力信號(hào)放大器與張力傳感器配套使用，它為張力傳感器提供必要的校準(zhǔn)及調(diào)零電壓，并將傳感器的檢測信號(hào)放大后輸出，這些信號(hào)通過PID控制器或PLC控制牽引或收卷變頻器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。TAC100-020及TAC100-020A技術(shù)參數(shù)：電源：24V張力傳感器電源：12V張力傳感器輸入信號(hào)：20mV其他控制信號(hào)輸入與輸出：0-10V其他詳細(xì)技術(shù)參數(shù)及TE-PC或LM-10TA使用說明詳見相應(yīng)的說明書TAC100-020A配線端子定義（粗體藍(lán)色部分為控制器信號(hào)輸出，其他為信號(hào)輸入）24V（+）、0V（-）電源輸入端VCC（+）、GND（-）張力傳感器用電源12VTR1（-

3、）、TR2（+）張力傳感器（右）信號(hào)輸入用0-20mVTL1（-）、TL2（+）張力傳感器（左）信號(hào)輸入用VO（+）、COM（-）實(shí)際張力輸出0-10VA1（+）、A1（-）張力設(shè)定值0-10VA2（+）、A2（-）前一級(jí)速度信號(hào)（同步線速度）0-10VAP（+）、COM（-）控制變頻器速度輸出0-10VZERO電位器調(diào)零SPAN電位器校準(zhǔn)R1電位器積分時(shí)間粗調(diào)10-250SR2電位器積分時(shí)間微調(diào)1-50SR3電位器增益調(diào)整請預(yù)覽后下載！R4電位器同步信號(hào)調(diào)整其他張力信號(hào)放大器或控制器具體連接線定義及方法可詳見具體的使用說明書二、控制方案金明設(shè)備主要采用兩種張力控制方案：1、 老設(shè)備中采用張力

4、傳感器，張力信號(hào)放大器TAC100-020、 TE-PC或LM-10TA，將信號(hào)送往PLC，在PLC中進(jìn)行PID運(yùn)算后控制變頻器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，在這種控制方案中，只需對張力信號(hào)放大器進(jìn)行調(diào)零與校準(zhǔn)即可（可參照張力調(diào)校步驟2，3）。2、 現(xiàn)在主要使用張力傳感器，TAC100-020A（張力信號(hào)放大PID控制器，簡稱張力控制器），張力控制器直接控制變頻器、同時(shí)將實(shí)際張力輸出給PLC以供顯示實(shí)際張力大小，PLC輸出給張力控制器張力設(shè)定。（調(diào)校步驟1、2、3）三、張力調(diào)較張力調(diào)較步驟:1、 同步線速度的調(diào)整（僅用于TAC100-020A）張力控制是在上一級(jí)的線速度的基礎(chǔ)上進(jìn)行速度微調(diào)，同步線速度的調(diào)整

5、的好壞直接影響到張力的控制精度，此步驟在設(shè)備出廠時(shí)已經(jīng)過調(diào)試，客戶無須調(diào)整，但如果客戶有更換張力控制器或更改過牽引及收卷裝置（如變頻器、減速箱等）后張力控制失靈，要重新此步驟的調(diào)較。同步線速度可用儀表測量或在在張力穩(wěn)定的條件下查看各變頻器的實(shí)際頻率得到同步線速度的具體數(shù)值。調(diào)校方法：l 短接C2與OV端子，拆除原C3聯(lián)接線（或者將C3連接線接到C2，PLC面板打到速度模式）l 啟動(dòng)第一、二牽引，內(nèi)、外收卷，第一牽引設(shè)為25Hzl 調(diào)整R4電位器使第二牽引，內(nèi)外收卷的線速度與第一牽引保持一致l 線路復(fù)原l 此步驟調(diào)整完畢例：“用儀表測量線速度”調(diào)較的方法調(diào)整前調(diào)整后實(shí)際線速度m/Min實(shí)際頻率H

6、z實(shí)際線速度m/Min實(shí)際頻率Hz第一牽引3025第二牽引33253022.7外收卷36253020.8內(nèi)收卷36253020.8在“張力穩(wěn)定的條件下查看各變頻器的實(shí)際頻率得到同步線速度的具體數(shù)值”調(diào)校的方法張力穩(wěn)定的具體數(shù)值調(diào)整前調(diào)整后實(shí)際線速度m/Min實(shí)際頻率Hz實(shí)際頻率Hz實(shí)際頻率Hz第一牽引未知252525第二牽引未知22.72522.7請預(yù)覽后下載！外收卷未知20.82520.8內(nèi)收卷未知20.82520.82、 調(diào)零和校準(zhǔn)張力傳感器屬于精密元器件，在使用和運(yùn)輸過程中，由于有可能受到外力的作用或者元器件老化的因素，都會(huì)造成張力傳感器的輕微變形，因此張力傳感器應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行調(diào)零與校準(zhǔn)工

