Apakah Sistem Kawalan Tegangan Web?
Share
Apakah Sistem Kawalan Tegangan Web?
Sistem kawalan tegangan web ialah gelung tertutup yang mencipta, mengukur dan mengekalkan daya tarikan pada web bergerak apabila ia bergerak dari pembukaan gulungan melalui pemotongan jalur, percetakan, salutan atau pelaminan ke penggulungan semula. Ia bukan satu peranti sahaja. Ia merupakan sumber tork, titik pengukuran, pengawal dan laluan mekanikal di antaranya, yang bekerjasama supaya bahan kekal rata, berdaftar dan digulung pada ketumpatan yang boleh diulang.
Kebanyakan masalah tegangan bukanlah masalah pengawal. Ia adalah masalah seni bina: sumber tork berada di tempat yang salah, satu zon mempunyai dua tuan kelajuan yang berlawanan, atau penderia mengukur daya yang tidak ada kaitan dengan web. Artikel ini menerangkan sistem tersebut sebagai satu sistem supaya anda dapat mencari blok yang rosak terlebih dahulu.
Tegangan Berasal daripada Tork, Bukan daripada Pengawal
Setiap perbincangan tentang tegangan bermula dengan persamaan yang sama:
T (N·m) = F (N) × R (m)
T ialah tork yang dikenakan pada aci gulungan, F ialah jumlah tegangan web merentasi keseluruhan lebar, dan R ialah jejari gulungan pada ketika itu. Songsangkan ia dan anda mendapat bentuk yang penting kepada pengendali: F = T ÷ R.
Songsangan tersebut menerangkan kebanyakan simptom tegangan pada satu talian. Apabila gulungan pembukaan dikosongkan, R menurun, maka tork brek yang sama menghasilkan tegangan lebih tinggi dan web menjadi lebih sesak melainkan pengawal mengurangkan tork seiring dengan diameter. Apabila gulungan penggulungan semula membesar, R bertambah, maka tork klac yang sama menghasilkan tegangan lebih rendah dan gulungan menjadi lembik di tengah melainkan tork ditambah. Tiada apa pun pada pengawal berubah; hanya jejari yang berubah.
Pengawal tidak mencipta tegangan. Ia hanya menentukan berapa banyak arus sampai ke aktuator. Daya sebenar dalam web datang daripada brek, klac atau motor pemacu. Apabila seseorang melaporkan bahawa "pengawal tidak dapat mengekalkan tegangan", soalan jujur yang pertama ialah apa yang dilakukan oleh aktuator.
Empat Blok Binaan
1. Aktuator — tempat tork dihasilkan. Pada pembukaan gulungan, ini biasanya brek serbuk magnetik, yang menahan gulungan induk ke belakang supaya web mesti ditarik keluar di bawah beban. Pada penggulungan semula, ia ialah klac serbuk magnetik, yang menarik web ke atas teras. Pada nip berpacu, ia ialah motor dan kotak gear. Alat serbuk menguasai tugas tegangan kerana tork mengikut arus gegelung hampir secara linear, tanpa haus plat geseran dan tanpa melekat-gelincir pada kelajuan rendah.
2. Penderia — tempat tegangan diukur. Sel beban di bawah pengguling menukar daya web kepada isyarat elektrik. Penderia tegangan blok bantal duduk di bawah blok galas dan membaca jumlah daya pada pengguling. Sel beban tegangan kantilever dipasang pada aci mati di mana ruang suntuk. Penderia tegangan web aci tembus menukar pengguling khusus menjadi unsur pengukuran.
3. Pengawal — tempat keputusan dibuat. Ia membandingkan titik set dengan nilai yang diukur dan melaraskan arus aktuator, biasanya beribu-ribu kali sesaat. Pengawal tegangan padat sesuai untuk satu stesen web sempit dengan paparan tempatan. Pengawal tegangan web automatik penuh mengendalikan penggulungan semula gelung tertutup dengan tegangan tirus, mengikuti diameter dan beberapa zon.
