เปรียบเทียบการควบคุมความตึงแบบเปิดลูปกับปิดลูป
Share
เปรียบเทียบการควบคุมความตึงแบบเปิดลูปกับปิดลูป
การเลือกระหว่างการควบคุมความตึงแบบเปิดลูปกับปิดลูปคือการตัดสินใจที่กำหนดว่าสายการผลิตของคุณรักษาความตึงที่ตั้งไว้ได้ หรือรักษาได้เพียงแรงบิดที่ตั้งไว้ เปิดลูปสั่งแรงบิดและสมมติว่าผืนวัสดุเชื่อฟัง ปิดลูปวัดผืนวัสดุและแก้ไขแรงบิดจนกว่าแรงจะถูกต้อง ต้นทุน การเลือกเซนเซอร์ เวลาทดสอบเดินเครื่อง และระดับการจูนลูปที่ทีมซ่อมบำรุงของคุณจะยอมทนได้ ล้วนตามมาจากความแตกต่างเดียวนี้
ผู้ซื้อส่วนใหญ่สมมติว่าปิดลูปดีกว่าเสมอแล้วก็เดินหน้าต่อ ปกติมันก็เป็นเช่นนั้น แต่ไม่เสมอไป และข้อยกเว้นเหล่านั้นมีราคาแพง บทความนี้ครอบคลุมทั้งสองสถาปัตยกรรม สองวิธีที่เปิดลูปตามเส้นผ่านศูนย์กลางม้วน สิ่งที่เซนเซอร์วัดได้จริง กรณีที่ปิดลูปทำงานแย่กว่า และวิธีตัดสินใจ
ความแตกต่างในประโยคเดียว
เปิดลูปควบคุมสาเหตุ ปิดลูปควบคุมผลลัพธ์
ในสถานีเปิดลูป ชุดควบคุมส่งกระแสไปยังเบรกหรือคลัตช์แล้วหยุดอยู่แค่นั้น ไม่มีอะไรผืนวัสดุ ในสถานีปิดลูป โหลดเซลล์วัดผืนวัสดุ ชุดควบคุมเปรียบเทียบค่าที่อ่านได้กับจุดตั้ง และปรับกระแสเพื่อปิดช่องว่าง ทั้งสองยังคงอยู่ภายใต้สมการเดียวกัน:
T (N·m) = F (N) × R (m)
แรงบิดเท่ากับแรงผืนวัสดุคูณรัศมีม้วน เปิดลูปคำนวณ T จากการประมาณค่า R แล้วหวัง ปิดลูปเปลี่ยน T ไปเรื่อย ๆ จนกว่า F จะถูกต้อง ไม่ว่า R จะเป็นเท่าใด
สิ่งที่เปิดลูปควบคุมจริง ๆ
สถานีคลายม้วนหรือม้วนเก็บแบบเปิดลูปคือแหล่งแรงบิดที่มีการชดเชยเส้นผ่านศูนย์กลาง ที่ฝั่งคลายม้วน เบรกผงแม่เหล็กหน่วงม้วนแม่ไว้เพื่อให้ผืนวัสดุต้องถูกดึงออกภายใต้โหลด ที่ฝั่งม้วนเก็บ คลัตช์ผงแม่เหล็กดึงผืนวัสดุเข้าแกน ในทั้งสองกรณี แรงบิดตามกระแสคอยล์เกือบเป็นเส้นตรง ซึ่งเป็นเหตุผลพอดีว่าทำไมอุปกรณ์ผงแม่เหล็กจึงเหมาะกับงานเปิดลูป
เปิดลูปจัดการการทำงานคงที่ได้ดี สิ่งที่มันทำไม่ได้คือการมองเห็นการรบกวน การต่อม้วนที่ผ่านเข้ามา ม้วนแม่ที่มีด้านแข็งและด้านอ่อน ตลับลูกปืนที่เริ่มฝืด nip ที่ลื่น ไม่มีอะไรในระบบเปิดลูปรู้ว่าสิ่งเหล่านั้นเกิดขึ้น ดังนั้นความตึงจึงดริฟท์อย่างเงียบเชียบ
สองวิธีในการชดเชยเส้นผ่านศูนย์กลาง
เปิดลูปทำงานได้เฉพาะเมื่อชุดควบคุมทราบค่า R มีสองวิธีในการจัดหาให้
