张力控制器是一种在工业生产中用于控制材料或产品在输送、加工过程中张力的设备。广泛应用于造纸、印刷、塑料、橡胶、纺织、印染、电线电缆、冶金等行业。
安装与连接
安装位置:张力控制器应安装在干燥、通风良好的位置,避免受到潮湿、灰尘、腐蚀性气体和强烈振动的影响。在一些工业环境中,可能需要安装在控制柜内,并且要保证控制柜有足够的空间用于散热。
电气连接:
在连接电源时,要严格按照设备铭牌上的电压、频率等参数要求进行接线。通常,张力控制器会有不同的电源接口,如 220V AC 或 110V AC 等。接线时要注意区分火线、零线和地线,确保正确连接,避免电气故障。
传感器连接是关键的一步。张力传感器的输出信号一般为模拟信号(如 0 - 10V 或 4 - 20mA),要将传感器的信号输出线正确连接到张力控制器对应的模拟量输入端口。连接过程中要注意信号的极性,防止信号接反导致读数错误。
与执行机构(如磁粉制动器、磁粉离合器、变频器等)的连接也很重要。对于通过模拟量控制的执行机构,要将张力控制器的控制输出端口与执行机构的控制输入端口相连。例如,若使用变频器控制电机来调节张力,要将张力控制器的输出信号(通常是 0 - 10V 或 4 - 20mA)连接到变频器的速度控制输入端口。
参数设置
张力设定值:这是最基本的参数。根据实际生产工艺和材料的要求,在张力控制器的操作界面上设置合适的张力目标值。例如,在薄膜分切过程中,若薄膜的材质为 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),厚度为 0.05mm,宽度为 1m,根据经验和工艺要求,可能将张力设定值设置为 50N - 100N 之间的某个数值。设置方法通常是通过操作面板上的数字按键或旋钮进行输入,部分高级的张力控制器可以通过触摸屏进行直观的设置。
控制模式选择:
如前文所述,张力控制器有多种控制模式,包括恒张力控制、锥度张力控制等。在恒张力控制模式下,控制器会尽力保持张力在设定值不变,适用于大多数简单的收卷和放卷过程。而锥度张力控制模式则适用于卷材收卷,随着卷径的增大,按照一定的锥度曲线减小张力,以避免卷材内层材料被压坏。通过操作界面上的模式选择按钮或菜单选项,选择合适的控制模式。
对于一些特殊的生产工艺,可能还需要设置其他特殊控制模式相关的参数。例如,在某些高精度的印刷过程中,需要采用双闭环张力控制模式,这时除了设置张力目标值外,还需要设置内、外环控制参数,如比例增益、积分时间等。
传感器参数设置:
根据所使用的张力传感器的特性,设置相关参数。这包括传感器的量程、灵敏度等。如果传感器的量程是 0 - 500N,要在张力控制器中正确设置这个量程范围,以便控制器能够准确地读取和处理传感器信号。灵敏度设置则用于校准传感器输出信号与实际张力之间的对应关系,确保张力测量的准确性。
有些张力控制器还支持传感器零点校准功能。在安装好传感器并连接好线路后,在设备未施加张力的情况下,通过操作界面执行零点校准操作,使控制器能够准确识别张力为零的状态。
调试与校准
空载调试:在正式投入生产前,先进行空载调试。在不加载材料的情况下,启动张力控制系统,检查各个部件的工作状态。观察张力控制器的显示值是否稳定在零点附近,检查执行机构(如磁粉制动器或离合器)是否有异常的动作或噪音。如果显示值不稳定或者执行机构有异常,需要检查传感器的连接、电源供应以及执行机构的机械安装等方面是否存在问题。
加载调试:
空载调试正常后,加载少量材料进行初步调试。开始时,可以将张力设定值设置为较低的值,观察系统在加载材料后的反应。检查张力控制器是否能够正确地检测到张力变化,并使执行机构做出相应的调节动作,使张力逐渐接近设定值。
在调试过程中,可能需要对控制参数(如比例增益、积分时间等)进行微调。比例增益决定了控制器对张力偏差的响应速度,积分时间则影响系统的稳定性和消除静态误差的能力。如果张力波动较大,可以适当增加比例增益;如果系统出现振荡现象,则需要适当减小比例增益或者增加积分时间。
进行全负载调试,逐渐增加材料的负载量,直到达到正常生产时的负载水平。在这个过程中,持续观察张力的控制情况,确保张力能够稳定在设定值附近,并且在材料速度变化、卷径变化等情况下,系统仍能保持良好的张力控制性能。
校准检查:在调试完成后,定期进行校准检查是很有必要的。使用标准的张力检测设备(如高精度张力计)对系统的张力测量和控制进行校准。将标准张力计安装在材料输送路径上,与张力控制器的传感器同时测量张力,比较两者的测量结果,如有偏差,对张力控制器的传感器参数或控制参数进行调整。
日常操作与维护
日常操作:
在生产过程中,操作人员要密切关注张力控制器的工作状态,观察张力显示值是否在设定范围内。如果出现张力报警(如张力过高或过低),要及时检查生产设备和材料情况,判断是正常的工艺波动还是设备故障引起的。
根据生产工艺的变化,可能需要适时调整张力设定值。例如,在更换不同材质或厚度的材料时,要重新设置合适的张力参数。同时,注意观察材料在输送和加工过程中的状态,如是否有起皱、拉伸过度等现象,这些可能是张力控制不当的表现。
维护保养:
定期清洁张力控制器及其周边环境,防止灰尘和杂物进入设备内部,影响散热和电气性能。对于传感器,要特别注意保持其清洁,避免油污、灰尘等污染传感器的感应部件,影响张力测量的准确性。
检查电气连接部分是否松动,包括电源线、传感器连接线和执行机构连接线等。松动的连接可能导致信号传输中断或异常,引起张力控制故障。定期检查执行机构(如磁粉制动器或离合器)的工作状态,包括磨损情况、润滑情况等。如果发现磨损严重或润滑不足,要及时进行维修或保养。