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作者：王剑辉
来源：《决策探索（中旬刊）》 2020年第10期
文/王剑辉
摘要：文章介绍浸胶帘子布后卷取张力控制的特点及方案，针对生产实践大胆改进，确保张力稳定，使帘子布收卷形成良好的卷姿。 浸胶生产线的最后工序为成品帘子布的卷取阶段，工艺要求卷取张力、接压的设定与卷取布辊的直径变化紧密相关。随着卷取直径的变大，卷取张力设定逐渐减小，接压设定逐渐增加，最终形成减张力恒压控制，确保实现良好的成形卷姿。
一、张力控制特点
成品帘子布卷绕成型传动单元，如图1所示。
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FR为一个稳速系统，WS为典型卷绕系统。即V1是恒定的，而V2=KV1，WS速度V2是紧紧跟随FR速度V1。两个单元之间织物的张力为：
T=E×S∫(V1－V2)dt （1）
式（1）中：T——织物（帘子布）承受的张力；S——织物（帘子布）的截面积；E——织物（帘子布）的弹性系数；V1、V2——两个传动点M、N的线速度。
如果对WS单元采用稳速系统拖动，则织物承受的张力T、线速度V随卷径D的变化如图2所示。
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欲使张力稳定，必须保持线速度稳定。根据V2= KV1,要使V稳定，必须使WS电动机转速V2∞V1，速度比例系数K与卷绕张力T紧密相关，张力T也可随卷绕直径D的变化而变化。
二、张力控制的实现
软轴泵 张力控制系统采取被调量F（或V）的直接负反馈，即张力闭环控制系统。
浸胶机卷绕张力由矢量变频直接转矩控制形成，采用速度控制为内环、张力控制为外环的双闭环控制系统，如图3所示。
双闭环控制系统中：ASR——速度调节器；ATR——张力调节器；VF61V——矢量变频器；PG——速度检测器；FC——张力检测器。
在张力闭环控制中，张力设定与张力检测的差值经过PI调节器后，参与电机转速控制，经过速度环后变为转矩，最终控制电动机的转动，从而满足连续生产的需要。
后卷绕张力给定：
Tset=T[1－t(D－Dn)]/(Dx－Dn) （2）
式（2）中：T——实际张力；Tset——设定张力，设定后为常数可有10种设定值；Dx=1200mm，为卷取最大直径；Dn=160mm，为卷取最小直径（木轴直径）。
t =（T－△T）/ T 张力锥形 （3）
式（3）中，△T为后卷绕设定张力增量，可有10种设定值，设定后为常数，如图4所示。
从图4可以直观地看出，随着帘子布卷径的增大，布面张力逐渐递减，保证了整个布卷张力的恒定。
三、张力控制的改进
成品帘子布完成卷绕成型后，都要进行切换，每次切换起来，张力T由30kg上升到250kg，即张力变量△T变化较大，引起PI调节器的振荡，张力控制不稳，过渡时间持续两分钟，导致初始卷绕布边不一或呈波浪形。
第一，为提高张力控制精度，缩短过渡时间，根据模糊控制理论，采用近似模糊PI调节法，即根据张力变量的不同，设置不同比例常数KP和积分时间常数TI，通过计算机修改U——GPCH中的PI参数，并把修改后的参数输入到文件中保存，经过多次实验，取得了一组控制最好的参数。第二，为了缩短张力上升时间，加快响应速度，可以先加张力闭环，延迟三秒钟再加速度闭环，减少张力上升时卷布数量。
经过一系列改进措施，提高了系统稳定性，减小超调量，减小了系统的波动，张力控制精度远小于1%，初始超调及过渡时间减少，卷绕基本不出现波浪形，卷姿不良造成的返卷率由6%下降到1%以内，效果良好。
摸鱼池 作者单位：
平顶山神马帘子布发展有限公司动力厂
