闡述了在真空卷繞鍍膜機中張力控制的必要性和復雜性。通過機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)計卷繞鍍膜機開卷張力控制系統(tǒng)的方法。從張力給定和張力控制兩方面, 對控制系統(tǒng)設(shè)計過程中相關(guān)控制量及補償量的計算方法給出了具體算式和詳盡說明。實踐表明, 該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單, 控制精度高, 響應速度快且穩(wěn)定性好。

　　在真空卷繞鍍膜機設(shè)計過程中, 為了保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的連續(xù)運轉(zhuǎn), 需要實現(xiàn)穩(wěn)定的張力控制。一方面, 過大的張力會破壞產(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)值過小, 帶材將不能繃緊, 嚴重影響膜層的均勻度和平整度, 大大降低產(chǎn)品的質(zhì)量, 同時也會使帶材發(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、強耦合性。帶材的速度和張力是一對強耦合的物理量, 而開卷卷筒速度又是時變的。在這樣一個系統(tǒng)中, 速度的變化必將引起張力的改變, 反之張力變化也會影響速度。2、系統(tǒng)動力模型變化大。隨著開卷的進行, 帶材卷徑不斷變小, 從而使系統(tǒng)慣性不斷減小�？刂茖崟r性要求強。卷繞鍍膜機生產(chǎn)速度很快, 所以對控制系統(tǒng)的實時性提出了很高的要求。∀系統(tǒng)復雜。卷繞系統(tǒng)是由很多輥子組成的系統(tǒng), 各子系統(tǒng)之間相互影響, 導致薄膜張力控制相當復雜。

1、卷繞系統(tǒng)機械結(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、入口S 輥組組成。

圖1  高真空卷繞鍍膜機設(shè)備組成及工藝路線

5 、結(jié)論

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

參考文獻

　　[1]  陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)[M] . 北京: 機械工業(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)備中變頻真空機組的設(shè)計應用[J] . 真空科學與技術(shù)學報, 2007,(1) : 84- 87.
　　[6]  范智勇, 陳殿勇. 薄膜厚度的多探頭計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)[J] . 真空科學與技術(shù), 2001, 21(2) : 661- 961