一种印染浆纱机张力检测及控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种张力控制系统，尤其涉及一种印染浆纱机张力检测及控制系统，属于张力控制领域。

背景技术：

张力控制，通俗地讲，就是要控制卷取物体时保持物体相互拉长或者绷紧的力。张力应用于最广泛的造纸、纤维、塑料薄膜、电线、印刷品、磁带等轻工业中，带材或线材的收放卷张力对产品的质量起着至关重要的作用。在收卷和放卷的过程中，为保证生产的质量及效率，保持恒定的张力是很重要的。

在冶金、造纸、纺织等行业中，在加工过程中或者是加工完成之后，最后的一道工序一般就是将加工物卷绕成筒状。在这一过程中，卷绕的好坏将是决定产品质量的关键，卷的太紧，容易使织物变形，拉断，卷的太松又容易使卷取不紧凑，不利于搬运和运输，因而为了达到使卷绕紧凑，保证产品的质量，都要求在卷绕过程中，在织物上建立一定的张力，并保持张力为一恒定值，能够实现这一功能的系统，就叫做张力控制系统。目前应用的张力控制系统，根据其测量控制的原理结构主要有三种：间接法张力控制系统；直接法张力控制系统;兼有间接法和直接法的复合张力控制系统。

从控制方式上分类，张力控制一般可以分为手动、半自动、全自动三类;卷径控制方式可自动检测卷径从而对张力的执行机构进行调整、补偿，实现张力的恒定。卷径控制方式属于半自动控制方式，其突出特点就是省去了价格相对昂贵的张力传感器，安装简单，而且能很方便的获得锥度张力控制，特别适用于冶金、印刷、包装、造纸、印染等行业的分切及收卷机器设备。

浆纱机的张力大小直接影响产量。旧式浆纱机采用机械式传动机构，张力调节范围较窄。随着设备的老化机械零件的磨损，张力逐渐下降。更换机械零件不便及费用的居高不下促使企业下决心对其进行改造。

例如申请号为“201310193026.8”的一种张力控制装置，用在卷对卷滚压设备中以控制收卷的张力，所述卷对卷滚压设备包括收卷轴，所述张力控制装置包括：厚度测量单元，位于所述收卷轴上以用来测量所述收卷轴上的卷材厚度；处理单元，根据所述厚度测量单元测量的厚度计算收卷的张力值；以及控制单元，接收所述处理单元输出的张力值以控制所述收卷轴的张力。张力控制装置可以控制收卷轴上的张力根据卷材的厚度的不同而相应变化，从而防止收卷过程中卷材表面擦伤。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种印染浆纱机张力检测及控制系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种印染浆纱机张力检测及控制系统，包含远程监控终端以及分别与其连接的多个设置在所浆纱机上的数据采集终端，所述数据采集终端包含数据处理模块、张力传感器、张力变频器、稳压器、编码器、电机转速传感器、模数转换器、三级放大电路、单片机模块、无线发射器、电源管理器和光伏电源模块；所述电机转速传感器依次经过模数转换器、三级放大电路连接数据处理模块，所述张力传感器与数据处理模块连接，所述数据处理模块依次经过张力变频器、稳压器连接编码器；所述数据处理模块还经过单片机模块连接无线发射器，所述光伏电源模块通过电源管理器连接数据处理模块；

所述三级放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；

所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。

作为本实用新型一种印染浆纱机张力检测及控制系统的进一步优选方案，所述光伏电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块与蓄电池连接。

作为本实用新型一种印染浆纱机张力检测及控制系统的进一步优选方案，所述电源管理器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路、远程通讯模块连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路。

作为本实用新型一种印染浆纱机张力检测及控制系统的进一步优选方案，所述数据处理模块的芯片型号为EC20-3232BRA。

作为本实用新型一种印染浆纱机张力检测及控制系统的进一步优选方案，所述张力变频器的芯片型号为EV3300-4T0220G。

作为本实用新型一种印染浆纱机张力检测及控制系统的进一步优选方案，所述编码器的芯片型号为ES3-062N6941。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型结构简单、易于实现、测量精度高；本实用新型具有良好的抗干扰性能，能够较好地完成控制效果，运行稳定可靠；本实用新型改造浆纱机织轴张力控制系统由变频器控制，使其张力大小易于调节；改造控制系统，使其半自动化，更易控制、方便监视、减少维修量。

