Controllo della Tensione del Nastro: Intervallo di Tensione, Metodi di Controllo e Configurazioni
Un sistema di controllo della tensione del nastro mantiene la forza longitudinale su un nastro in movimento a un valore impostato mentre il diametro del rotolo, la velocità di linea e il materiale cambiano. Questa pagina elenca le specifiche misurabili dei controller di tensione, dei sensori di tensione e degli attuatori a polvere magnetica prodotti da XW Machinery, spiega i tre metodi di controllo utilizzati sulle linee di converting e presenta tre configurazioni tipiche con i relativi intervalli di tensione.
Se ti serve prima il concetto, leggi Che cos'è un sistema di controllo della tensione del nastro?. Se ti serve la parte relativa all'allineamento laterale della specifica, consulta Sistemi di guida del nastro: specifiche e selezione dei modelli.
Specifiche del Controllo della Tensione a Colpo d'Occhio
| Parametro | Specifica | Modello |
|---|---|---|
| Metodo di controllo | Ciclo chiuso automatico con algoritmo PI senza superamento; anello aperto a corrente costante manuale sui micro controller | TC-860, TC-200 |
| Intervallo di coppia, unità a polvere magnetica standard | 6 N.m a 400 N.m | Gamma standard di frizioni e freni |
| Intervallo di coppia, unità micro | 1 N.m a 5 N.m | Frizione micro 12 V, freno micro 24 V |
| Designazione gamma controller | 1000 N.m | KDT-C-1000 |
| Uscita principale | 2 canali a corrente costante 24 V / 4 A | TC-860, KDT-C-1000 |
| Uscita ausiliaria | 2 x 0-10 V; oppure 1 x 0-5 V configurabile a 0-10 V | TC-860, KDT-C-1000 |
| Ciclo di campionamento | 50 ms | TC-860 |
| Precisione di conversione | 1 LSB, conversione A/D a 16 bit | TC-860 |
| Intervallo di ingresso sensore | 30 mV o 300 mV standard; ingresso 5 V personalizzabile | TC-860 |
| Alimentazione del controller | AC 165-264 V; oppure AC 180-245 V; oppure eccitazione DC 12 V / 24 V per unità micro | TC-860, KDT-C-1000, TC-200 |
| Comunicazione | RS485 / Modbus-RTU, mappa registri da 0x00 a 0x19 | TC-860, KDT-C-1000 |
| Controllo del cambio rotolo | Commutazione a doppia stazione con rapporto di uscita regolabile al cambio albero, uscita di riserva | KDT-C-1000, TC-860 |
| Struttura di misurazione | Montaggio a flangia a sbalzo, montaggio a piede a supporto, ad albero passante | Gamma sensori di tensione |
| Segnale di uscita del sensore | Uscita estensimetrica mV/V | Sensore ad albero passante |
| Classe di protezione | IP54 / IP65 | Sensore ad albero passante |
Come Viene Ricavato l'Intervallo di Tensione
La tensione non viene impostata direttamente dal controller. Su una stazione di avvolgimento o svolgimento, il controller imposta la coppia su una frizione o un freno a polvere magnetica, e la tensione del nastro risultante deriva dal raggio del rotolo:
Tensione del nastro (N) = Coppia (N.m) / Raggio del rotolo (m)
Per questo l'intervallo di tensione utilizzabile di una zona dipende sia dall'intervallo di coppia dell'attuatore sia dall'intervallo di diametro del rotolo della macchina. Un freno a polvere magnetica da 6 N.m a 400 N.m non fornisce un unico valore di tensione fisso: con un raggio dell'anima di 0,05 m la stessa coppia produce una tensione molto maggiore che con un raggio del rotolo pieno di 0,4 m. Dimensiona l'attuatore sull'intero rotolo, non solo sul setpoint.
Conseguenza pratica: la coppia massima richiesta è determinata dal diametro del rotolo pieno e dalla tensione massima tollerata dal materiale, mentre la coppia minima controllabile è determinata dal diametro dell'anima. Specifica entrambi i valori prima di ordinare.
Tre Metodi di Controllo della Tensione
1. Anello Aperto: Controllo Manuale a Corrente Costante
L'operatore imposta il livello di uscita e il controller mantiene costante la corrente di eccitazione. Non c'è retroazione di tensione, quindi la tensione deriva al variare del diametro del rotolo. Questo metodo si adatta a lotti brevi, macchine semplici e nastri leggeri a bassa tensione, dove costi e semplicità contano più della ripetibilità.
- Hardware: Micro Controller di Tensione TC-200 con una microfrizione a polvere magnetica 12 V o un microfreno a polvere magnetica 24 V
- Intervallo di coppia: 1 N.m a 5 N.m
- Uso tipico: etichette, piccole riavvolgitrici, nastri leggeri e macchine compatte
2. Ciclo Chiuso: Controllo Automatico con Retroazione del Sensore
I sensori di tensione o le celle di carico restituiscono la tensione effettiva al controller, che confronta continuamente la tensione misurata con il valore obiettivo e regola l'uscita. È il metodo standard per le linee di produzione dove la stabilità della tensione influisce su registro, durezza di avvolgimento o allungamento del materiale.