วิธีที่ 1 — วัดรัศมี เซนเซอร์วัดระยะแบบอัลตราโซนิกหรือเลเซอร์ที่เล็งไปที่ผิวม้วนจะรายงานรัศมีที่เหลือโดยตรง โดยไม่ต้องมีเซนเซอร์เพิ่มเลย คุณก็หาได้จากการคำนวณ: วัดความเร็วม้วนและความเร็วสายการผลิต แล้วคำนวณR = V ÷ (2πn) โดย V คือความเร็วสายการผลิตใน m/min และ n คือความเร็วม้วนใน rev/min ทั้งสองแนวทางตามรัศมีจริงอย่างต่อเนื่องและแก้ไขตัวเองได้เมื่อสภาวะเปลี่ยน
วิธีที่ 2 — สะสมความหนา เริ่มจากเส้นผ่านศูนย์กลางแกนและบวกความหนาของวัสดุสองเท่าต่อหนึ่งรอบ มันต้องการเพียงหัวรับสัญญาณ proximity และการป้อนค่าความหนา ดังนั้นจึงเป็นทางเลือกที่ถูกที่สุดและแม่นยำน้อยที่สุด ม้วนที่ถูกม้วนไม่เคยเท่ากับผลรวมของความหนาของมัน อากาศที่ติดเข้าไป การบีบอัดได้ และการแปรผันของความหนา ล้วนทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางจริงใหญ่กว่าที่คำนวณ กระดาษ ผ้าไม่ถักทอ และสิ่งทอคือผู้ร้ายที่แย่ที่สุด ข้อผิดพลาดสะสมทุกครั้งที่พันหนึ่งรอบ ดังนั้นแรงบิดจึงผิดมากที่สุดที่ม้วนใหญ่ที่สุด ซึ่งเป็นจุดที่ข้อผิดพลาดความตึงเสียวัสดุมากที่สุด
กฎง่าย ๆ หากวัสดุของคุณบีบอัดได้ หรือม้วนใช้เวลาสร้างเกินประมาณยี่สิบนาที ให้วัดรัศมีแทนการสะสมความหนา
สิ่งที่เซนเซอร์ปิดลูปวัดได้จริง
การเพิ่มเซนเซอร์ไม่ได้ให้ค่าความตึงที่เป็นความจริงโดยอัตโนมัติ โหลดเซลล์ใต้ลูกกลิ้งวัดอ่านแรงลัพธ์ของเส้นผืนวัสดุสองเส้นบวกทุกสิ่งที่กระทำต่อลูกกลิ้งนั้น:
F_sensor = 2 × T × sin(θ ÷ 2) + องค์ประกอบน้ำหนักลูกกลิ้ง + แรงต้านตลับลูกปืน
θ คือมุมพัน ที่ 180° เซลล์เห็น 2T ที่ 90° เห็น 1.41T และที่ 30° เห็นเพียง 0.52T มุมพันเล็กทำมากกว่าการลดสัญญาณ มันขยายข้อผิดพลาดอื่นทุกอย่าง เพราะส่วนสนับสนุนของผืนวัสดุลดลงในขณะที่น้ำหนักลูกกลิ้งและแรงต้านคงที่ ใช้มุมพันที่ใหญ่ที่สุดที่รูปแบบการจัดวางอนุญาต และชั่งน้ำหนักลูกกลิ้งออกก่อนคาลิเบรตเสมอ
พจน์แรงต้านตลับลูกปืนคือเหตุผลที่ลูกกลิ้งเดินเบาที่ยึดตายสามารถซ่อนอยู่ในลูปที่ดูแข็งแรงได้ ชุดควบคุมซื่อสัตย์รักษาตัวเลขที่ไม่ใช่ความตึงผืนวัสดุอีกต่อไป สถาปัตยกรรมเซนเซอร์มีผลที่นี่ เซนเซอร์วัดแรงตึงแบบ Pillow blockรองรับม้วนที่ทั้งสองปลาย โหลดเซลล์วัดความตึงแบบยื่นเหมาะกับผืนวัสดุแคบและการเปลี่ยนม้วนที่รวดเร็ว และเซนเซอร์วัดความตึงผืนวัสดุแบบเพลาทะลุเปลี่ยนลูกกลิ้งเฉพาะให้เป็นองค์ประกอบการวัดในพื้นที่จำกัด
เมื่อใดที่ปิดลูปทำงานแย่กว่าเปิดลูป
นี่คือส่วนที่คู่มือการเลือกส่วนใหญ่ข้ามไป