7、作（建議3個(gè)月檢測一次）。在調(diào)零與校準(zhǔn)工作前，應(yīng)對張力輥?zhàn)鲆幌聶z查：檢查張力傳感器的合力方向是否正確，ZC穿軸式張力傳感器紅點(diǎn)為合力方向。檢查張力輥是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。檢查張力傳感器插頭是否松動(dòng)。張力信號(hào)放大器或控制器配接線是否斷路或短路。TAC100的調(diào)零和校準(zhǔn)方法：l 調(diào)零在張力輥不受力（空軸）的情況下，調(diào)整ZERO電位器（順時(shí)針輸出增大，逆時(shí)針輸出減少），用電壓表檢測VO、COM輸出電壓，使其輸出為零。觀察PLC操作界面，察看實(shí)際張力是否為零。l 校準(zhǔn)在張力輥上按照膜路方向吊掛標(biāo)準(zhǔn)砝碼（5Kg），砝碼必須在各輥的中心，調(diào)整SPAN電位器（順時(shí)針輸出增大，逆時(shí)針輸出減少），用電壓表檢測VO、CO

8、M輸出電壓，使其輸出為相應(yīng)值。觀察PLC操作界面，察看實(shí)際張力是否為5Kg。例：傳感器最大張力=30Kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼=5KgVO、COM輸出最大電壓=10VVO、COM端電壓=VO、COM輸出最大電壓*砝碼重量/傳感器最大張力（Kg）=10*5/30=1.67（V）調(diào)整VO、COM輸出電壓為1.67Vl 檢查此步驟目的為驗(yàn)證張力傳感器的可重復(fù)性是否正常。張力輥不受力（空軸）檢查檢測VO、COM輸出電壓是否為零，觀察PLC操作界面，察看實(shí)際張力是否為零。吊掛標(biāo)準(zhǔn)砝碼（5Kg）用電壓表檢測VO、COM輸出電壓，使其輸出為相應(yīng)值。觀察PLC操作界面，察看實(shí)際張力是否為5Kg左右。如果檢查數(shù)值偏差較大，需

9、檢查張力輥是否正常？吊掛砝碼的方式是否正確？再次校準(zhǔn)。注：其他型號(hào)的調(diào)零校準(zhǔn)方法詳見具體的使用說明書3、 測試測試的目的是檢測1、2步的調(diào)較是否正確，檢測張力控制器是否正常，為正常生產(chǎn)做準(zhǔn)備。l 啟動(dòng)第一、二牽引，內(nèi)、外收卷，第一牽引設(shè)為25Hzl PLC操作界面上設(shè)置為張力模式l 設(shè)定第二牽引張力為5Kg請預(yù)覽后下載！l 空載時(shí)，觀察第二牽引實(shí)際速度是否高于同步時(shí)速度3Hz左右l 對第二牽引張力輥施加外力大于5Kg（用手）l 第二牽引會(huì)慢速下降，觀察第二牽引實(shí)際速度是否低于同步時(shí)速度3Hz左右l 內(nèi)外收卷張力測試同二牽引l 張力檢測完畢例：同步數(shù)值可參照調(diào)校步驟1方法得到同步數(shù)值空載加載實(shí)際

10、頻率Hz實(shí)際頻率Hz實(shí)際頻率Hz第一牽引252525第二牽引22.725.7左右19.7左右注：方案一的PLC的速度調(diào)節(jié)范圍比張力控制器的調(diào)整范圍要大，詳見相應(yīng)的設(shè)備使用說明書。四、張力控制器高級(jí)調(diào)較此部分一般為在線調(diào)整，出廠已調(diào)整好，無須調(diào)整，當(dāng)張力控制失常時(shí)，先檢查張力傳感器、膜路是否正常，排除其他故障依然無法解決時(shí)，由專人調(diào)整。調(diào)整時(shí)請注意調(diào)整前數(shù)值和參數(shù)，防止控制繼續(xù)惡化。調(diào)整前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)校步驟1、2。調(diào)整時(shí)先調(diào)整張力穩(wěn)定性，再調(diào)整張力偏差。穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在張力波動(dòng)較大。張力偏差主要表現(xiàn)實(shí)際張力與設(shè)定張力存在偏差，張力穩(wěn)定但較長時(shí)間實(shí)際張力無法與設(shè)定張力相同。方案一調(diào)整方法調(diào)整PLC參

