Control de Tensión de Banda: Rango de Tensión, Métodos de Control y Configuraciones

Un sistema de control de tensión de banda mantiene la fuerza longitudinal sobre una banda en movimiento en un valor fijado mientras cambian el diámetro del rollo, la velocidad de línea y el material. Esta página enumera las especificaciones medibles de los controladores de tensión, sensores de tensión y actuadores de polvo magnético fabricados por XW Machinery, explica los tres métodos de control utilizados en líneas de conversión y ofrece tres configuraciones típicas con sus rangos de tensión.

Si primero necesita el concepto, lea ¿Qué es un Sistema de Control de Tensión de Banda?. Si necesita el lado de alineación lateral de la especificación, consulte Sistemas de Guiado de Banda: Especificaciones y Selección de Modelo.

Especificaciones de Control de Tensión de un Vistazo

Parámetro Especificación Modelo
Método de control Bucle cerrado automático con algoritmo PI sin sobreoscilación; bucle abierto manual de corriente constante en microcontroladores TC-860, TC-200
Rango de par, unidades de polvo magnético estándar 6 N.m a 400 N.m Rango estándar de embragues y frenos
Rango de par, micro unidades 1 N.m a 5 N.m Micro embrague 12 V, micro freno 24 V
Designación de rango del controlador 1000 N.m KDT-C-1000
Salida principal 2 x 24 V / 4 A canales de corriente constante TC-860, KDT-C-1000
Salida auxiliar 2 x 0-10 V; o 1 x 0-5 V configurable a 0-10 V TC-860, KDT-C-1000
Ciclo de muestreo 50 ms TC-860
Precisión de conversión 1 LSB, conversión A/D de 16 bits TC-860
Rango de entrada del sensor 30 mV o 300 mV estándar; entrada de 5 V personalizable TC-860
Alimentación del controlador AC 165-264 V; o AC 180-245 V; o excitación DC de 12 V / 24 V para micro unidades TC-860, KDT-C-1000, TC-200
Comunicación RS485 / Modbus-RTU, mapa de registros 0x00 a 0x19 TC-860, KDT-C-1000
Control de cambio de rollo Conmutación de doble estación con relación de salida de cambio de eje ajustable, salida de standby KDT-C-1000, TC-860
Estructura de medición Montaje por brida en voladizo, montaje por base en soporte, eje pasante Rango del sensor de tensión
Señal de salida del sensor Salida de galga extensométrica mV/V Sensor de eje pasante
Clase de protección IP54 / IP65 Sensor de eje pasante

Cómo se Deriva el Rango de Tensión

La tensión no la fija directamente el controlador. En una estación de bobinado o desbobinado, el controlador fija el par en un embrague o freno de polvo magnético, y la tensión de banda resultante se deriva del radio del rollo:

Tensión de banda (N) = Par (N.m) / Radio del rollo (m)

Por eso el rango de tensión utilizable de una zona depende tanto del rango de par del actuador como del rango de diámetro del rollo de la máquina. Un freno de polvo magnético de 6 N.m a 400 N.m no entrega un valor de tensión fijo: con un radio de núcleo de 0,05 m, el mismo par produce mucha más tensión que con un radio de rollo lleno de 0,4 m. Dimensione el actuador para el rollo completo, no solo para el punto de ajuste.

Consecuencia práctica: el par máximo requerido lo fija el diámetro del rollo lleno y la tensión máxima que tolera el material, mientras que el par mínimo controlable lo fija el diámetro del núcleo. Especifique ambos valores antes de pedir.

Tres Métodos de Control de Tensión

1. Bucle Abierto: Control Manual de Corriente Constante

El operador fija el nivel de salida y el controlador mantiene constante la corriente de excitación. No hay realimentación de tensión, por lo que la tensión varía a medida que cambia el diámetro del rollo. Este método se adapta a tiradas cortas, máquinas simples y bandas ligeras de baja tensión donde el coste y la simplicidad importan más que la repetibilidad.

  • Hardware: Micro Controlador de Tensión TC-200 con un micro embrague de polvo magnético de 12 V o un micro freno de polvo magnético de 24 V
  • Rango de par: 1 N.m a 5 N.m
  • Uso típico: etiquetas, pequeños rebobinadores, banda ligera y máquinas compactas

2. Bucle Cerrado: Control Automático con Realimentación del Sensor

Los sensores de tensión o células de carga envían la tensión real de vuelta al controlador, que compara continuamente la tensión medida con el objetivo y ajusta la salida. Este es el método estándar para líneas de producción donde la estabilidad de tensión afecta al registro, la dureza del bobinado o el estiramiento del material.

3. Control por Dancer

Un rodillo dancer proporciona almacenamiento mecánico de tensión y a menudo se combina con un controlador en bucle cerrado en líneas con cambios frecuentes de velocidad o empalmes. XW Machinery suministra el lado del controlador y del sensor de estos sistemas; la mecánica del dancer la construye el fabricante de la máquina. Consulte Control de Tensión en Bucle Abierto vs Bucle Cerrado para una comparación completa.

