一種印染漿紗機張力檢測及控制系統的製作方法
2023-05-31 17:41:31
本實用新型涉及一種張力控制系統，尤其涉及一種印染漿紗機張力檢測及控制系統，屬於張力控制領域。
背景技術：
張力控制，通俗地講，就是要控制卷取物體時保持物體相互拉長或者繃緊的力。張力應用於最廣泛的造紙、纖維、塑料薄膜、電線、印刷品、磁帶等輕工業中，帶材或線材的收放卷張力對產品的質量起著至關重要的作用。在收卷和放卷的過程中，為保證生產的質量及效率，保持恆定的張力是很重要的。
在冶金、造紙、紡織等行業中，在加工過程中或者是加工完成之後，最後的一道工序一般就是將加工物卷繞成筒狀。在這一過程中，卷繞的好壞將是決定產品質量的關鍵，卷的太緊，容易使織物變形，拉斷，卷的太松又容易使卷取不緊湊，不利於搬運和運輸，因而為了達到使卷繞緊湊，保證產品的質量，都要求在卷繞過程中，在織物上建立一定的張力，並保持張力為一恆定值，能夠實現這一功能的系統，就叫做張力控制系統。目前應用的張力控制系統，根據其測量控制的原理結構主要有三種：間接法張力控制系統；直接法張力控制系統;兼有間接法和直接法的複合張力控制系統。
從控制方式上分類，張力控制一般可以分為手動、半自動、全自動三類;卷徑控制方式可自動檢測卷徑從而對張力的執行機構進行調整、補償，實現張力的恆定。卷徑控制方式屬於半自動控制方式，其突出特點就是省去了價格相對昂貴的張力傳感器，安裝簡單，而且能很方便的獲得錐度張力控制，特別適用於冶金、印刷、包裝、造紙、印染等行業的分切及收卷機器設備。
漿紗機的張力大小直接影響產量。舊式漿紗機採用機械式傳動機構，張力調節範圍較窄。隨著設備的老化機械零件的磨損，張力逐漸下降。更換機械零件不便及費用的居高不下促使企業下決心對其進行改造。
例如申請號為「201310193026.8」的一種張力控制裝置，用在卷對卷滾壓設備中以控制收卷的張力，所述卷對卷滾壓設備包括收捲軸，所述張力控制裝置包括：厚度測量單元，位於所述收捲軸上以用來測量所述收捲軸上的卷材厚度；處理單元，根據所述厚度測量單元測量的厚度計算收卷的張力值；以及控制單元，接收所述處理單元輸出的張力值以控制所述收捲軸的張力。張力控制裝置可以控制收捲軸上的張力根據卷材的厚度的不同而相應變化，從而防止收卷過程中卷材表面擦傷。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種印染漿紗機張力檢測及控制系統。
本實用新型為解決上述技術問題採用以下技術方案：
一種印染漿紗機張力檢測及控制系統，包含遠程監控終端以及分別與其連接的多個設置在所漿紗機上的數據採集終端，所述數據採集終端包含數據處理模塊、張力傳感器、張力變頻器、穩壓器、編碼器、電機轉速傳感器、模數轉換器、三級放大電路、單片機模塊、無線發射器、電源管理器和光伏電源模塊；所述電機轉速傳感器依次經過模數轉換器、三級放大電路連接數據處理模塊，所述張力傳感器與數據處理模塊連接，所述數據處理模塊依次經過張力變頻器、穩壓器連接編碼器；所述數據處理模塊還經過單片機模塊連接無線發射器，所述光伏電源模塊通過電源管理器連接數據處理模塊；
所述三級放大電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一二極體、第一三極體、第二三極體、第三三極體；所述第一電阻為變阻器，所述第一電阻的滑動端連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端，第三電阻的一端、第一三極體的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極體的發射極分別連接第五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地；所述第一三極體的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極體的基極；所述第二三極體的發射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地；所述第二三極體的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極體的發射極；
所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第三三極體的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第一二極體的陽極、第三三極體的基極；所述第一二極體的陰極連接第四電阻的另一端。
作為本實用新型一種印染漿紗機張力檢測及控制系統的進一步優選方案，所述光伏電源模塊包含家用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述家用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊與蓄電池連接。
作為本實用新型一種印染漿紗機張力檢測及控制系統的進一步優選方案，所述電源管理器包含採樣濾波電路、磁偏檢測電路、DSP模塊、CPLD模塊、隔離驅動電路、功率放大電路、遠程通訊模塊；所述採樣濾波電路、磁偏檢測電路、功率放大電路、遠程通訊模塊連接在DSP模塊的相應埠上，所述DSP模塊通過CPLD模塊連接隔離驅動電路。
作為本實用新型一種印染漿紗機張力檢測及控制系統的進一步優選方案，所述數據處理模塊的晶片型號為EC20-3232BRA。
作為本實用新型一種印染漿紗機張力檢測及控制系統的進一步優選方案，所述張力變頻器的晶片型號為EV3300-4T0220G。
作為本實用新型一種印染漿紗機張力檢測及控制系統的進一步優選方案，所述編碼器的晶片型號為ES3-062N6941。
本實用新型採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
1、本實用新型結構簡單、易於實現、測量精度高；本實用新型具有良好的抗幹擾性能，能夠較好地完成控制效果，運行穩定可靠；本實用新型改造漿紗機織軸張力控制系統由變頻器控制，使其張力大小易於調節；改造控制系統，使其半自動化，更易控制、方便監視、減少維修量。