4. Laluan mekanikal — tempat tegangan diperoleh atau hilang. Galas idler, sudut lilitan, lengan penari, tali pinggang haus dan pengguling tidak selari semuanya mengubah daya yang sampai ke web. Pengawal yang sempurna tidak dapat mengimbangi idler yang tersekat. Blok ini paling kerap dilangkau semasa penyelesaian masalah, dan ia menyebabkan kebanyakan variasi "rawak".
Satu Tuan Kelajuan dan Satu Sumber Tork bagi Setiap Zon
Ini ialah peraturan yang membezakan talian yang stabil daripada talian yang berayun, dan ia merupakan bahagian yang jarang diceritakan kepada pembeli.
Zon tegangan ialah panjang web antara dua titik yang mengawalnya. Di antara sempadan tersebut, satu titik mesti mengawal kelajuan dan satu lagi mesti mengawal tork. Jangan sekali-kali kedua-duanya dengan cara yang sama.
- Dua titik dikawal kelajuan dalam satu zon berlawanan antara satu sama lain. Setiap satu cuba menetapkan halaju web. Ketidakpadanan beberapa persepuluh peratus muncul sebagai ayunan tegangan yang kuat, kerana web adalah kaku dan ralat tidak ada tempat pergi.
- Dua titik dikawal tork meninggalkan kelajuan tidak ditakrifkan. Tiada apa yang menetapkan betapa pantas web bergerak, maka bahan hanyut, mendadak atau terhenti.
- Satu titik kelajuan ditambah satu titik tork adalah stabil. Kelajuan menetapkan halaju, tork menetapkan tegangan, dan kedua-duanya tidak pernah bertengkar.
Pada pemotong-gulung semula yang tipikal, ini menghasilkan dua zon. Zon satu berjalan dari brek pembukaan ke nip suapan: brek ialah sumber tork dan pemacu nip suapan ialah tuan kelajuan. Zon dua berjalan dari nip suapan ke penggulungan semula: nip suapan masih tuan kelajuan, dan klac penggulungan semula ialah sumber tork. Nip suapan ialah sempadan dikongsi dan satu-satunya tuan kelajuan pada mesin.
Apabila satu talian berayun pada frekuensi tetap, semak peraturan ini dahulu. Pemacu frekuensi berubah kedua yang ditambah kemudian "untuk membantu menarik" ialah pelanggaran klasik, dan tiada penalaan pengawal yang dapat membetulkannya.
Tiga Cara Satu Talian Menghasilkan Tegangan
| Kaedah | Di mana ia bertindak | Aktuator tipikal | Paling sesuai untuk |
|---|---|---|---|
| Tegangan songsang pembukaan | Mengerempak gulungan induk | Brek serbuk magnetik | Pemotongan jalur, percetakan, pelaminan |
| Tarikan penggulungan semula | Memacu gulungan siap | Klac serbuk magnetik | Penggulungan semula, penggulungan gegelung |
| Tarik, atau perbezaan kelajuan | Antara dua nip berpacu | Dua pemacu servo atau vektor | Salutan, ketuhar pengering, talian berbilang zon |
Kebanyakan mesin menggabungkan kaedah. Pemotong-gulung semula menggunakan tegangan songsang pembukaan ditambah tarikan penggulungan semula. Pemesai dengan pengering panjang sering menggunakan kawalan tarik melalui ketuhar dan brek pada pembukaan gulungan.
Gelung Terbuka, Gelung Tertutup dan Kawalan Penari
- Gelung terbuka menetapkan arus aktuator daripada pengiraan diameter gulungan dan tidak pernah mengukur tegangan sebenar. Ia murah dan mencukupi untuk kertas, papan dan bahan toleran pada kelajuan sederhana.
- Gelung tertutup mengukur daya web sebenar dan membetulkan secara berterusan. Ia pada dasarnya wajib untuk filem di bawah kira-kira 25 µm, foil aluminium, elektrod litium dan bahan pemisah, serta mana-mana talian di mana beberapa newton menentukan sama ada gulungan dapat dihantar.
- Kawalan penari menggunakan pengguling bergerak pada silinder udara atau pemberat sebagai penderia dan pengumpul sekaligus. Ia menyerap gangguan pendek dengan baik, tetapi menambah inersia dan memerlukan persediaan mekanikal yang teliti.
