專利名稱：複卷機引紙過程的張力自動控製方法

技術領域：

本發明涉及一種複卷機引紙過程的張力自動控製方法，適用於放卷為製動發電機的複卷機。

背景技術：

目前主流的造紙複卷機的放卷軸都為製動發電機控製。放卷軸的電機(以下簡稱為放卷電機)主要有兩種工作狀態1、速度控製；2、轉矩控製。在引紙時，放卷電機為速度控製，向前放紙，方便操作工將紙幅引入複卷軸支撐輥；當引上紙後，放卷電機應為轉矩控製，向後拉紙，並根據設置的張力計算出對應轉矩，使得紙幅具有一定張力。紙幅引入支撐輥後，需要及時通過轉換操作把放卷電機的控製方式轉換為轉矩控製，使用計算電磁力的方式控製放卷電機，保持張力。若操作不及時，因為放卷的直徑測量誤差，複卷支撐輥與放卷軸的表麵速度不一致，使得紙幅張力過大或過小，容易造成引紙斷紙。而轉換操作的時機需要依靠複卷操作工的熟練度來掌握，增加了操作的難度和強度，不利於複卷機生產效率的提聞。發明名稱為一種複卷機申請號201020621078. 2的本實用新型公開了一種造紙機械中的複卷機，由動力傳動係統、尚合係統、卷紙係統和張力控製係統組成。動力傳動係統通過主軸與卷紙係統聯接，卷紙係統通過紙帶與張力控製係統聯接。這種方法利用放卷軸與支撐輥的表麵速度差形成紙幅張力，並通過張力傳感器檢測紙幅實際張力，在達到設定引紙張力後，自動轉換放卷電機的控製方式。該方法需要設備安裝價格昂貴的張力傳感器，提高了設備的製造成本。並且在紙幅張力達到設定引紙張力後的切換過程中，紙幅張力會有一定波動，容易造成紙幅斷裂。發明名稱為一種印刷機的輸紙傳動的調節方法，申請號99101745. 5的本發明提出一種印刷機輸紙的傳動調節方法，其中，在運行過程中傳動裝置以一定的轉數V旋轉並產生一個傳動轉矩或紙張張力，其特征在於，按照荷載特性曲線，轉數V的下降或上升與荷載轉矩有關，所以傳動同時調節目的參數，轉數和傳動力矩或紙張張力，而且參考額定值特別是以轉數額定值或位置額定值的形式按照荷載特性曲線進行補償。

發明內容

本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，不需要采用張力傳感器、並可自動化實現速度控製與轉矩控製之間轉換的複卷機引紙過程的張力自動控製方法。本發明解決上述問題所采用的技術方案是該複卷機引紙過程的張力自動控製方法，其特征在於，包括以下幾個階段

複卷機引紙，紙幅進入支撐輥後，放卷軸轉動時產生的表麵速度小於支撐輥轉動時產生的表麵速度，由於放卷軸與支撐輥轉動存在表麵速度差，紙幅被拉緊，放卷軸的表麵速度被紙幅帶動拉快，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸反方向(正方向定義為送紙方向)增大，達到反向轉矩限製，此時紙幅被拉緊，放卷軸、支撐輥的表麵速度趨近一致，放卷電機的輸出轉矩等於反向轉矩限製，所述反向轉矩限製通過設定引紙張力計算所得；通過此技術可以在不安裝張力傳感器的條件下，實現放卷電機控製方式的自動轉換，提高了生產效率，降低設備製造成本。在延時判斷後，放卷電機的控製方式由速度控製轉換為轉矩控製，反向轉矩限製值恢複到正常值。在延時判斷過程前後，紙幅張力都能穩定在設定值，使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。本發明所述反向轉矩的計算公式矩Te的計算公式Te(%)=F*W*2*i/D/9549/PN*nN*100，其中F為紙幅張力(單位牛頓/米)，W為紙幅寬(單位米)，i為傳動速比，D為放卷直徑(單位米)，PN為電機額定功率(單位千瓦)，nN為電機額定轉速(單位轉/分鍾)。本發明所述延時判斷的時間的確定方法為比較輸出轉矩與反向轉矩，若相等在延時2-5秒後切換為轉矩控製。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果不安裝張力傳感器的條件下，實現放卷電機控製方式的自動轉換，提高了生產效率，降低設備製造成本。使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。

圖I是本發明實施例放卷電機的自動控製框圖。圖2是本發明實施例圖I中A虛線框內的自動控製框圖。圖3是本發明實施例圖I中B虛線框內的自動控製框圖。圖4是本發明實施例控製過程數據曲線示意圖。圖4中V2表示支撐輥表麵速度；

