Điều khiển lực căng vòng hở so với vòng kín
Share
Điều khiển lực căng vòng hở so với vòng kín
Điều khiển lực căng vòng hở so với vòng kín là quyết định quyết định việc dây chuyền của bạn giữ đúng lực căng đặt hay chỉ giữ đúng mô-men đặt. Vòng hở ra lệnh một mô-men và giả định vật liệu tuân theo. Vòng kín đo vật liệu và hiệu chỉnh mô-men đến khi lực đúng. Chi phí, lựa chọn cảm biến, thời gian chạy thử và mức độ chỉnh vòng mà đội bảo trì của bạn chịu được đều bắt nguồn từ một khác biệt duy nhất đó.
Hầu hết người mua giả định vòng kín đơn giản là tốt hơn rồi chuyển tiếp. Nó thường đúng, nhưng không phải luôn, và các ngoại lệ thì đắt. Bài viết này trình bày cả hai kiến trúc, hai cách vòng hở bám đường kính cuộn, thứ cảm biến thực sự đo, khi vòng kín vận hành tệ hơn, và cách quyết định.
Khác biệt trong một câu
Vòng hở điều khiển nguyên nhân. Vòng kín điều khiển kết quả.
Trong trạm vòng hở, bộ điều khiển gửi dòng đến phanh hoặc ly hợp rồi dừng lại; không gì đo vật liệu. Trong trạm vòng kín, một cảm biến tải đo vật liệu, bộ điều khiển so số đọc đó với điểm đặt, và dòng được điều chỉnh để thu hẹp khoảng cách. Cả hai vẫn tuân cùng một phương trình:
T (N·m) = F (N) × R (m)
Mô-men bằng lực vật liệu nhân bán kính cuộn. Vòng hở tính T từ một ước lượng R và hy vọng. Vòng kín liên tục đổi T đến khi F đúng, dù R là bao nhiêu.
Vòng hở thực sự điều khiển cái gì
Trạm tháo hoặc quấn vòng hở là một nguồn mô-men với hiệu chỉnh đường kính. Trên tháo cuộn, một phanh bột từ giữ cuộn mẹ lại để vật liệu phải được kéo ra dưới tải. Trên quấn lại, một ly hợp bột từ kéo vật liệu vào lõi. Trong cả hai trường hợp mô-men bám theo dòng cuộn dây gần như tuyến tính, đúng là lý do thiết bị bột hợp với nhiệm vụ vòng hở.
Vòng hở xử lý tốt việc chạy đều. Điều nó không làm được là nhìn thấy nhiễu: một mối nối đi qua, một cuộn mẹ một bên cứng một bên mềm, một vòng bi bắt đầu kéo, một nip trượt. Không gì trong vòng hở biết bất kỳ điều đó đã xảy ra, nên lực căng trôi âm thầm.
Hai phương pháp bù đường kính
Vòng hở chỉ hoạt động nếu bộ điều khiển biết R. Có hai cách cung cấp nó.
Cách 1 — đo bán kính. Một cảm biến khoảng cách siêu âm hoặc laser nhắm vào bề mặt cuộn báo bán kính còn lại trực tiếp. Không cần thêm cảm biến bạn cũng có thể suy ra: đo tốc độ cuộn và tốc độ dây chuyền, rồi tính R = V ÷ (2πn), với V là tốc độ dây chuyền theo m/phút và n là tốc độ cuộn theo vòng/phút. Cả hai cách đều bám bán kính thực liên tục và tự hiệu chỉnh khi điều kiện thay đổi.
Cách 2 — tích lũy độ dày. Bắt đầu từ đường kính lõi và cộng hai lần độ dày vật liệu sau mỗi vòng quay. Nó chỉ cần một cảm biến tiệm cận và một mục nhập độ dày, nên rẻ nhất và kém chính xác nhất. Một cuộn đã quấn không bao giờ bằng tổng các độ dày của nó: khí bị cuốn, độ nén và biến thiên độ dày đều làm đường kính thực lớn hơn giá trị tính. Giấy, vải không dệt và dệt may là những thủ phạm tệ nhất. Sai số cộng dồn theo mỗi vòng quấn, nên mô-men sai nhiều nhất ở nơi cuộn lớn nhất và sai số lực căng gây tốn vật liệu nhất.