Di Mana Anda Mengukur Sama Penting dengan Apa yang Anda Ukur
Web antara dua pengguling tidak tegar; ia berkelakuan seperti spring yang panjang dan ringan. Setiap meter rentang bebas menambah kepatuhan dan kelewatan. Penderia yang diletakkan tiga meter ke hiliran dari brek melihat perubahan tegangan lebih lewat daripada yang diletakkan setengah meter jauh, dan apabila isyarat tiba, pengawal telah pun terlebih betul. Simptomnya ialah ayunan perlahan yang berkembang yang tiada pengurangan gandaan dapat sembuh sepenuhnya.
Peraturan praktikal: ukur sedekat mungkin dengan proses yang anda pedulikan secara mekanikal, pastikan pengguling yang diukur bebas daripada seretan galas dan tarikan tali sawat sisi, dan tara berat pengguling serta geometri lilitan sebelum mempercayai bacaan.
Lima Nombor untuk Dinyatakan Sebelum Anda Membeli
- Julat tegangan, dalam newton jumlah atau N/mm lebar, minimum dan maksimum.
- Julat diameter gulungan, teras ke penuh, pada kedua-dua pembukaan dan penggulungan semula. Ini menetapkan turun-naik tork yang mesti disampaikan oleh aktuator.
- Kelajuan talian maksimum, yang bersama tegangan menetapkan kuasa gelincir yang mesti dibuang oleh aktuator sebagai haba.
- Bahan dan lebar web, yang menetapkan betapa ketat jalur toleransi mesti.
- Bilangan zon tegangan, yang menentukan sama ada satu pengawal mencukupi atau setiap stesen memerlukan pengawal sendiri.
Soalan Lazim
Q: Adakah pengawal tegangan sama dengan sistem kawalan tegangan? Tidak. Pengawal ialah blok keputusan. Sistem juga merangkumi aktuator, penderia dan laluan mekanikal, dan kerosakan pada mana-mana daripada empat menghasilkan simptom yang sama.
Q: Mengapa tegangan naik apabila gulungan pembukaan dikosongkan? Kerana jejari menurun dan F = T ÷ R. Tanpa pampasan diameter, tork brek yang sama menghasilkan tegangan yang semakin tinggi secara berterusan.
Q: Adakah saya perlukan sel beban jika saya sudah ada brek serbuk? Hanya untuk gelung tertutup. Brek secara sendirinya ialah sumber tork gelung terbuka dan akan hanyut apabila diameter gulungan berubah.
Kesimpulan & Langkah Seterusnya
Sistem kawalan tegangan web ialah empat blok dan satu peraturan. Blok-blok tersebut ialah aktuator yang menghasilkan tork, penderia yang mengukur, pengawal yang memutuskan, dan laluan mekanikal yang membawa daya. Peraturannya ialah satu tuan kelajuan dan satu sumber tork bagi setiap zon. Betulkan perkara ini dan kerosakan tegangan menjadi kerosakan komponen biasa yang boleh anda cari dalam satu petang. Lakukan secara salah dan tiada tetapan pengawal dapat menyelamatkan talian.
Hantar kepada XW Machinery bahan web, lebar, julat tegangan, diameter gulungan dan kelajuan talian anda. Kami akan memetakan zon tegangan anda, menentukan saiz aktuator dan penderia, serta memberi sebut harga pengawal yang sepadan — secara percuma.
Langkah Seterusnya: Nyatakan Nombor
Ubah konsep menjadi pesanan dengan menyatakan julat tork, kaedah kawalan, input penderia dan komunikasi: 6 N.m hingga 400 N.m pada unit serbuk magnetik standard, 1 N.m hingga 5 N.m pada unit mikro, kawalan PI gelung tertutup dengan pensampelan 50 ms, input penderia 30 mV atau 300 mV, dan pilihan RS485 / Modbus-RTU. Lihat Kawalan Tegangan Web: Julat Tegangan dan Kaedah Kawalan, kemudian layari koleksi sistem kawalan tegangan web.