Tres Configuraciones Típicas de Control de Tensión

Configuración A: Banda Ligera, Tensión Baja

Micro Controlador de Tensión TC-200 accionando un micro embrague de polvo magnético de 12 V (1-5 N.m) o un micro freno de polvo magnético de 24 V (1-5 N.m). Salida manual de corriente constante, sin amplificador de potencia intermedio necesario en bastidores micro y pequeños.

  • Rango de par: 1 N.m a 5 N.m
  • Método de control: manual, bucle abierto
  • Añada un sensor de tensión y un controlador automático para actualizar a bucle cerrado

Configuración B: Bobinado y Desbobinado Estándar de Estación Única o Doble

Controlador Automático de Tensión KDT-C-1000 con dos salidas de corriente constante de 24 V que accionan directamente embragues y frenos de polvo magnético, emparejado con células de carga de tensión en voladizo para realimentación. La conmutación de doble estación con relación de salida de cambio de eje ajustable reduce el golpe de tensión durante el cambio de rollo.

  • Designación de rango del controlador: 1000 N.m
  • Salidas: 2 x 24 V corriente constante, 1 x 0-5 V auxiliar configurable a 0-10 V
  • Alimentación: AC 180-245 V; RS485 soportado; relé de salida de límite soportado

Configuración C: Control de Altas Prestaciones Multi-Zona con Integración PLC

Controlador Automático de Tensión TC-860 con detectores de tensión de eje pasante o transductores de tensión de soporte. Dos salidas principales de 24 V/4 A accionan las unidades de polvo magnético, mientras que dos salidas auxiliares de 0-10 V se conectan a inversores, accionamientos servo o sistemas de control externos.

  • Procesador: CPU de alta velocidad de 32 bits, muestreo de 50 ms, precisión de conversión de 1 LSB
  • Entradas: 30 mV / 300 mV estándar, 5 V personalizable
  • Comunicación: RS485 / Modbus-RTU, mapa de registros 0x00 a 0x19
  • Alimentación: AC 165-264 V rango amplio

Cómo Elegir un Sensor de Tensión

  • Célula de carga en voladizo: estructura de montaje por brida, instalación fácil, baja deriva térmica, alta protección contra sobrecarga. Consulte la Célula de Carga de Tensión en Voladizo.
  • Transductor de soporte: montaje por base bajo la carcasa del rodamiento, mayor capacidad de carga y estabilidad estructural para líneas de banda ancha y alta velocidad. Consulte el Transductor de Tensión de Soporte.
  • Sensor de eje pasante: transmisión directa de fuerza a través del eje del rodillo, salida mV/V, protección IP54 / IP65. Consulte el Sensor de Tensión de Eje Pasante.

Lea Cómo Elegir un Sensor de Tensión de Banda para el procedimiento completo de selección, y Cómo Elegir un Controlador de Tensión para la selección del controlador.

Preguntas Frecuentes

¿Qué rango de tensión puede suministrar XW Machinery?

La tensión depende del par y del radio del rollo. El rango de embragues y frenos de polvo magnético cubre 6 N.m a 400 N.m en unidades estándar y 1 N.m a 5 N.m en micro unidades. Envíe su diámetro máximo de rollo, diámetro de núcleo y tensión objetivo y calculamos el rango de par necesario para cada zona.

¿Cuál es la diferencia entre control de tensión en bucle abierto y bucle cerrado?

El bucle abierto estima la tensión a partir de una salida fijada manualmente y no corrige el cambio de diámetro del rollo. El bucle cerrado utiliza realimentación real de sensores de tensión o células de carga y regula la salida automáticamente, ofreciendo mayor precisión y estabilidad. Consulte Control de Tensión en Bucle Abierto vs Bucle Cerrado.

¿Puede un controlador accionar dos actuadores?

Sí. Tanto el TC-860 como el KDT-C-1000 ofrecen dos canales de salida principales de 24 V independientes, adecuados para máquinas con dos actuadores de tensión controlados o estructuras de bobinado y desbobinado de doble eje.

¿Puede el controlador integrarse con un PLC?

Sí. La comunicación RS485 / Modbus-RTU está disponible, con un mapa de registros definido de 0x00 a 0x19 en configuraciones TC-860 con Modbus.

¿Por qué cambia la tensión durante el rebobinado?

El diámetro del rollo, la velocidad, el cambio de rollo y el comportamiento del material afectan todos a la tensión. Consulte ¿Por qué Cambia la Tensión de Banda Durante el Rebobinado? y Tensión de Banda Inestable: Causas y Soluciones.

Obtenga una Configuración de Control de Tensión para su Línea

Envíe su material, ancho de banda, rango de diámetro de rollo, velocidad de línea, tensión objetivo y número de zonas de control, y nuestro equipo de ingeniería recomendará un conjunto de controlador, sensor y actuador con parámetros y un esquema de cableado. Complete la encuesta de requisitos del producto, o explore la colección completa de sistemas de control de tensión de banda.