張力控制：張力範圍、控制方式與配置
張力控制系統會在捲徑、產線速度與材料變化時，將移動捲材上的縱向張力維持在設定值。本頁列出祥旺機械（XW Machinery）生產的張力控制器、張力感測器與磁粉致動器之可量化規格，說明轉換加工產線使用的三種控制方式，並提供三種附張力範圍的典型配置。
若需先了解概念，請閱讀 什麼是張力控制系統？。若需要規格的橫向對位部分，請見 糾偏系統：規格與選型。
張力控制規格一覽
| 參數 | 規格 | 機型 |
|---|---|---|
| 控制方式 | 自動閉迴路（無過衝 PI 演算法）；微型控制器採手動恆流開迴路 | TC-860、TC-200 |
| 扭力範圍（標準磁粉機種） | 6 N.m 至 400 N.m | 標準離合器與煞車器範圍 |
| 扭力範圍（微型機種） | 1 N.m 至 5 N.m | 12 V 微型離合器、24 V 微型煞車器 |
| 控制器範圍標示 | 1000 N.m | KDT-C-1000 |
| 主輸出 | 2 組 24 V / 4 A 恆流通道 | TC-860、KDT-C-1000 |
| 輔助輸出 | 2 組 0-10 V；或 1 組 0-5 V 可設定為 0-10 V | TC-860、KDT-C-1000 |
| 取樣週期 | 50 ms | TC-860 |
| 轉換精度 | 1 LSB，16 位元 A/D 轉換 | TC-860 |
| 感測器輸入範圍 | 30 mV 或 300 mV 標準；可客製 5 V 輸入 | TC-860 |
| 控制器電源 | AC 165-264 V；或 AC 180-245 V；微型機種採用 12 V / 24 V DC 激磁 | TC-860、KDT-C-1000、TC-200 |
| 通訊 | RS485 / Modbus-RTU，暫存器映射 0x00 至 0x19 | TC-860、KDT-C-1000 |
| 換捲控制 | 雙站切換、換軸輸出比例可調、待機輸出 | KDT-C-1000、TC-860 |
| 量測結構 | 懸臂法蘭式、軸承座底座式、穿軸式 | 張力感測器範圍 |
| 感測器輸出訊號 | mV/V 應變計輸出 | 穿軸式感測器 |
| 防護等級 | IP54 / IP65 | 穿軸式感測器 |
張力範圍如何推導
張力並非由控制器直接設定。在收捲或放捲工位，控制器是對磁粉離合器或煞車器設定扭力，而產生的捲材張力則依捲料半徑而定：
捲材張力（N）＝扭力（N.m）／捲料半徑（m）
這正是為何一個區段的可用張力範圍，同時取決於致動器的扭力範圍與機台的捲徑範圍。6 N.m 至 400 N.m 的磁粉煞車器並不會輸出單一固定的張力值：在 0.05 m 的軸心半徑下，同一扭力所產生的張力遠大於 0.4 m 滿捲半徑。因此致動器要針對整個捲料範圍來配規格，而非僅看設定點。
實務結論：所需最大扭力由滿捲直徑與材料能承受的最大張力決定，而最小可控制扭力則由軸心直徑決定。下單前請同時提供這兩個數值。
三種張力控制方式
1. 開迴路：手動恆流控制
操作員設定輸出等級，控制器維持激磁電流恆定。由於沒有張力回授，張力會隨捲徑變化而漂移。此方式適合短批、簡單機台與低張力輕型捲材，較重視成本與簡便而非重現性。
- 硬體：TC-200 微型張力控制器 搭配 12 V 微型磁粉離合器或 24 V 微型磁粉煞車器
- 扭力範圍：1 N.m 至 5 N.m
- 典型用途：標籤、小型複捲機、輕型捲材與精巧機台
2. 閉迴路：感測器回授自動控制
張力感測器或荷重元將實際張力回授給控制器，控制器持續將量測張力與目標値比對並調整輸出。這是張力穩定性會影響套準、收捲硬度或材料拉伸的產線之標準方法。
- 硬體：TC-860 自動張力控制器 或 KDT-C-1000 自動張力控制器，搭配懸臂、軸承座或穿軸式張力感測器
