Регулирование натяжения полотна: диапазон натяжения, методы и конфигурации

Система регулирования натяжения полотна удерживает продольное усилие на движущемся полотне на заданном значении при изменении диаметра рулона, скорости линии и материала. На этой странице перечислены измеримые характеристики регуляторов натяжения, датчиков натяжения и магнитопорошковых исполнительных механизмов производства XW Machinery, объяснены три метода регулирования на линиях переработки и приведены три типовые конфигурации с их диапазонами натяжения.

Если сначала нужно понятие, прочитайте Что такое система регулирования натяжения полотна?. Если нужна сторона поперечного выравнивания, см. Системы гидирования полотна: характеристики и выбор модели.

Характеристики регулирования натяжения кратко

Параметр Характеристика Модель
Метод регулирования Автоматический замкнутый контур с ПИ-алгоритмом без перерегулирования; ручной разомкнутый контур постоянного тока на микроконтроллерах TC-860, TC-200
Диапазон момента, стандартные магнитопорошковые блоки 6 Н·м до 400 Н·м Стандартный диапазон муфт и тормозов
Диапазон момента, микроблоки 1 Н·м до 5 Н·м Микромуфта 12 В, микротормоз 24 В
Обозначение диапазона регулятора 1000 Н·м KDT-C-1000
Основной выход 2 x 24 В / 4 А каналы постоянного тока TC-860, KDT-C-1000
Вспомогательный выход 2 x 0-10 В; или 1 x 0-5 В с настройкой на 0-10 В TC-860, KDT-C-1000
Цикл выборки 50 мс TC-860
Точность преобразования 1 LSB, 16-битное А/Ц преобразование TC-860
Диапазон входа датчика 30 мВ или 300 мВ стандартно; вход 5 В под заказ TC-860
Питание регулятора AC 165-264 В; или AC 180-245 В; или возбуждение 12 В / 24 В DC для микроблоков TC-860, KDT-C-1000, TC-200
Связь RS485 / Modbus-RTU, карта регистров 0x00 до 0x19 TC-860, KDT-C-1000
Управление сменой рулона Переключение двух позиций с настраиваемым коэффициентом выхода смены вала, резервный выход KDT-C-1000, TC-860
Структура измерения Консольное фланцевое крепление, крепление на опоре подшипника, сквозной вал Диапазон датчика натяжения
Выходной сигнал датчика Выход тензодатчика мВ/В Датчик на сквозном валу
Класс защиты IP54 / IP65 Датчик на сквозном валу

Как определяется диапазон натяжения

Натяжение задаётся не напрямую регулятором. На намоточной или размоточной позиции регулятор задаёт момент на магнитопорошковой муфте или тормозе, и результирующее натяжение полотна следует из радиуса рулона:

Натяжение полотна (Н) = Момент (Н·м) / Радиус рулона (м)

Именно поэтому полезный диапазон натяжения зоны зависит как от диапазона момента исполнительного механизма, так и от диапазона диаметра рулона машины. Магнитопорошковый тормоз 6 Н·м до 400 Н·м не даёт одного фиксированного значения натяжения: при радиусе сердечника 0,05 м тот же момент создаёт значительно большее натяжение, чем при радиусе полного рулона 0,4 м. Подбирайте исполнительный механизм на весь рулон, а не только на заданное значение.

Практическое следствие: максимальный требуемый момент определяется диаметром полного рулона и максимальным натяжением, которое выдерживает материал, тогда как минимальный регулируемый момент определяется диаметром сердечника. Укажите оба значения до заказа.

Три метода регулирования натяжения

1. Разомкнутый контур: ручное регулирование постоянного тока

Оператор задаёт уровень выхода, и регулятор удерживает ток возбуждения постоянным. Обратной связи по натяжению нет, поэтому натяжение дрейфует при изменении диаметра рулона. Этот метод подходит для коротких партий, простых машин и лёгких полотен с низким натяжением, где стоимость и простота важнее повторяемости.

  • Оборудование: Микрорегулятор натяжения TC-200 с микромуфтой магнитного порошка 12 В или микротормозом магнитного порошка 24 В
  • Диапазон момента: 1 Н·м до 5 Н·м
  • Типовое применение: этикетки, малые намотчики, лёгкое полотно и компактные машины

2. Замкнутый контур: автоматическое регулирование с обратной связью датчика

Датчики натяжения или тензодатчики подают фактическое натяжение обратно в регулятор, который непрерывно сравнивает измеренное натяжение с целевым и корректирует выход. Это стандартный метод для производственных линий, где стабильность натяжения влияет на приводку, твёрдость намотки или растяжение материала.

3. Регулирование танцором

Танцующий ролик обеспечивает механическое аккумулирование натяжения и часто сочетается с регулятором замкнутого контура на линиях с частыми изменениями скорости или склейками. XW Machinery поставляет сторону регулятора и датчика этих систем; механику танцора изготавливает производитель машины. См. Регулирование натяжения в разомкнутом и замкнутом контуре для полного сравнения.

