线材收卷设备张力控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种线材收卷设备张力控制器，属于金属线材生产加工的电动控制设备。目的在于提供一种金属线材生产加工的控制器，包括数字量输入接口、数字量输出接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、ＲＳ４８５通讯接口、ＣＰＵ和键盘。输入输出备用接口可以由用户根据需要来选择使用。ＣＰＵ与键盘可以实现远程通讯，用户可以在键盘中设置所需要的参数，以适应不同设备类型，方便了用户的使用，提高了自动化程度，也提高了线材生产加工的电动控制设备的工作效率。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种线材收巻设备张力控制器，属于金属线材生产加工的电动控制设备。
技术介绍
在纺织、染料、造纸、制膜、拉丝、复膜设备匕'般需要对产品进行收巻，收巻设备的性能影响着产品的质量。使用收巻设备应达到如下性能1、在一定范围内平滑调速，通过调节收巻电机的转速来生产不同规格的产品；2、启动、停止平稳，避免大的机械冲击，减少启动过程中的不合格产品；3、张力控制性能稳定，工作可靠。除此之外，还希望设备具有强大的保护功能；对电网的冲击小；能够节能运行。为了实现设备的性能指标，设计者不仅要选用性能良好的执行器，还要设计出结构简单、精度高、具有优异动静态性能的控制器。目前，随着交流变频技术的发展，变频驱动成为收巻设备执行器的首选。在收巻设备中，由控制器给出信号命令变频器带动电机运行，保证收巻张力的恒定，所以如何保证收巻时的张力恒定是控制器的核心技术。研究金属线材收巻设备张力控制器，对于提高金属线材产品质量，提高设备自动化程度，提高线材生产加工效率具有重要的现实意义。同时，对涂布机、淋膜机、分切机、复巻机等设备张力控制的技术提升具有理论意义。为了控制收巻的张力稳定，收巻设备通过张力辊的信号来调节牵引电机和收巻电机的速度同歩。在巻取的过程中，随着巻径的不断增加，收巻电机的速度必须不断减少，同时又要保证金属线材的张力相对平稳。对于收巻系统而白-，进行张力控制是核心技术，也是控制器设计的难点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种数字和模拟混合电路，数字式输入输出，模拟量输入输出，控制精度高，操作简便。张力任意设定，可用于大张力的粗大材料，也适用于小张力的细小材料。控制器为了实现复杂的功能，设计了多路常用节点，除此之外，还设计了冗余的数字节 点和模拟节点，以备用户使用。当设备的运动机构由变频器与交流电机驱动时，牵引和收巻 的协调关系是由变频器驱动的交流电机的运行速度来保证的，运行信号和速度给定是由控制 器产生的，因此由控制器产生的速度给定是保证这种协调关系的关键。本技术要解决 的技术问题是1、 根据牵引和收巻变频器的给定速度，fi动逼近得到巻径，无须设定巻径的初始值；2、 控制器主板与键盘远距离通讯，实现人机友好交互功能，极大地方便了用户的使用， 提高了fi动化程度；3、 多种线速度测量方式，包括脉冲输入、模拟输入等；4、 无需张力锥度的设定，自由操作；5、 具有自动换巻逻辑功能，实现在线换巻6、 实现有张力辊的恒张力控制，也可以是无张力辊的恒张力控制。7、 控制器整体的实现。本技术解决其技术问题所采用的技术力-案一种线材收巻设备张力控制器，包括用T完成整个收巻设备的--切数据处理、交换和命令的控制主板，用于对收巻设备的运行参数进行设定的键盘，所述的键盘通过RS485接口连 接控制主板，其特征在于所述的控制丰板包括用于数据处理的CPU:用于牵引和收巻的 单机运行信号、低速联动信号、切除信号、整机启动信号、制动信号和安全信号的输入的丌 关量输入接口 ；用于执行接口的运行信号和机械刹车元件的动作信号的丌关量输出接口 ；用 于位置或张力模拟输入的模拟量输入接口 ；用于各道次的执行单元的速度电压给定的模拟量 输出接口 ；用十存储数据的EEPROM/24LC08与CPU的PB1-3、 RST连接；用于仿真的JTAG仿 真口与CPU的PF4-7连接。所述的开关量输入接口包括16个接点，16个接点通过16个光藕TLP521隔离后，分别 输入到CPU的PD 口 、 PB4-7、 PA4-7;所述的开关量输出接口包括12个接点，由CPL'的PA0-3、 PC 口输出，通过12个达林顿光藕PS2732隔离后输出；所述的模拟量输入接口包括4个接点， 通过信号处理后，分别连接到CPU的PF0-3;所述的模拟量输出接口包括4个接点，由CPU的PE3-5产生P丽滤波后为模拟输出信号。与控制器相连接的外围设备包括外,信号、主令信号、牵引变频器、收巻变频器、张力检测装置。所述的外围信号包括单机运行信号、低速联动信号、切除信号、制动信号和安全信号；所述的主令信号包括主命令和主给定速度。