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张力控制解决方案

一、张力控制解决方案

在工业自动化领域，在一些带状和线状类的产品，经常需要控制张力来达到生产要求，张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。

二、描述

张力控制机构可分为放卷机构，收卷机构，拉伸机构，松紧调节辊控制机构。按控制方法可分为开环张力转矩模式、闭环张力转矩模式、闭环张力速度模式。开环张力转矩模式不需要张力检测机构，通过调整电机的输出转矩来控制张力，适用于对张力精度要求不高的场合；闭环张力转矩模式在开环张力转矩模式的基础上，增加了张力反馈机构，以此对输出转矩做PID调节，实现对张力的精确控制；闭环张力速度模式是以张力反馈信号为依据，调整运行频率来间接的控制张力，其张力控制精度较高。

开环张力转矩模式没有张力反馈，变频器靠控制输出转矩达到控制张力的目的。卷筒上线材或带材的张力F、当前卷径D和卷筒轴输出转矩T的关系为：T=F×D/2。用这种方式控制张力，对卷径计算和力矩控制的精度要求较高。另外，由于没有张力反馈，还要对系统惯量和摩擦力矩做一定的补偿，以保证线材或带材上的张力恒定。MV600T内置了丰富的卷径计算模块，支持多种卷径计算模式，还集成了惯量补偿以及摩擦力补偿功能，用以支持开环张力转矩模式的张力控制。

闭环张力转矩模式需要张力检测和反馈，是在开环张力转矩模式的基础上增加了PID转矩微调，微调量由张力设定和张力反馈经PID调节得到。闭环张力转矩模式由于较开环张力转矩模式增加了反馈，因此系统鲁棒性更高，性能更好，适用于需要对张力进行精确控制的场合。MV600T具有快速而准确的过程PID调节模块，精度和动态响应能力出众的矢量转矩控制，满足在闭环张力转矩模式下对张力控制的苛刻要求。

闭环张力速度模式也需要张力检测和反馈，同时还需要材料的线速度信号。变频器通过控制电机转速来间接控制线材或带材上的张力。这种模式对变频器的PID调节能力和速度控制性能要求较高。由于MV600T具有性能良好的PID控制模块和精准的速度控制能力，能轻松应对此种模式的张力控制应用场合，实现对张力的精确控制。

三、特点

MV600T系列变频驱动器在张力控制应用中的优势：

优异的矢量控制性能，保证了转矩和速度控制的稳态精度和动态响应能力，从而减小张力的波动。
丰富的卷径计算模块，支持通过线速度计算卷径、模拟端口直接输入卷径信号、以及绕圈计算法计算卷径。
支持惯量补偿和摩擦力矩补偿，能加强转矩模式的张力控制精度。
功能强大的PID调节功能，适用于带有张力反馈的张力控制系统，满足较为苛刻的张力控制精度需求。
支持高速力矩补偿，抵消系统摩擦力随转速变化的影响，使得张力恒定。
支持灵活的张力锥度设置。