Три типовые конфигурации регулирования натяжения

Конфигурация A: лёгкое полотно, низкое натяжение

Микрорегулятор натяжения TC-200 управляет микромуфтой магнитного порошка 12 В (1-5 Н·м) или микротормозом магнитного порошка 24 В (1-5 Н·м). Ручной выход постоянного тока, промежуточный усилитель мощности не требуется на микро- и малых рамах.

  • Диапазон момента: 1 Н·м до 5 Н·м
  • Метод регулирования: ручной, разомкнутый контур
  • Добавьте датчик натяжения и автоматический регулятор для перехода на замкнутый контур

Конфигурация B: стандартная одно- или двухпозиционная намотка и размотка

Автоматический регулятор натяжения KDT-C-1000 с двумя выходами постоянного тока 24 В, напрямую управляющими магнитопорошковыми муфтами и тормозами, в паре с консольными тензодатчиками натяжения для обратной связи. Переключение двух позиций с настраиваемым коэффициентом выхода смены вала снижает скачок натяжения при смене рулона.

  • Обозначение диапазона регулятора: 1000 Н·м
  • Выходы: 2 x 24 В постоянный ток, 1 x 0-5 В вспомогательный с настройкой на 0-10 В
  • Питание: AC 180-245 В; RS485 поддерживается; реле предельного выхода поддерживается

Конфигурация C: многозонное высококлассное регулирование с интеграцией ПЛК

Автоматический регулятор натяжения TC-860 с детекторами натяжения на сквозном валу или опорными преобразователями натяжения. Два основных выхода 24 В/4 А управляют магнитопорошковыми блоками, а два вспомогательных выхода 0-10 В подключаются к преобразователям частоты, сервоприводам или внешним системам управления.

  • Процессор: 32-битный высокоскоростной ЦП, выборка 50 мс, точность преобразования 1 LSB
  • Входы: 30 мВ / 300 мВ стандартно, 5 В под заказ
  • Связь: RS485 / Modbus-RTU, карта регистров 0x00 до 0x19
  • Питание: AC 165-264 В широкий диапазон

Как выбрать датчик натяжения

  • Консольный тензодатчик: фланцевая конструкция, простая установка, низкий температурный дрейф, высокая защита от перегрузки. См. Консольный тензодатчик натяжения.
  • Опорный преобразователь: крепление на лапе под корпусом подшипника, более высокая нагрузочная способность и структурная устойчивость для линий широкого полотна и высоких скоростей. См. Опорный преобразователь натяжения.
  • Датчик на сквозном валу: прямая передача усилия через вал ролика, выход мВ/В, защита IP54 / IP65. См. Датчик натяжения на сквозном валу.

Прочитайте Как выбрать датчик натяжения полотна для полной процедуры выбора и Как выбрать регулятор натяжения для выбора регулятора.

Часто задаваемые вопросы

Какой диапазон натяжения может поставить XW Machinery?

Натяжение зависит от момента и радиуса рулона. Диапазон магнитопорошковых муфт и тормозов охватывает 6 Н·м до 400 Н·м на стандартных блоках и 1 Н·м до 5 Н·м на микроблоках. Пришлите максимальный диаметр рулона, диаметр сердечника и целевое натяжение, и мы рассчитаем требуемый диапазон момента для каждой зоны.

В чём разница между регулированием натяжения в разомкнутом и замкнутом контуре?

Разомкнутый контур оценивает натяжение по вручную заданному выходу и не корректирует изменение диаметра рулона. Замкнутый контур использует фактическую обратную связь от датчиков натяжения или тензодатчиков и автоматически регулирует выход, обеспечивая более высокую точность и стабильность. См. Регулирование натяжения в разомкнутом и замкнутом контуре.

Может ли один регулятор управлять двумя исполнительными механизмами?

Да. И TC-860, и KDT-C-1000 обеспечивают два независимых основных выходных канала 24 В, что подходит для машин с двумя управляемыми исполнительными механизмами натяжения или двухвальными структурами намотки и размотки.

Можно ли интегрировать регулятор с ПЛК?

Да. Доступна связь RS485 / Modbus-RTU с определённой картой регистров от 0x00 до 0x19 в конфигурациях TC-860 с поддержкой Modbus.

Почему натяжение меняется во время перемотки?

Диаметр рулона, скорость, смена рулона и поведение материала влияют на натяжение. См. Почему натяжение полотна меняется во время перемотки и Нестабильное натяжение полотна: причины и решения.

Получите конфигурацию регулирования натяжения для вашей линии

Пришлите материал, ширину полотна, диапазон диаметра рулона, скорость линии, целевое натяжение и число зон регулирования, и наша команда инженеров порекомендует набор регулятора, датчика и исполнительного механизма с параметрами и схемой подключения. Заполните опрос требований к продукту, или просмотрите полную коллекцию систем регулирования натяжения полотна.