Quy tắc ngón tay cái: nếu vật liệu của bạn nén được, hoặc một cuộn quấn lâu hơn khoảng hai mươi phút, hãy đo bán kính thay vì tích lũy độ dày.
Cảm biến vòng kín thực sự đo cái gì
Thêm cảm biến không tự động cho bạn một số đọc lực căng trung thực. Một cảm biến tải dưới trục lăn đo đọc hợp lực của hai nhánh vật liệu cộng mọi thứ khác tác động lên trục lăn đó:
F_cam_bien = 2 × T × sin(θ ÷ 2) + thành phần trọng lượng trục lăn + lực cản vòng bi
θ là góc ôm. Ở 180° cảm biến thấy 2T, ở 90° thấy 1,41T, và ở 30° chỉ 0,52T. Góc ôm nhỏ làm nhiều hơn việc thu nhỏ tín hiệu — nó khuếch đại mọi sai số khác, vì thành phần vật liệu giảm trong khi trọng lượng trục lăn và lực cản không đổi. Hãy dùng góc ôm lớn nhất bố trí cho phép và luôn trừ bì trọng lượng trục lăn trước khi hiệu chuẩn.
Thành phần lực cản vòng bi là lý do một trục lăn dẫn bị kẹt có thể ẩn trong một vòng trông khỏe mạnh: bộ điều khiển trung thành giữ một con số không còn là lực căng vật liệu. Kiến trúc cảm biến quan trọng ở đây. Cảm biến lực căng gối đỡ đỡ cuộn ở cả hai đầu, một cảm biến lực căng côngxôn hợp với vật liệu hẹp và đổi cuộn nhanh, và một cảm biến lực căng xuyên trục biến một trục lăn chuyên dụng thành phần tử đo khi không gian chật.
Khi vòng kín vận hành tệ hơn vòng hở
Đây là phần hầu hết hướng dẫn chọn bỏ qua.
- Dải cảm biến quá lớn. Một cảm biến định mức gấp nhiều lần lực làm việc đặt tín hiệu vào vài phần trăm đáy dải, nên nhiễu chiếm ưu thế và vòng đuổi theo nhiễu — điều chế phanh và in một vằn nhìn thấy được vào cuộn. Một vòng hở giảm dần đúng còn mượt hơn thế.
- Cảm biến quá xa nhiễu. Mỗi mét nhịp tự do giữa cảm biến và bộ truyền động thêm độ đàn hồi và độ trễ. Bạn rồi phải giảm độ lợi và có vòng ì, hoặc tăng nó và bị dao động. Di dời cảm biến tốt hơn chỉnh lại nó.
- Tăng tốc nhanh. Cảm biến tải không thể tách lực căng vật liệu khỏi lực cần để quay trục lăn đo lên tốc độ. Trong một dốc tăng tốc gắt, số đọc nhảy vọt và một vòng cứng phản ứng với một nhiễu không hề có trong vật liệu. Giới hạn tốc độ tăng, hoặc bù trước gia tốc, là cách khắc phục.
- Đo một vùng chết. Nếu cảm biến nằm hạ lưu một nip đã cố định lực căng, vòng không có quyền ở đó. Nó sẽ tác động phanh rất lâu mà không đổi con số.
Trong cả bốn trường hợp, câu trả lời trung thực không phải một bộ điều khiển tốt hơn. Đó là một cảm biến đã di dời, một cảm biến đổi cỡ, hoặc một dốc tốc độ chậm hơn.