11、數(shù)，當(dāng)張力波動(dòng)較大時(shí)，先減少P值，再增大I值，直至張力穩(wěn)定P值為比例調(diào)節(jié)，越小越穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)性能越差。I值為積分調(diào)節(jié)，越大越穩(wěn)定，數(shù)值偏差越慢消除。方案二調(diào)整方法調(diào)整控制器R1、R2、R3，當(dāng)張力波動(dòng)較大時(shí)，先逆時(shí)針調(diào)整R2，再逆時(shí)針調(diào)整R1，如果張力波動(dòng)還較大，可再逆時(shí)針調(diào)整R3，直至張力穩(wěn)定。張力偏差主要是調(diào)校步驟1沒有調(diào)較好，重復(fù)調(diào)校步驟1。R1 時(shí)間粗調(diào)，數(shù)值越大，反應(yīng)越靈敏，但過大則容易張力振動(dòng)。R1 時(shí)間微調(diào)，數(shù)值越大，反應(yīng)越靈敏，過大則容易張力振動(dòng)。R3為增益調(diào)整，越小越穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)性能越差。五、常見張力控制問題1. Relations between winding tension

12、, winding taper and film width?收卷張力、收卷椎度與薄膜寬度的關(guān)系？ Equipped tension automatic control with the equipment, haul-off tension and winding tension are for film normal needing, if tension is too small, it can not have the enough strength in the bow roller to spreading the film and cause gauffer; if tensio

13、n oversized, also will cause the film be stretched, (if using gravimetric control will cause the windage between actual thickness and displaying thickness), and reduce film quality.請預(yù)覽后下載！Tension relation between the second haul-off unit and surface winding, if its adjustment is not good, will cause

14、 the winding section stretched or shrink. (if using width measuring unit will cause the windage between actual width and displaying width.Function of taper control is when the reel diameter increases, gradually attenuating pressure of pressing arm, to keep invariableness of pressure between winding

15、roll and surface roller. Insure the product width will not be reduced when adding reel diameter.薄膜設(shè)備中采用張力自動(dòng)控制，牽引張力和收卷張力是為了使薄膜正常牽引和收卷之需要，張力過小，不能在弓輥產(chǎn)生足夠的力使膜展平而產(chǎn)生皺褶，張力過大，又會(huì)使薄膜被拉伸，（如果使用稱重控制將產(chǎn)生實(shí)際厚度與顯示厚度存在偏差的現(xiàn)象），造成薄膜質(zhì)量下降。第二牽引的張力與表面收卷的的張力的關(guān)系，如果第二牽引張力與表面收卷的張力關(guān)系調(diào)整不好時(shí)，會(huì)造成收卷部分拉伸或收縮（如果使用測寬設(shè)備將產(chǎn)生實(shí)際寬度與顯示厚度存在偏差的現(xiàn)象）

16、錐度控制的作用是當(dāng)卷徑增大時(shí)，逐漸衰減壓臂的壓力，使膜卷與表面輥之間的壓力保持恒定。保證在收卷卷徑增大時(shí)，薄膜成品寬度不減少。2. 第二牽引和收卷張力與錐度如何設(shè)定？How to set the taper with the second haul-off and winding tension?第二牽引和收卷張力設(shè)定最小值以不產(chǎn)生薄膜皺褶為準(zhǔn)，越小越好。Setting min. value for the second haul-off and winding tension can take non-film gauffer as standard, more less more bett

17、er.當(dāng)采用單邊收卷時(shí)，第二牽引張力稍大于收卷張力。When winding by one side, the tension of second haul-off is bigger than winding.當(dāng)采用雙邊收卷時(shí)，第二牽引張力稍大于內(nèi)外收卷張力之和。 When winding by two sides, the tension of second haul-off is a little bit bigger the sum of inside and outside winding.設(shè)定收卷壓力時(shí)，大致上1.0Mpa-2.0Mpa之間示情況而定。When setting wi

18、nding pressure, it mostly can see the showings between 1.0Mpa-2.0Mpa to decide. 設(shè)定錐度時(shí)以收卷成品不產(chǎn)生（開始寬度寬、大卷徑后寬度窄）的現(xiàn)象為最小值，但注意防止張力衰減到膜卷與表面輥之間無法產(chǎn)生足夠的壓力，造成收卷跑邊等現(xiàn)象。When setting the taper, use phenomenon of the empty winding reel (starting winding the width is wide, after big winding reel, the width is narrow) as min. value. But have to avoid the tension taper to between the reel film and surface roller cant produce enough pressure which will make the winding run away.六、張力控制失常的常見故障、原因排除方法1、張力控制器無法校零