2、本實用新型把光伏電源與家用電源相結合、報警與錄像監控相結合，再加上無線熱點傳輸技術，不僅擁有了比普通報警器更強的反破壞能力，還有環保低碳的特點。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構原理圖；
圖2是本實用新型數據採集終端的結構原理圖；
圖3是本實用新型三級放大電路電路圖；
圖4是本實用新型電源管理器的結構原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明：
如圖1所示，一種印染漿紗機張力檢測及控制系統，包含遠程監控終端以及分別與其連接的多個設置在所漿紗機上的數據採集終端，本實用新型結構簡單、易於實現、測量精度高；本實用新型具有良好的抗幹擾性能，能夠較好地完成控制效果，運行穩定可靠；本實用新型改造漿紗機織軸張力控制系統由變頻器控制，使其張力大小易於調節；改造控制系統，使其半自動化，更易控制、方便監視、減少維修量。
如圖2所示，所述數據採集終端包含數據處理模塊、張力傳感器、張力變頻器、穩壓器、編碼器、電機轉速傳感器、模數轉換器、三級放大電路、單片機模塊、無線發射器、電源管理器和光伏電源模塊；所述電機轉速傳感器依次經過模數轉換器、三級放大電路連接數據處理模塊，所述張力傳感器與數據處理模塊連接，所述數據處理模塊依次經過張力變頻器、穩壓器連接編碼器；所述數據處理模塊還經過單片機模塊連接無線發射器，所述光伏電源模塊通過電源管理器連接數據處理模塊。
如圖3所示，所述三級放大電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一二極體、第一三極體、第二三極體、第三三極體；所述第一電阻為變阻器，所述第一電阻的滑動端連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端分別連接第二電阻的一端、第三電容的一端，第三電阻的一端、第一三極體的基極，所述第三電阻的另一端接地，所述第一三極體的發射極分別連接第五電阻的一端、第四電容的一端，所述第五電阻的另一端、第四電容的另一端均接地；所述第一三極體的集電極分別連接第三電容的另一端、第四電阻的一端、第二三極體的基極；所述第二三極體的發射極連接第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地；所述第二三極體的集電極分別連接第二電阻的另一端、第二電容的一端、第六電容的一端、第三三極體的發射極；所述第二電容的另一端分別連接第六電阻的一端、第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第三三極體的集電極、第七電容的一端，所述第七電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第一二極體的陽極、第三三極體的基極；所述第一二極體的陰極連接第四電阻的另一端。
所述光伏電源模塊包含家用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述家用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊與蓄電池連接。本實用新型把光伏電源與家用電源相結合、報警與錄像監控相結合，再加上無線熱點傳輸技術，不僅擁有了比普通報警器更強的反破壞能力，還有環保低碳的特點。
如圖4所示，所述電源管理器包含採樣濾波電路、磁偏檢測電路、DSP模塊、CPLD模塊、隔離驅動電路、功率放大電路、遠程通訊模塊；所述採樣濾波電路、磁偏檢測電路、功率放大電路、遠程通訊模塊連接在DSP模塊的相應埠上，所述DSP模塊通過CPLD模塊連接隔離驅動電路。
所述數據處理模塊的晶片型號為EC20-3232BRA所述張力變頻器的晶片型號為EV3300-4T0220G。所述編碼器的晶片型號為ES3-062N6941。
本實用新型改造漿紗機織軸張力控制系統由變頻器控制，使其張力大小易於調節；改造控制系統，使其半自動化，更易控制、方便監視、減少維修量。
傳動控制：(1)計算張力電機到織軸的減速比：減速比=(最大張力×電機額定轉速×最大織軸半徑)/(傳動比×9549)=(5000×1460×0.25)/(8.87×9549)=21.5kw；
(3)確定參數：經計算減速比應確定為8.8左右。廠方在改造時受自身條件影響，決定將減速比提高到13.15。最大車速=織軸空芯卷徑×3.14×電機額定轉速/減速比=(0.116×3.14×1460)/13.15=40.46經廠方確認最大車速滿足工藝要求。隨確定減速比為13.15。速度編碼器選用600線旋轉編碼器，一併交廠方安裝。
(4)主變頻器參數設定：根據漿紗機實際情況張力控制系統的主機變頻器選擇無速度反饋開環矢量控制方式的td3000-t40110g變頻器。
為保證參數的準確性，將艾默生td3300-4t0220g工程型矢量變頻器參數初始化，恢復出廠設置。控制方式選擇f0.02=1(閉環矢量控制)檢查編碼器是否正常。fb.00=600；按運行鍵，查看運行是否正常。如果變頻器只在2hz左右工作或啟動過流，顯示電流很大。則可能是編碼器接線錯誤、每轉脈衝錯誤、編碼器的方向反等原因;如果是低速運行正常，高速過流則可能是編碼器的聯軸器鬆動高速打滑的原因。
機械傳動比：f1.00=13.15。電機調諧：按照電機名牌設定電機參數。電機調諧時必須斷開電機與負載的連接。調諧過程是自動完成的，如果調諧時電機長時間不能轉動起來，說明電機參數嚴重不符或電機有故障。重新輸入電機參數或更換電機。電機方向確認：一般定義為fwd控制時電機的運行方向為實際需要的方向。慣量調諧：將電機與負載斷開調諧。
本實用新型改造漿紗機織軸張力控制系統由變頻器控制，使其張力大小易於調節；改造控制系統，使其半自動化，更易控制、方便監視、減少維修量。
本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這裡使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護範圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護範圍之內。上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以再不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。