[实用新型]一种应用于卷材生产领域的智能张力控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于卷材生产领域的智能张力控制器，适用于对各种卷材生产领域中对材料张力进行智能控制。

背景技术

工控行业在各种卷材生产领域中一些带状和线状类的产品，经常需要控制张力来达到生产要求，例如印刷、包装、造纸、橡塑、纺织、印染、拉丝、电力线缆和钢铁等行业。早期的技术中张力控制通常采用人工手动控制，无法有效地准确地调节力度。目前新开发的全自动的张力控制器提升了张力控制的水平，同时也提升了张力控制器设计和制造技术水平。但是有的张力控制器不能全面适应各种卷材生产设备的变化，存在着张力控制精度不高，操作按键功能固定化，操作不够方便，用户不能根据自己的使用习惯对按键功能进行自定义等问题。因此需要开发方便用户操作，张力任意设定，既可用于粗大材料，也适用于小张力的细小材料的张力控制，同时能将多台张力控制器组网实现多轴同步控制的张力控制器。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种能方便用户操作、生产运行状态和参数显示直观，操作人性化、能将多台张力控制器组网实现多轴同步控制张力的应用于卷材生产领域的智能张力控制器。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种应用于卷材生产领域的智能张力控制器，包括微控制器、RS485通信接口、A/D转换器、数字量I/O接口、D/A转换器、功率驱动器、操作面板、系统电源和张力检测器，所述的微控制器选用32位ARM Cotex-M3内核微控制器，微控制器分别与RS485通信接口、A/D转换器和数字量I/O接口互联，微控制器还分别与D/A转换器、功率驱动器、系统电源和操作面板连接；所述的操作面板上设有面板按键和液晶显示屏；所述的A/D转换器与张力检测器连接。

所述的RS485通信接口与上位机之间通过Modbus通讯协议通讯。所述的上位机为计算机或PLC控制器。

所述的张力检测器将来自差动式或应变式张力传感器输出的模拟电压信号调理并输入到A/D转换器，输辅助控制信号经过的模拟量输入接口也输入到A/D转换器中。

所述的D/A转换器输出的模拟量信号经过的模拟量输出接口用于控制卷材生产中作为执行机构的变频器/伺服驱动器。

所述的功率驱动器输出0~24V/4A的驱动信号控制作为执行机构的磁粉制动器的电流或夹送辊电机的转速。

所述的操作面板的面板按键中设有一个可编程的 “Fn”功能按键。

本实用新型的智能张力控制器使用时将来自差动式或应变式张力传感器输出的模拟电压信号输入到张力检测器中，张力检测器进行调理后输出的信号送到高精度A/D转换器，或者将输辅助控制信号的模拟量输入到A/D转换器中，经AD采样后转换为实际的材料张力值；微控制器将检测到的张力值与设定的目标张力值比较后，进行PID调节运算，然后将运算结果输出到功率驱动器或者D/A转换器；功率驱动器输出0~24V/4A的驱动信号控制作为执行机构的磁粉制动器的电流或夹送辊电机的转速，最终达到对材料的自动恒张力控制。另外，D/A转换器输出的模拟量信号可以用于控制使用变频器/伺服驱动器作为执行机构的应用场合。为了满足各种应用场合不同材料了控制要求，控制器内置了多种控制模式以及各种可编程的控制参数，参数可通过控制面板的操作按键设置。

本实用新型的一种应用于卷材生产领域的智能张力控制器具有如下优点：

1、本智能张力控制器配备了大尺寸的图形液晶显示屏，各种运行状态和运行参数显示直观，操作人性化。

2、本智能张力控制器在操作面板的面板按键中专门设置有一个的可编程“Fn”功能按键，方便用户根据自己的使用习惯对按键功能进行自定义。

3、本智能张力控制器设有支持Modbus通信协议的RS485通讯接口，使多台张力控制器可以组网实现多轴同步控制；通讯接口也方便用来与PLC等其它控制系统进行通讯。由于能与上位机进行通讯，极大地方便系统现场调试以及故障诊断。

4、本智能张力控制器的传感器采集到的模拟信号采用高精度A/D采样，同时配合FIR滤波算法，控制器内置自学习PID算法和先进的锥度控制算法对卷材张力进行实时控制。

5、本智能张力控制器兼容张力检测器扭矩输出模式、浮辊速度扭矩输出模式以及张力检测器速度输出模式三种控制模式。支持磁粉制动器控制输出以及变频器/伺服驱动器控制输出。本智能张力控制器具备手动调节功能。

附图说明

图1为本实用新型的一种应用于卷材生产领域的智能张力控制器设置结构框图。