1.引言
    在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，特別是造紙，紡織，金屬制品的生產(chǎn)過程中，利用張力調(diào)節(jié)收卷機的速度最為普遍。在以往的轉(zhuǎn)矩控制模式中，由于收卷輪的半徑是在逐漸增的大，很難保證其收卷張力是恒定的，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。所以，只有在收卷過程中采用恒張力控制模式才能夠確保產(chǎn)品高質(zhì)量。

2.系統(tǒng)介紹
    本文論述的是一種大型捻股機的卷繞系統(tǒng), 利用的是變頻控制器的直接轉(zhuǎn)矩控制模式,實現(xiàn)恒張力卷繞控制,無須張力檢測與卷繞直徑檢測，無須松緊架同步裝置。控制所需要的力矩與卷繞直徑直接通過可編程控制器（PLC）內(nèi)部計算獲得, 不需要時時檢測卷徑的一種簡單的方法。
    在一般的變頻控制過程中，變頻器的工作模式是速度控制模式，為了確保恒定的張力，裝置中就一定要有一個張力檢測部件。而這個檢測部件的任務就是把檢測到的張力反饋到變頻裝置中，進行PID調(diào)節(jié)。恒張力控制就要求有恒定的轉(zhuǎn)矩，但是在收卷過程中，其收卷輪的半徑是在不斷地增大的，這就要求電機的轉(zhuǎn)矩也是在逐漸增大的（轉(zhuǎn)矩等于張力與半徑的成績）。通過卷徑計算，得到卷徑的即時數(shù)據(jù)。再根據(jù)張力基本恒定，可得到即時電機的轉(zhuǎn)矩。其基本特點就是：一方面通過卷徑計算，轉(zhuǎn)矩計算，通過PLC，把這個不斷變化的轉(zhuǎn)矩傳送給變頻器。另一方面是利用速度限幅，來控制變頻器的輸出頻率，使電機的線速度穩(wěn)定，從而達到張力恒定的目的。
    在所構(gòu)成的應用系統(tǒng)中, DP通訊在PLC和變頻器之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩給定和速度限幅的信息的傳遞。

 3.卷徑與轉(zhuǎn)矩的計算
(1) 卷徑計算
    在工作過程中，假設(shè)拉出來的絲很細（0.22mm），在纏繞時所產(chǎn)生的縫隙可以忽略不計。而根據(jù)體積不變原則，在工作中的某一時刻，收線輪上的線的體積為：

      在系統(tǒng)中，隨著收線長度的增加，其收線輪的半徑是在逐漸增加的。要保證張力 恒定，就要求力距的變化與卷徑的變化成正比。

      所以，在某一時刻，其力矩的大小就可以通過這個式子在可編程控制器內(nèi)計算出來，再把這個數(shù)值通過DP通訊送到變頻器。

4.應用實例
      在大型的的捻股機的收卷過程中，為了更好的提高產(chǎn)品質(zhì)量，其收卷電機采用的是力矩控制模式。該系統(tǒng)中，觸摸屏，可編程控制器與變頻器之間的連接如圖2所示。在這個系統(tǒng)中，我們可以在顯示屏上設(shè)定電機的張力大小和速度限幅的頻率，PLC把這兩個數(shù)字量讀入，通過力矩計算，把張力變成模擬量信號給定到變頻器。那么，變頻器在執(zhí)行這一指令時，電機就是在力矩恒定的狀態(tài)下工作的。當收卷輪的卷徑增大時，PLC就通過卷徑計算，力矩計算。把新的模擬量信號傳送到變頻器，變頻器又執(zhí)行這一新的指令。這樣通過不間斷的計算，收卷電機的轉(zhuǎn)矩在隨卷徑的增大而增大，就可以保證收卷電機的張力恒定。

5.結(jié)束語
      利用轉(zhuǎn)矩控制模式卷繞與速度控制模式卷繞相比,轉(zhuǎn)矩模式要來得簡單, 這首先表現(xiàn)在轉(zhuǎn)矩模式卷繞省掉了松緊架同步環(huán)節(jié)。利用可編程控制器內(nèi)部強大的計算能力，來計算卷徑和力矩, 又省掉了卷徑檢測環(huán)節(jié)與張力檢測環(huán)節(jié), 進一步簡化了系統(tǒng)硬件構(gòu)成。恒張力控制模式與變張力控制模式相比，恒張力控制模式所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量比變張力控制模式下生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有大幅度的提高，所以，恒張力控制模式更適用于成品的卷繞。DP總線的使用,使得變頻器和可編程控制器之間的信息交換方便快捷。

參考文獻
[1]  王鴻博  PLC在恒張力控制系統(tǒng)中的應用  順德職業(yè)技術(shù)學院學報 2007.6 20-22
[2]  王澤娟  同步及恒張力控制系統(tǒng)的幾種方案   河北紡織  2008年第三期 49-51
[3]  沈紅衛(wèi)  無張力傳感器的恒張力控制系統(tǒng)研究 組合機床與自動化加工技術(shù) 2003.11 87-88