Vl表示放卷軸表麵速度；

Tact表示放卷電機輸出轉矩；

Fact表示紙幅張力；

tl表示紙幅引入支撐輥前時間段；

t2表示紙幅引入支撐輥後時間段，張力逐漸增大，放卷轉速逐漸增大；

t3表示放卷電機轉矩達到限製值後時間段，延時一定時間，過程中張力保持穩定；

t4表示放卷電機轉換為轉矩控製後時間段，張力保持穩定。

具體實施例方式下麵結合附圖並通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。參見圖I-圖4，本發明實施例複卷機引紙過程的張力自動控製方法，包括以下幾個階段

a) 複卷機引紙，紙幅進入支撐輥後，引紙命令啟動後，放卷軸以低於設定引紙速度的表麵速度向前送紙，放卷軸轉動時產生的表麵速度小於支撐輥轉動時產生的表麵速度，由於放卷軸與支撐輥轉動存在表麵速度差，紙幅被拉緊，紙幅張力逐漸增大，拉動放卷軸逐漸轉快，放卷軸的表麵速度被紙幅帶動拉快，使得放卷軸的轉速反饋大於其轉速給定，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，此時放卷電機的輸出轉矩是由速度PID調節器產生的，其速度PID調節器輸出的調節轉矩在積分環節的作用下趨於反向飽和，此過程是漸變的。當調節轉矩超過反向轉矩後，在反向轉矩的限製下，實際輸出的轉矩即為反向轉矩，而其必定與引紙張力的反向轉矩相等。比較輸出轉矩與反向轉矩，若相等在延時2-5秒後切換為轉矩控製。調節放卷電機的轉矩逐漸反方向(正方向定義為送紙方向)增大，達到反向轉矩限製，此時紙幅被拉緊，放卷軸、支撐輥的表麵速度趨近一致，放卷電機的輸出轉矩等於反向轉矩限製，反向轉矩限製通過設定的引紙張力計算所得。b) 在延時判斷後，放卷電機的控製方式由速度控製轉換為轉矩控製，反向轉矩限製值恢複到正常值。在延時判斷過程前後，紙幅張力都能穩定在設定值，使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。在切換轉矩控製前後，紙幅張力都是由反向轉矩產生的一個穩定值，因此切換過程非常平穩，不會造成張力波動。延時判斷的主要目的是避免在將紙幅引入支承輥前，由於人為拉扯等原因造成的調節轉矩的短時變大而誤切模式，造成提前投入轉矩控製。投入轉矩控製後，反向轉矩限製值恢複到反向轉矩正常值。反向轉矩正常值即為正常工作時反向轉矩的設定值，一般根據電機的過載能力進行設定如_100%-300%。本實施例中反向轉矩的計算公式Te=F*W*2*i/D/9549/PN*nN*100，其中F為紙幅張力(單位牛頓/米)，W為紙幅寬(單位米)，i為傳動速比，D為放卷直徑(單位米)，PN為電機額定功率(單位千瓦)，nN為電機額定轉速(單位轉/分鍾)。本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，隻要不偏離本發明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。

權利要求

1.一種複卷機引紙過程的張力自動控製方法，其特征在於，包括以下幾個階段複卷機引紙，紙幅進入支撐輥後，放卷軸轉動時產生的表麵速度小於支撐輥轉動時產生的表麵速度，紙幅被拉緊，放卷軸的表麵速度被紙幅帶動拉快，放卷電機的轉速反饋變快，放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸增大， 達到反向轉矩限製，此時紙幅被拉緊，放卷電機的輸出轉矩等於反向轉矩限製，所述反向轉矩限製通過設定引紙張力計算所得；延時判斷後，放卷電機的控製方式由速度控製轉換為轉矩控製，反向轉矩限製值恢複到電機正常工作時反向轉矩的設定值。

2.根據權利要求I所述的複卷機引紙過程的張力自動控製方法，其特征在於所述反向轉矩由如下計算公式Te (%)=F*W*2*i/D/9549/PN*nN*100其中F為紙幅張力，W為紙幅寬，i為傳動速比，D為放卷直徑，PN為電機額定功率，nN 為電機額定轉速。

3.根據權利要求I所述的複卷機引紙過程的張力自動控製方法，其特征在於所述延時判斷采用比較輸出轉矩與反向轉矩，比較輸出轉矩與反向轉矩若相等，則在延時2-5秒後切換為轉矩控製。

全文摘要

本發明公開了一種複卷機引紙過程的張力自動控製方法，其特征在於包括以下幾個階段複卷機引紙，通過放卷電機的速度PID調節器自動調節放卷電機的轉矩，調節放卷電機的轉矩逐漸增大，達到反向轉矩限製，此時紙幅被拉緊，並經過延時判斷後，放卷電機的控製方式由速度控製轉換為轉矩控製，反向轉矩限製值恢複到電機正常工作時反向轉矩的設定值。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果不安裝張力傳感器的條件下，實現放卷電機控製方式的自動轉換，提高了生產效率，降低設備製造成本。使得轉換過程更加穩定，避免張力波動引起的紙幅斷裂。

文檔編號B65H26/04GK102976136SQ20121049023

公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日

發明者宋劍俊, 徐小偉, 張慶華 申請人:浙江華章科技有限公司