2、本实用新型把光伏电源与家用电源相结合、报警与录像监控相结合，再加上无线热点传输技术，不仅拥有了比普通报警器更强的反破坏能力，还有环保低碳的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型数据采集终端的结构原理图；

图3是本实用新型三级放大电路电路图；

图4是本实用新型电源管理器的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种印染浆纱机张力检测及控制系统，包含远程监控终端以及分别与其连接的多个设置在所浆纱机上的数据采集终端，本实用新型结构简单、易于实现、测量精度高；本实用新型具有良好的抗干扰性能，能够较好地完成控制效果，运行稳定可靠；本实用新型改造浆纱机织轴张力控制系统由变频器控制，使其张力大小易于调节；改造控制系统，使其半自动化，更易控制、方便监视、减少维修量。

如图2所示，所述数据采集终端包含数据处理模块、张力传感器、张力变频器、稳压器、编码器、电机转速传感器、模数转换器、三级放大电路、单片机模块、无线发射器、电源管理器和光伏电源模块；所述电机转速传感器依次经过模数转换器、三级放大电路连接数据处理模块，所述张力传感器与数据处理模块连接，所述数据处理模块依次经过张力变频器、稳压器连接编码器；所述数据处理模块还经过单片机模块连接无线发射器，所述光伏电源模块通过电源管理器连接数据处理模块。

如图3所示，所述三级放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。

所述光伏电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块与蓄电池连接。本实用新型把光伏电源与家用电源相结合、报警与录像监控相结合，再加上无线热点传输技术，不仅拥有了比普通报警器更强的反破坏能力，还有环保低碳的特点。

如图4所示，所述电源管理器包含采样滤波电路、磁偏检测电路、DSP模块、CPLD模块、隔离驱动电路、功率放大电路、远程通讯模块；所述采样滤波电路、磁偏检测电路、功率放大电路、远程通讯模块连接在DSP模块的相应端口上，所述DSP模块通过CPLD模块连接隔离驱动电路。

所述数据处理模块的芯片型号为EC20-3232BRA所述张力变频器的芯片型号为EV3300-4T0220G。所述编码器的芯片型号为ES3-062N6941。

本实用新型改造浆纱机织轴张力控制系统由变频器控制，使其张力大小易于调节；改造控制系统，使其半自动化，更易控制、方便监视、减少维修量。

传动控制：(1)计算张力电机到织轴的减速比：减速比<=织轴空芯卷径×3.14×电机额定转速/最大车速(线速)=(0.116×3.14×1460)/60=8.87；

(2)复核电机功率：电机功率>=(最大张力×电机额定转速×最大织轴半径)/(传动比×9549)=(5000×1460×0.25)/(8.87×9549)=21.5kw；

(3)确定参数：经计算减速比应确定为8.8左右。厂方在改造时受自身条件影响，决定将减速比提高到13.15。最大车速=织轴空芯卷径×3.14×电机额定转速/减速比=(0.116×3.14×1460)/13.15=40.46经厂方确认最大车速满足工艺要求。随确定减速比为13.15。速度编码器选用600线旋转编码器，一并交厂方安装。

(4)主变频器参数设定：根据浆纱机实际情况张力控制系统的主机变频器选择无速度反馈开环矢量控制方式的td3000-t40110g变频器。

为保证参数的准确性，将艾默生td3300-4t0220g工程型矢量变频器参数初始化，恢复出厂设置。控制方式选择f0.02=1(闭环矢量控制)检查编码器是否正常。fb.00=600；按运行键，查看运行是否正常。如果变频器只在2hz左右工作或启动过流，显示电流很大。则可能是编码器接线错误、每转脉冲错误、编码器的方向反等原因;如果是低速运行正常，高速过流则可能是编码器的联轴器松动高速打滑的原因。

机械传动比：f1.00=13.15。电机调谐：按照电机名牌设定电机参数。电机调谐时必须断开电机与负载的连接。调谐过程是自动完成的，如果调谐时电机长时间不能转动起来，说明电机参数严重不符或电机有故障。重新输入电机参数或更换电机。电机方向确认：一般定义为fwd控制时电机的运行方向为实际需要的方向。惯量调谐：将电机与负载断开调谐。

本实用新型改造浆纱机织轴张力控制系统由变频器控制，使其张力大小易于调节；改造控制系统，使其半自动化，更易控制、方便监视、减少维修量。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。