- 特色：50 ms 取樣、1 LSB 轉換精度、無過衝 PI 演算法、零點與滿量程校準
- 典型用途：分條、複捲、印刷、貼合、塗佈、鋰電池捲對捲
3. 舞蹈輥控制
舞蹈輥提供機械式張力儲存，常與閉迴路控制器並用於速度頻繁變化或接料的產線。祥旺機械供應這類系統的控制器與感測器部分；舞蹈輥機構由機台製造商搭建。完整比較請見 開迴路 vs 閉迴路張力控制。
三種典型張力控制配置
配置 A：輕型捲材、低張力
TC-200 微型張力控制器 驅動 12 V 微型磁粉離合器（1-5 N.m） 或 24 V 微型磁粉煞車器（1-5 N.m）。手動恆流輸出，微型與小型框架無需中間功率放大器。
- 扭力範圍：1 N.m 至 5 N.m
- 控制方式：手動、開迴路
- 加入張力感測器與自動控制器即可升級為閉迴路
配置 B：標準單站或雙站收捲與放捲
KDT-C-1000 自動張力控制器，具兩組 24 V 恆流輸出直接驅動磁粉離合器與煞車器，搭配 懸臂式張力荷重元 進行回授。雙站切換搭配可調換軸輸出比例，可減少換捲時的張力衝擊。
- 控制器範圍標示：1000 N.m
- 輸出：2 組 24 V 恆流、1 組 0-5 V 輔助可設定為 0-10 V
- 電源：AC 180-245 V；支援 RS485；支援限位輸出繼電器
配置 C：多區段高規格控制與 PLC 整合
TC-860 自動張力控制器 搭配 穿軸式張力偵測器 或 軸承座式張力傳感器。雙 24 V/4 A 主輸出驅動磁粉機種，雙 0-10 V 輔助輸出連接變頻器、伺服驅動器或外部控制系統。
- 處理器：32 位元高速 CPU、50 ms 取樣、1 LSB 轉換精度
- 輸入：30 mV / 300 mV 標準、5 V 可客製
- 通訊：RS485 / Modbus-RTU，暫存器映射 0x00 至 0x19
- 電源：AC 165-264 V 寬範圍
如何選擇張力感測器
- 懸臂式荷重元：法蘭式安裝結構、安裝容易、低溫漂、高過載保護。請見 懸臂式張力荷重元。
- 軸承座式傳感器：底座式安裝於軸承座下方，負載能力與結構穩定性更高，適合寬幅與高速產線。請見 軸承座式張力傳感器。
- 穿軸式感測器：透過滾輪軸直接傳力、mV/V 輸出、IP54 / IP65 防護。請見 穿軸式張力感測器。
完整選型程序請見 如何選擇張力感測器，控制器選型請見 如何選擇張力控制器。
常見問題
祥旺機械能供應多大的張力範圍？
張力取決於扭力與捲料半徑。磁粉離合器與煞車器範圍為標準機種 6 N.m 至 400 N.m、微型機種 1 N.m 至 5 N.m。請提供您的最大捲徑、軸心直徑與目標張力，我們會為每個區段計算所需扭力範圍。
開迴路與閉迴路張力控制有何差異？
開迴路依手動設定的輸出估算張力，不會針對捲徑變化修正。閉迴路利用張力感測器或荷重元的實際回授，自動調節輸出，精度與穩定性更高。請見 開迴路 vs 閉迴路張力控制。
一台控制器能驅動兩個致動器嗎？
可以。TC-860 與 KDT-C-1000 皆提供兩個獨立的 24 V 主輸出通道，適用於具兩個受控張力致動器或雙軸收捲／放捲結構的機台。
控制器能與 PLC 整合嗎？
可以。提供 RS485 / Modbus-RTU 通訊，具 Modbus 功能的 TC-860 配置有定義好的暫存器映射 0x00 至 0x19。
為何複捲時張力會變化？
捲徑、速度、換捲與材料行為都會影響張力。請見 為何複捲時張力會變化 與 張力不穩：原因與解決方案。
為您的產線取得張力控制配置
請提供材料、捲材幅寬、捲徑範圍、產線速度、目標張力與控制區段數，我們的工程團隊會推薦一組附參數與接線圖的控制器、感測器與致動器。填寫產品需求問卷，或瀏覽完整的 張力控制系統系列。