- Hardware: Controller di Tensione Automatico TC-860 o Controller di Tensione Automatico KDT-C-1000 con sensori di tensione a sbalzo, a supporto o ad albero passante
- Caratteristiche: campionamento 50 ms, precisione di conversione 1 LSB, algoritmo PI senza superamento, calibrazione zero e fondo scala
- Uso tipico: taglio, riavvolgimento, stampa, laminazione, verniciatura, roll-to-roll batterie al litio
3. Controllo a Dancer
Un rullo dancer fornisce un accumulo meccanico di tensione ed è spesso abbinato a un controller a ciclo chiuso su linee con frequenti variazioni di velocità o giunzioni. XW Machinery fornisce il lato controller e sensore di questi sistemi; la meccanica del dancer è realizzata dal costruttore della macchina. Vedi Anello Aperto vs Anello Chiuso nel Controllo della Tensione per un confronto completo.
Tre Configurazioni Tipiche di Controllo della Tensione
Configurazione A: Nastro Leggero, Bassa Tensione
Micro Controller di Tensione TC-200 che pilota una microfrizione a polvere magnetica 12 V (1-5 N.m) o un microfreno a polvere magnetica 24 V (1-5 N.m). Uscita manuale a corrente costante, nessun amplificatore di potenza intermedio richiesto sui telai micro e piccoli.
- Intervallo di coppia: 1 N.m a 5 N.m
- Metodo di controllo: manuale, anello aperto
- Aggiungi un sensore di tensione e un controller automatico per passare al ciclo chiuso
Configurazione B: Avvolgimento e Svolgimento Standard a Stazione Singola o Doppia
Controller di Tensione Automatico KDT-C-1000 con due uscite a corrente costante 24 V che pilotano direttamente frizioni e freni a polvere magnetica, abbinato a celle di carico di tensione a sbalzo per la retroazione. La commutazione a doppia stazione con rapporto di uscita regolabile al cambio albero riduce lo strappo di tensione durante il cambio rotolo.
- Designazione gamma controller: 1000 N.m
- Uscite: 2 x 24 V a corrente costante, 1 x 0-5 V ausiliaria configurabile a 0-10 V
- Alimentazione: AC 180-245 V; RS485 supportato; relè di uscita limite supportato
Configurazione C: Controllo Multi-Zona ad Alta Specifica con Integrazione PLC
Controller di Tensione Automatico TC-860 con rilevatori di tensione ad albero passante o trasduttori di tensione a supporto. Le doppie uscite principali 24 V/4 A pilotano le unità a polvere magnetica mentre le doppie uscite ausiliarie 0-10 V si collegano a inverter, azionamenti servo o sistemi di controllo esterni.
- Processore: CPU ad alta velocità a 32 bit, campionamento 50 ms, precisione di conversione 1 LSB
- Ingressi: 30 mV / 300 mV standard, 5 V personalizzabile
- Comunicazione: RS485 / Modbus-RTU, mappa registri da 0x00 a 0x19
- Alimentazione: AC 165-264 V ampio intervallo
Come Scegliere un Sensore di Tensione
- Cella di carico a sbalzo: struttura a montaggio su flangia, installazione semplice, bassa deriva termica, elevata protezione da sovraccarico. Vedi la Cella di Carico di Tensione a Sbalzo.
- Trasduttore a supporto: montato a piede sotto l'alloggiamento del cuscinetto, maggiore capacità di carico e stabilità strutturale per linee a nastro largo e alta velocità. Vedi il Trasduttore di Tensione a Supporto.
- Sensore ad albero passante: trasmissione diretta della forza attraverso l'albero del rullo, uscita mV/V, protezione IP54 / IP65. Vedi il Sensore di Tensione ad Albero Passante.
Leggi Come Scegliere un Sensore di Tensione del Nastro per la procedura completa di selezione, e Come Scegliere un Controller di Tensione per la selezione del controller.
Domande Frequenti
Quale intervallo di tensione può fornire XW Machinery?
La tensione dipende dalla coppia e dal raggio del rotolo. La gamma di frizioni e freni a polvere magnetica copre da 6 N.m a 400 N.m sulle unità standard e da 1 N.m a 5 N.m sulle unità micro. Inviaci il diametro massimo del rotolo, il diametro dell'anima e la tensione obiettivo e calcoleremo l'intervallo di coppia richiesto per ciascuna zona.
Qual è la differenza tra controllo della tensione ad anello aperto e a ciclo chiuso?
L'anello aperto stima la tensione da un'uscita impostata manualmente e non corregge la variazione del diametro del rotolo. Il ciclo chiuso usa la retroazione effettiva di sensori di tensione o celle di carico e regola automaticamente l'uscita, offrendo maggiore precisione e stabilità. Vedi Anello Aperto vs Anello Chiuso nel Controllo della Tensione.
Un controller può pilotare due attuatori?
Sì. Sia il TC-860 sia il KDT-C-1000 forniscono due canali di uscita principali indipendenti a 24 V, adatti a macchine con due attuatori di tensione controllati o strutture di avvolgimento e svolgimento a doppio albero.
Il controller può integrarsi con un PLC?
Sì. È disponibile la comunicazione RS485 / Modbus-RTU, con una mappa registri definita da 0x00 a 0x19 sulle configurazioni TC-860 abilitate Modbus.
Perché la tensione cambia durante il riavvolgimento?
Diametro del rotolo, velocità, cambio rotolo e comportamento del materiale influenzano tutti la tensione. Vedi Perché la Tensione del Nastro Cambia Durante il Riavvolgimento e Tensione del Nastro Instabile: Cause e Soluzioni.
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