- ช่วงเซนเซอร์ใหญ่เกินไป เซลล์ที่มีพิกัดหลายเท่าของแรงใช้งานจริงจะผลักสัญญาณไปอยู่ในไม่กี่เปอร์เซ็นต์ล่างของช่วงมัน สัญญาณรบกวนจึงครอบงำและลูปวิ่งตามสัญญาณรบกวน ปรับเบรกอย่างต่อเนื่องและพิมพ์ลวดลายที่มองเห็นได้ลงในม้วน เปิดลูปที่ให้ความตึงแบบเทเปอร์อย่างถูกต้องจะนุ่มนวลกว่านั้น
- เซนเซอร์อยู่ไกลจากการรบกวนเกินไป ทุกเมตรของช่วงอิสระระหว่างเซนเซอร์กับแอคชูเอเตอร์เพิ่มความยืดหยุ่นและความล่าช้า คุณจึงลดเกนและได้ลูปที่เชื่องช้า หรือเพิ่มเกนและได้การแกว่ง การย้ายเซนเซอร์ดีกว่าการจูนมันใหม่
- การเร่งความเร็วที่รวดเร็ว โหลดเซลล์ไม่สามารถแยกความตึงผืนวัสดุออกจากแรงที่จำเป็นในการเร่งลูกกลิ้งวัดให้หมุนได้ ระหว่างการขึ้นโค้งแบบแรง ค่าที่อ่านจะกระโดด และลูปที่แข็งจะตอบสนองต่อการรบกวนที่ไม่ได้อยู่ในผืนวัสดุเลย การจำกัดอัตราการขึ้นโค้ง หรือการป้อนไปข้างหน้าของความเร่ง คือวิธีแก้
- การวัดในโซนตาย หากเซนเซอร์อยู่ปลายน้ำของ nip ที่กำหนดความตึงไว้แล้ว ลูปจะไม่มีอำนาจที่นั่น มันจะขับเบรกเป็นเวลานานโดยไม่เปลี่ยนตัวเลขเลย
ในทั้งสี่กรณี คำตอบที่ตรงไปตรงมาไม่ใช่ชุดควบคุมที่ดีกว่า แต่คือการย้ายเซนเซอร์ การปรับขนาดเซนเซอร์ หรือการขึ้นโค้งที่ช้าลง
สิ่งที่ปิดลูปมีค่าใช้จ่ายให้คุณ
| รายการ | เปิดลูป | ปิดลูป |
|---|---|---|
| ฮาร์ดแวร์ | ชุดควบคุมบวกแอคชูเอเตอร์ | เพิ่มเซนเซอร์หนึ่งถึงสองตัว ขายึด สายเคเบิล |
| การทดสอบเดินเครื่อง | ตั้งค่าเทเปอร์เท่านั้น | ศูนย์และสแปน การชั่งน้ำหนักออก การคำนวณมุมพัน การจูนลูป |
| ทักษะที่ต้องการ | ช่างไฟฟ้าที่มีความสามารถทั่วไป | คนที่จูนลูปได้ |
| รูปแบบความล้มเหลว | แรงบิดดริฟท์ตามเส้นผ่านศูนย์กลาง | เซนเซอร์ดริฟท์ สัญญาณรบกวน การแกว่ง ความผิดพลาดของสาย |
| เหมาะที่สุดกับ | กระดาษ กระดาษแข็ง ผืนวัสดุที่ทนทาน สายช้า | ฟิล์ม ฟอยล์ ขั้วแบตเตอรี่ลิเธียม ความเร็วสูง |
การคืนทุนมาจากเศษวัสดุและของเสียจากการม้วนเก็บ ประมาณอัตราของเสียปัจจุบันของคุณลบด้วยอัตราที่คาดหวัง คูณปริมาณการผลิตต่อปีและต้นทุนวัสดุต่อหน่วย หากสิ่งนั้นไม่ครอบคลุมต้นทุนที่ติดตั้งภายในหนึ่งปี ให้อยู่กับเปิดลูป ชุดควบคุมความตึงผืนวัสดุอัตโนมัติแบบเต็มจัดการการตามเส้นผ่านศูนย์กลาง เทเปอร์ และหลายโซน ในขณะที่ชุดควบคุมความตึงขนาดกะทัดรัดครอบคลุมสถานีผืนวัสดุแคบเดี่ยวในราคาต่ำกว่า
วิธีตัดสินใจ: รายการตรวจสอบห้าข้อ
- วัสดุบาง ยืดได้ หรือแพงหรือไม่? หากใช่ ไปปิดลูป
