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工业上常见的薄膜卷绕主要包括布、纸张、塑料薄膜等，对于张力的精度要求高，而且卷径的变化范围大，张力要求是随卷径增大而不断变化的，即需要张力锥度控制，防止损伤卷轴或造成内部褶皱。森兰SB70系列变频器完全可以通过对其自身功能模块进行设置，充分利用算术单元和计数器等功能，实现薄膜卷绕所要求的张力锥度控制。
方案如下：
由代表薄膜线速度的主机（加工机）运行频率和卷绕薄膜的实时卷径，计算出相应的从机（收卷机）主给定频率，以此作为前馈；同时用PID调节器控制薄膜的张力PID输出，对给定频率进行不断修正，将修正后的频率作为收卷电机的给定频率。这种前馈和反馈共用的复合控制方法控制精度很高，很多张力控制专用的变频器都使用了这种方法。
第一部分：收卷机给定频率的计算
用户需要知道三个值，分别是初始卷径、最终卷径和薄膜厚度。根据这三个值，计算出参数设置所需要的几个数值。
假设薄膜的最终卷径为1000mm，初始卷径为100mm，薄膜厚度为0.05mm,则：
初始卷径百分比值D0＝100/1000＝10％；
计数器设定值＝1000/（0.05×2）＝20000；
计数器预置值＝100/（0.05×2）＝2000。
此时计数器计数值（以设定计数值为100％）就相当于一个卷径传感器的输出信号，即为实时的卷径值D（以最终卷径为100％）。
主机频率为F0，从机频率为F，当前卷径值为D（以最终卷径为100％），则可以知道：
F0×D0 ＝ F×D；
即可以算出F ＝ F0×（D0/D）；
先通过算术单元3算出 D0/D的值；再通过算术单元2计算F0（即AI1）乘以算术单元3的输出，即为F的值。此时算数单元2的结果即为收卷机的主给定频率，所以将收卷机的频率给定通道设成算术单元2给定。这样就完成了收卷机主给定频率的设定。
第二部分：PID的给定计算
采用闭环张力控制的方法，PID的给定值应该设定为用户需要的张力值。但是，用户需要的张力值并不是一个常数，而是一个随着卷径变化而不断变小的值，即张力有一个锥度。如下图：
张力的锥度公式为：
T ＝ T0×[1－K×（1－D0/D）>
＝ T0×（1- K）＋T0×K×（D0/D）
其中 T——实际的理想张力（以张力传感器最大张力值为100％）；
T0——初始张力值（以张力传感器最大张力值为100％）；
K——张力锥度系数，范围为0～100％；
D0——初始卷径（以最终卷径为100％）；
D——实时卷径（以最终卷径为100％）。
其中T0×（1-K）和T0×K都是常量。
于是由算术单元4算出T0×K×（D0/D）的值，其中D0/D为算数单元3的结果，T0×K为数字设定；再由算术单元1计算出T，即T0×（1- K）＋T0×K×（D0/D），其中T0×K×（D0/D）为算术单元4的结果，T0×（1- K）为数字设定。
此时，算术单元1的结果即为用户需要的实时张力值，将PID的给定通道选择为算术单元1给定。这就完成了PID给定通道的设定。至此，就完成了张力控制方案设计。
现场运行情况如下：当主机开始起动后，从机接受起动信号开始起动，并根据卷径的变化和张力传感器的反馈不断调整输出频率，使张力传感器以基准位置按张力锥度要求随卷径变化，卷绕电机一直稳定运行。减速过程中张力传感器也没有大的偏移，直至停机（如果需要在停机时保持张力可以采用森兰SB70的零伺服功能）。整个过程中没有变形或松弛现象发生。
文章来源：网络
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