本技术的有益效果主要表现在(1)本控制器能方便地与变频器、开关信号、运行信号连接，组成收巻设备的电气控制系统，提高设备安装与调试效能；(2)控制器通过键盘可以定义参数，也可以利用备用接点，极大限度地满足不同类型的输入输出设备或元件的需求，不同类型的设备与元件可以方便与控制器连接，发挥其功效；(3)键盘与控制主板的连接X用RS485接口，实现较远距离的通讯，方便了操作者的操作与生产；(4)控制器还具备故障检测功能，方便了设备的维修与维护；(5)键盘设定方便，使控制器能适应各种类型的收巻设备，提高f工作效率；(6)实现有张力辊的恒张力控制，也可以是无张力辊的恒张力控制。附图说明图1为控制器结构图。图2是控制器与外围设备示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进 一 歩描述参照图1、图2，图1给出了控制器的组成，控制器包括开关量输入接口、开关量输出接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、 CPU和键盘。其中开关量输入接口有16个接点，16个接点通过16个光藕TLP521隔离后，分别输入到CPU的ra口、 PB4-7、 PA4-7。开关量输出接口有12个接点，山CPU的PA0-3、 PC 口输出，通过12个达林顿光藕PS2732隔离后输出。模拟输入有4个接点，通过信号处理后，分别连接到CPU的PF0-3。模拟量输出接口有4个接点，由CPU的PE3-5产生P丽滤波后为模拟输出信号。CPU的PP'4-7接到JTAG仿真口用于仿真。CPL的PB卜3、 RST接到EEPR0M/24LC08， CPU将数据存储到EEPR0M/24LC08中，或者从EEPR0M/24LC08中读取数据。CPU的PEO-2与RS485连接，构成了与键盘通讯的网络。键盘与主板不在一块板上，但与主板一起构成了控制器。收巻设备是一种典型的机电一体化产品，在金属线材的生产中，其功能是各种金属线材 收巻而成。工作时，牵引和收巻都是由交流电机通过传动机构驱动的，而交流电机的运行是 由变频器来控制的，因此，牵引和收巻的运行速度实际上是由送给变频器的速度给定电压值 来决定的，如图2所*。如图2所不，金属线材通过牵引tij左边进来，然后由收巻成品。收巻机的速度是跟随牵 引速度的，当金属材料没有拉紧时，张力辊依靠自身的反力向下运动，说明收巻机的工作速 度太慢，此时应提高收巻机的工作速度；反之，当金属材料拉紧时，张力辊则被金属材料拉 向上运动，说明收巻机的工作速度太快，此时应降低收巻机的工作速度。另外，在工作过程 中收巻轮子卜-金属材料的巻径越来越大，收巻半径发生了变化，则收巻机电机的速度与牵引 的电机速度的比值也是变化的，此时，应采用前馈+PID控制.其中前馈系数由控制器自动 识别得到，当无张力辊时，则张力检测失i作用，控制器可以实现无张力辊的恒张力控制， 见键盘参数功能码。如图2所小，外围信号是山单机运行信号、低速联动信号、切除信号、整机启动信号、 制动信号和安全信号等组成，主令信号是由主命令和主给定速度等组成，它们决定了控制器 的运行状况，键盘的参数设定则是决定了控制器以如何方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线材收卷设备张力控制器，包括用于完成整个收卷设备的一切数据处理、交换和命令的控制主板，用于对收卷设备的运行参数进行设定的键盘，所述的键盘通过ＲＳ４８５接口连接控制主板，其特征在于：所述的控制主板包括：　用于数据处理的ＣＰＵ；　 　用于牵引和收卷的单机运行信号、低速联动信号、切除信号、整机启动信号、制动信号和安全信号的输入的开关量输入接口；　用于执行接口的运行信号和机械刹车元件的动作信号的开关量输出接口；　用于位置或张力模拟输入的模拟量输入接口；用于各道 次的执行单元的速度电压给定的模拟量输出接口；　用于存储数据的ＥＥＰＲＯＭ／２４ＬＣ０８与ＣＰＵ的ＰＢ１－３、ＲＳＴ连接；　用于仿真的ＪＴＡＧ仿真口与ＣＰＵ的ＰＦ４－７连接。

【技术特征摘要】
1、一种线材收卷设备张力控制器，包括用于完成整个收卷设备的一切数据处理、交换和命令的控制主板，用于对收卷设备的运行参数进行设定的键盘，所述的键盘通过RS485接口连接控制主板，其特征在于所述的控制主板包括用于数据处理的CPU；用于牵引和收卷的单机运行信号、低速联动信号、切除信号、整机启动信号、制动信号和安全信号的输入的开关量输入接口；用于执行接口的运行信号和机械刹车元件的动作信号的开关量输出接口；用于位置或张力模拟输入的模拟量输入接口；用于各道次的执行单元的速度电压给定的模拟量输出接口；用于存储数据的EEPROM/24LC08与CPU的PB1-3、RST连接；用于仿真的JTAG仿真口与CPU的PF4-7连接。2、 根据权利要求l所述的线材收巻设备张力控制器，其特征在于所述的丌关量输入接 口包括16个接点...

【专利技术属性】
技术研发人员：南余荣，
申请(专利权)人：杭州中固科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]