Vòng kín khiến bạn tốn gì
| Hạng mục | Vòng hở | Vòng kín |
|---|---|---|
| Phần cứng | Bộ điều khiển cộng bộ truyền động | Thêm một đến hai cảm biến, giá đỡ, dây cáp |
| Chạy thử | Chỉ cài giảm dần | Zero và dải, trừ bì, tính góc ôm, chỉnh vòng |
| Kỹ năng cần | Bất kỳ thợ điện lành nghề nào | Người chỉnh được vòng điều khiển |
| Kiểu hỏng | Mô-men trôi theo đường kính | Trôi cảm biến, nhiễu, dao động, lỗi cáp |
| Hợp nhất | Giấy, bìa, vật liệu dễ dung, dây chuyền chậm | Màng, lá kim loại, điện cực lithium, tốc độ cao |
Hoàn vốn đến từ phế phẩm và sản phẩm quấn lại bị loại: ước tính tỷ lệ loại hiện tại trừ tỷ lệ kỳ vọng, nhân sản lượng hàng năm và chi phí vật liệu mỗi đơn vị. Nếu con số đó không bù được chi phí lắp đặt trong một năm, hãy ở lại vòng hở. Một bộ điều khiển lực căng tự động đầy đủ xử lý bám đường kính, giảm dần và nhiều vùng, trong khi một bộ điều khiển lực căng nhỏ gọn đáp ứng một trạm vật liệu hẹp đơn với chi phí thấp hơn.
Cách quyết định: danh sách năm điểm
- Vật liệu có mỏng, co giãn hay đắt không? Nếu có, chọn vòng kín.
- Có sẵn trục lăn với góc ôm lớn gần nhiễu không? Nếu không, hãy sửa đường đi vật liệu trước.
- Bạn có được tín hiệu bán kính đáng tin cậy không? Nếu không, vòng hở sẽ trôi.
- Dây chuyền có khởi động và dừng thường xuyên không? Thì dùng vòng kín với giới hạn dốc tốc độ.
- Ai sẽ chỉnh vòng sau khi chạy thử? Nếu câu trả lời là không ai, hãy chọn vòng hở với độ giảm dần tốt.
Câu hỏi thường gặp
H: Cần nhún là vòng hở hay vòng kín? Nghiêm túc mà nói thì không phải cái nào. Cần nhún đo vị trí, không phải lực, nên nó là kiến trúc thứ ba: nó giữ một cần lưu trữ cơ khí ở giữa hành trình và suy lực căng từ cài đặt áp khí hoặc quả nặng. Cần nhún hấp thụ nhiễu ngắn tốt hơn cả hai và phổ biến trên tháo cuộn có mối nối.
H: Tôi có cần cảm biến ở cả tháo và quấn lại không? Chỉ khi cả hai vùng cần điều khiển chặt. Nhiều dây chuyền chạy quấn lại vòng kín — nơi chất lượng cuộn được đánh giá — với tháo cuộn vòng hở, và đó là một thỏa hiệp hoàn toàn hợp lý.
H: Tôi có thể nâng cấp từ vòng hở lên vòng kín sau không? Có, và đó là con đường nâng cấp phổ biến. Bạn cần một trục lăn có thể chuyển thành trục đo, chỗ cho cảm biến, và một bộ điều khiển có đầu vào cảm biến. Xác nhận cả hai trước khi mua bộ truyền động.
H: Vì sao vòng kín của tôi săn đuổi ở lực căng thấp? Thường là một trong ba nguyên nhân: dải cảm biến vượt xa lực làm việc, góc ôm quá nhỏ, hoặc độ lợi cài cho sản phẩm nặng hơn. Kiểm tra dải và hình học trước khi chạm vào độ lợi.
Kết luận
Điều khiển lực căng vòng hở so với vòng kín là sự đánh đổi giữa mô-men bạn dự đoán được và lực bạn xác minh được. Vòng hở rẻ hơn, đơn giản hơn và thành thật mà nói là đủ cho vật liệu dễ dung và tải đều — miễn là đường kính được đo chứ không ước lượng. Vòng kín là câu trả lời đúng cho màng, lá kim loại, điện cực pin và dây chuyền tốc độ cao, nhưng chỉ khi cảm biến được chọn đúng cỡ, đặt đúng chỗ và cho một dốc tốc độ nó theo kịp.
XW Machinery cung cấp toàn bộ chuỗi, từ phanh và ly hợp bột từ qua cảm biến đến bộ điều khiển, để cả hai kiến trúc đều có thể được chỉ định như một hệ thống được hỗ trợ trọn vẹn. Liên hệ XW Machinery với vật liệu, bề rộng, tốc độ và thời gian quấn cuộn để được khuyến nghị và báo giá trực tiếp từ nhà máy.