ABB变频器在张力控制中的应用

1 引 言
    在生产织网和线材时，为了确保产品质量的均匀性，许多材料加工机都应用了张力控制器以确保恒定的牵引力。其中张力的测量一般是由张力调节臂或测力传感器上的一个滚轴来完成的。如果有足够的空间，通常是使用张力调节臂；如果空间有限，则使用测力传感器。张力调节臂的优点是可以提供更为灵活的控制，特别是在加速或减速这样的瞬变状态中。张力则由一个卷绕机或滚轴提供。 
    织网和线材的加工一般应用于金属、纸张、纺织品、塑料、印刷和冶炼工业中。ABB公司针对已开发成熟的各种控制解决方案，将其变频器产品用于特定的传动场合。这些专门针对各种应用场合的产品优点是提高生产效率、无需外部的PLC、使用简便、降低成本、灵活适用。
    ABB公司的变频器可以用于中心轴驱动卷取机或开卷机中。其中心轴卷取／开卷软件是一种非常经济实用的实现带材张力控制的软件。所有标准工厂宏被从ACS800处理器存储器中清除了，因此处理器可以*用于工艺控制，性能得到*化。
特性及优点
    ABB变频器中心轴卷取机／开卷机应用宏有卷取张力宏、卷取调节辊宏、开卷张力宏、开卷调节辊宏。
2 调节辊控制
如图1，调节辊用于调节带材张力。一个可移动的惰轮位于两个固定惰轮之间。当可移动的惰轮远离固定惰轮时，在惰轮之间就积存了更长的带材。当机械力被用于使可动惰轮拉紧或放松，在带材建立了张力。可移动的惰轮被称为“调节辊”。一般用一个电位计来测量调节辊的位置。调节辊的一个优点是能够存储带材，它的作用就好比是一个蓄力器。
3 张力控制
    张力传感器用于测量在带材上的实际张力负荷。张力传感器反馈没有带材存储功能，但是它提高了张力控制精度，缩短了响应时间，传动速度或者转矩由张力调节器调整。张力控制包括速度调整模式和转矩调整模式。转矩调整模式又可分为开环转矩调整模式和闭环转矩调整模式。转矩调整模式可以使系统运行较稳定。

4 典型应用
    浆纱机是纺织厂织布的前一道工序，它的好坏直接影响布机的工作效率，影响织布的质量。传统的卷绕控制方法是由主传动电机通过无级变速器来控制织轴的卷绕。缺点是卷绕张力波动大，无级变速器链条极易伸长，经常要调整更换，造成使用成本偏高。而采用双变频器控制的优点是可以无级调速，只需简单设定张力，便可执行张力自动跟踪。用张力传感器做成闭环控制，控制精度更高。
5 电气控制原理
     来自PLC的速度信号给主传动变频器VF1的AI1端子，主传动变频器VF1输出端子AOI速度信号给卷绕变频器VF2的AI1，张力给定信号由PLC送给卷绕变频器VF2的AI2端子，张力反馈信号由张力传感器送给卷绕变频器VF2的AI3端子。在VF2卷绕变频器中选择卷取张力宏闭环速度模式即可。

6 总结
    将ABB变频器中心轴卷取，开卷软件应用在恒张力卷取控制上，由于将张力控制器放在变频器内部，减少了PLC的编程，缩短了PLC的循环周期，使得控制更为紧凑。而且由于张力传感器信号直接送到变频器的控制端口上，加快了变频器对张力变化的响应，使得张力控制更为，即使不使用张力传感器反馈，也能获得较高的控制精度。