真空卷繞鍍膜機(jī)開卷張力控制系統(tǒng)研究

　　闡述了在真空卷繞鍍膜機(jī)中張力控制的必要性和復(fù)雜性。通過(guò)機(jī)理建模的方法建立了開卷區(qū)張力控制模型, 從中得出影響張力的相關(guān)因素, 并提出了一種利用間接控制方式設(shè)計(jì)卷繞鍍膜機(jī)開卷張力控制系統(tǒng)的方法。從張力給定和張力控制兩方面, 對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)控制量及補(bǔ)償量的計(jì)算方法給出了具體算式和詳盡說(shuō)明。實(shí)踐表明, 該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 控制精度高, 響應(yīng)速度快且穩(wěn)定性好。

　　在真空卷繞鍍膜機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中, 為了保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn), 需要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的張力控制。一方面, 過(guò)大的張力會(huì)破壞產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu), 使產(chǎn)品發(fā)生形變, 甚至發(fā)生斷帶的現(xiàn)象; 另一方面, 若張力數(shù)值過(guò)小, 帶材將不能繃緊, 嚴(yán)重影響膜層的均勻度和平整度, 大大降低產(chǎn)品的質(zhì)量, 同時(shí)也會(huì)使帶材發(fā)生跑偏、打滑等現(xiàn)象。而在卷繞鍍膜張力系統(tǒng)中, 其控制難度主要體現(xiàn)在: 1、強(qiáng)耦合性。帶材的速度和張力是一對(duì)強(qiáng)耦合的物理量, 而開卷卷筒速度又是時(shí)變的。在這樣一個(gè)系統(tǒng)中, 速度的變化必將引起張力的改變, 反之張力變化也會(huì)影響速度。2、系統(tǒng)動(dòng)力模型變化大。隨著開卷的進(jìn)行, 帶材卷徑不斷變小, 從而使系統(tǒng)慣性不斷減小�？刂茖�(shí)時(shí)性要求強(qiáng)。卷繞鍍膜機(jī)生產(chǎn)速度很快, 所以對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提出了很高的要求。∀系統(tǒng)復(fù)雜。卷繞系統(tǒng)是由很多輥?zhàn)咏M成的系統(tǒng), 各子系統(tǒng)之間相互影響, 導(dǎo)致薄膜張力控制相當(dāng)復(fù)雜。

1、卷繞系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　以ZDXL 系列高真空卷繞鍍膜設(shè)備為例, 其主要由開卷區(qū)、開卷活套區(qū)、蒸發(fā)區(qū)、收卷活套區(qū)和收卷區(qū)五部分組成, 如圖1 所示, 其中開卷區(qū)由開卷機(jī)、入口S 輥組組成。

圖1  高真空卷繞鍍膜機(jī)設(shè)備組成及工藝路線

5 、結(jié)論

　　本文針對(duì)真空卷繞鍍膜機(jī)張力難以平穩(wěn)控制的問(wèn)題, 提出了一種利用間接張力控制的方式設(shè)計(jì)卷繞鍍膜機(jī)張力控制系統(tǒng)的方法, 并給出了設(shè)計(jì)中相關(guān)量的計(jì)算算式。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單, 成本較低且響應(yīng)速度快, 穩(wěn)定性好, 無(wú)需改變生產(chǎn)線的既有結(jié)構(gòu)。且該方法稍加改動(dòng)便可運(yùn)用于卷繞鍍膜機(jī)收卷段,活套段及相關(guān)行業(yè)卷繞設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

　　[1]  陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M] . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1992
　　[2] 周志文. 變頻調(diào)速器在張力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J] . 真空, 2003, ( 1) : 33- 35
　　[3]  TetsuzoSakamoto , Yoshikazu Fujino. Modeling and Analysis of a Web Tension Control System [ C] . IEEE Catalog Number:957H8081, 2003
　　[4] Tetsuzo Sakamoto, Yosunobn Izumihara. Decentralized ControlStrategies for Web Tension Control System[C] . IEEE Catalog Number: 957H8080, 2003
　　[5]  徐言生, 楊澤亮, 龍建佑, 等. 真空冷凍干燥設(shè)備中變頻真空機(jī)組的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J] . 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào), 2007,(1) : 84- 87.
　　[6]  范智勇, 陳殿勇. 薄膜厚度的多探頭計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)[J] . 真空科學(xué)與技術(shù), 2001, 21(2) : 661- 961