- มีลูกกลิ้งที่ใช้อยู่แล้วที่มีมุมพันใหญ่ใกล้กับการรบกวนหรือไม่? หากไม่มี ให้แก้เส้นทางผืนวัสดุก่อน
- คุณรับสัญญาณรัศมีที่เชื่อถือได้หรือไม่? หากไม่ได้ เปิดลูปจะดริฟท์
- สายการผลิตสตาร์ทและหยุดบ่อยหรือไม่? ถ้าใช่ ใช้ปิดลูปพร้อมการจำกัดการขึ้นโค้ง
- ใครจะจูนลูปหลังการทดสอบเดินเครื่อง? หากคำตอบคือไม่มีใคร เลือกเปิดลูปที่มีเทเปอร์ที่ดี
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: แดนเซอร์เป็นแบบเปิดลูปหรือปิดลูป? ไม่ใช่ทั้งสองอย่างอย่างเคร่งครัด แดนเซอร์วัดตำแหน่ง ไม่ใช่แรง ดังนั้นมันเป็นสถาปัตยกรรมที่สาม มันรักษาแขนสะสมทางกลไว้ที่กลางช่วงการเคลื่อนที่ และอนุมานความตึงจากแรงดันลมหรือการตั้งน้ำหนัก แดนเซอร์ดูดซับการรบกวนระยะสั้นได้ดีกว่าทั้งสองแบบ และพบบ่อยในฝั่งคลายม้วนที่มีการต่อม้วน
ถาม: ต้องมีเซนเซอร์ทั้งฝั่งคลายม้วนและม้วนเก็บไหม? เฉพาะเมื่อทั้งสองโซนต้องการการควบคุมที่แนบแน่น สายการผลิตหลายแห่งใช้ม้วนเก็บแบบปิดลูป ซึ่งเป็นจุดที่คุณภาพม้วนถูกตัดสิน กับคลายม้วนแบบเปิดลูป และนั่นเป็นการประนีประนอมที่สมเหตุสมผลอย่างยิ่ง
ถาม: อัปเกรดจากเปิดลูปเป็นปิดลูปภายหลังได้ไหม? ได้ และเป็นเส้นทางการปรับปรุงที่พบบ่อย คุณต้องมีลูกกลิ้งที่แปลงเป็นลูกกลิ้งวัดได้ พื้นที่สำหรับเซนเซอร์ และชุดควบคุมที่มีอินพุตเซนเซอร์ ยืนยันทั้งสองก่อนที่คุณจะซื้อแอคชูเอเตอร์
ถาม: ทำไมลูปปิดของผมถึงแกว่งที่ความตึงต่ำ? ปกติเป็นหนึ่งในสามสาเหตุ ช่วงเซนเซอร์สูงกว่าแรงใช้งานของคุณมาก มุมพันเล็กเกินไป หรือเกนถูกตั้งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่หนักกว่า ตรวจช่วงและรูปทรงก่อนแตะต้องเกน
สรุป
การเลือกระหว่างเปิดลูปกับปิดลูปคือการแลกเปลี่ยนระหว่างแรงบิดที่คุณทำนายได้กับแรงที่คุณตรวจสอบได้ เปิดลูปถูกกว่า เรียบง่ายกว่า และเพียงพออย่างตรงไปตรงมาสำหรับวัสดุที่ทนทานและภาระงานคงที่ โดยมีเงื่อนไขว่าเส้นผ่านศูนย์กลางถูกวัดไม่ใช่ถูกประเมิน ปิดลูปคือคำตอบที่ถูกต้องสำหรับฟิล์ม ฟอยล์ ขั้วแบตเตอรี่ และสายความเร็วสูง แต่เฉพาะเมื่อเซนเซอร์มีขนาดถูกต้อง ถูกวางตำแหน่งดี และได้รับการขึ้นโค้งที่มันตามทัน
XW Machinery จัดหาทั้งห่วงโซ่ ตั้งแต่เบรกและคลัตช์ผงแม่เหล็กผ่านเซนเซอร์ไปจนถึงชุดควบคุม ดังนั้นทั้งสองสถาปัตยกรรมจึงถูกกำหนดสเปคเป็นระบบเดียวที่ได้รับการสนับสนุน ติดต่อ XW Machinery พร้อมวัสดุ ความกว้าง ความเร็ว และเวลาสร้างม้วนของคุณ เพื่อรับคำแนะนำและใบเสนอราคาตรงจากโรงงาน