一種定型機拉幅控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種定型機拉幅控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、變頻器、減速器、拉幅器、張力傳感器、A/D和D/A；給定張力通過PLC控制器后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為張力信號，然后經(jīng)變頻器、減速器作用于拉幅器，從而由張力傳感器形成負(fù)反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)；使用變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分PID控制算法，在定型機拉幅過程中通過調(diào)整比例、積分、微分參數(shù)，提高了系統(tǒng)的快速啟動性能并保證了系統(tǒng)的控制精度，有效地避免了拉幅過程中拉幅張力超過給定張力而產(chǎn)生的超調(diào)問題，即解決了張力過大對布所造成的過度牽引問題。
【專利說明】
一種定型機拉幅控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及定型機控制系統(tǒng)，尤其是一種定型機拉幅控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在織造過程中，對織物橫向拉幅的處理，不僅能讓織物達到需要的尺寸，還可以改善纖維網(wǎng)的分布結(jié)構(gòu)，增加纖維沿縱向的分布。這對提高織物的拉伸強度和尺寸穩(wěn)定性極為有利。拉伸率過大將廣生新的尚彈變形，影響最終廣品的尺寸穩(wěn)定性。因此，在拉幅控制過程中，最關(guān)鍵的部分就是對織物幅寬的調(diào)整，定型機拉幅部分便是在規(guī)定溫度的熱風(fēng)、橫向張力作用之下對織物進行拉幅加工的部分。
[0003]拉幅控制部分的關(guān)鍵問題是對拉幅時產(chǎn)生的張力進行控制。張力過大，使得織物被過度牽伸，織物強度下降；張力過小，不能消除內(nèi)部應(yīng)力，織物尺寸也達不到要求。同時，在定型過程中，對拉幅速度也有要求，拉幅速度穩(wěn)定，則張力變化的也比較平穩(wěn)。如果拉幅速度過快，可能會使系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào);如果拉幅速度過慢，定型時間太長。
[0004]目前大多數(shù)拉幅定型機仍采用傳統(tǒng)PID控制器。但傳統(tǒng)的PID控制器采用線性組合方法，難于協(xié)調(diào)快速性和無超調(diào)之間的矛盾，在相當(dāng)多的情況下，不能取得令人滿意的效果O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種定型機拉幅控制系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案:一種定型機拉幅控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、變頻器、減速器、拉幅器、張力傳感器、A/D和D/A;給定張力通過PLC控制器后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為張力信號，然后經(jīng)變頻器、減速器作用于拉幅器，從而由張力傳感器形成負(fù)反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng);變頻器根據(jù)張力反饋信號進行PID運算產(chǎn)生一個頻率調(diào)整值，調(diào)節(jié)輸出頻率控制受控對象，從而使輸出張力與給定的張力保持一致。
[0007]為了消除積分飽和使系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，甚至引起震蕩帶來的不利影響，采用了變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分法來控制拉幅張力，能使電機準(zhǔn)確地停在輸入設(shè)定的張力誤差允許范圍內(nèi)。
[0008]該實用新型的有益效果:
[0009]I)使用變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分PID控制算法，在定型機拉幅過程中通過調(diào)整比例、積分、微分三相參數(shù)，能及時的調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，提高了系統(tǒng)的快速啟動性能并保證了系統(tǒng)的控制精度。
[0010]2)有效地避免了拉幅過程中拉幅張力超過給定張力而產(chǎn)生的超調(diào)問題，即解決了張力過大對布所造成的過度牽引問題。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0012]圖2是各結(jié)構(gòu)PID的階躍響應(yīng)對比曲線。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳盡描述:
[0014]定型機橫向拉幅的實現(xiàn)是在網(wǎng)子運轉(zhuǎn)的過程中，張力傳感器檢測到的張力信號傳遞給控制單元，控制單元發(fā)出控制指令，控制交流伺服電機帶動絲杠橫向往返運動，進而帶動與絲杠相連的平臺上的拉幅器橫向往返運動，實現(xiàn)對網(wǎng)子橫向張力的實時調(diào)整。
[0015]圖1為定型機的張力控制系統(tǒng)框圖。在實際控制模型中，由張力傳感器形成負(fù)反饋，從而構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，變頻器根據(jù)張力反饋信號進行PID運算產(chǎn)生一個頻率調(diào)整值，調(diào)節(jié)輸出頻率控制受控對象(異步電機)，從而使輸出張力與給定的張力保持一致。
[0016]定型過程中，必須以恒定張力進行拉伸。主要有2個目的:一是達到預(yù)定的定型尺寸包括幅寬和網(wǎng)的長度;二是使造紙網(wǎng)熱定型效果最佳，不會產(chǎn)生回縮。張力控制系統(tǒng)實質(zhì)是控制縱向或橫幅的拉伸速度，也就是只要控制拉幅器以特定速度運行即可達到張力控制目的。
[0017]為了消除積分飽和使系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，甚至引起震蕩帶來的不利影響，采用了變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分法來控制拉幅張力，能使電機準(zhǔn)確地停在輸入設(shè)定的張力誤差允許范圍內(nèi)。
[0018]如圖2所示，通過仿真結(jié)果可以看出，采用文中設(shè)計的變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分PID控制可以有效地避免傳統(tǒng)PID控制所廣生的超調(diào)，并提尚了拉幅控制系統(tǒng)的快速性，其達到給定張力時間為0.98s，而傳統(tǒng)的PID控制算法達到給定張力的時間為3.67s，因此采用變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分PID控制算法，系統(tǒng)具有動態(tài)響應(yīng)快、控制穩(wěn)態(tài)性能好，并能很快趨于穩(wěn)定的特點。
[0019]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種定型機拉幅控制系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC控制器、變頻器、減速器、拉幅器、張力傳感器、A/D和D/A;給定張力通過PLC控制器后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為張力信號，然后經(jīng)變頻器、減速器作用于拉幅器，從而由張力傳感器形成負(fù)反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng);所述變頻器根據(jù)張力反饋信號進行PID運算產(chǎn)生一個頻率調(diào)整值，調(diào)節(jié)輸出頻率控制受控對象，從而使輸出張力與給定的張力保持一致。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定型機拉幅控制系統(tǒng)，其特征在于:所述PID運算為變結(jié)構(gòu)遇限削弱積分PID控制算法，控制電機在張力設(shè)定值誤差范圍內(nèi)停止。
【文檔編號】D06C3/00GK205590953SQ201620164987
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】許長云
【申請人】江門鴻榮新材料科技有限公司