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一、系統(tǒng)概述

薄膜卷繞張力控制系統(tǒng)是紡織、造紙、塑料薄膜等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，要求在高線速度（最高可達(dá)800m/min）和大卷徑變化范圍（通常10:1）下保持穩(wěn)定的張力控制。本方案采用三科SKI90通用變頻器，通過前饋-反饋復(fù)合控制算法實(shí)現(xiàn)高精度張力控制。

二、控制系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)組成

（1）主機(jī)單元：加工機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)（線速度基準(zhǔn)）

（2）從機(jī)單元：收卷機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)（SKI90變頻器）

（3）檢測(cè)單元：張力傳感器（±0.5%精度）

（4）人機(jī)界面：參數(shù)設(shè)置與狀態(tài)監(jiān)控

2.2 控制原理框圖

graph TD
    A[主機(jī)頻率F0] --> B[算術(shù)單元2] C[實(shí)時(shí)卷徑D] --> D[算術(shù)單元3] D -->|D0/D| B
    B --> E[頻率前饋] F[張力設(shè)定T0] --> G[算術(shù)單元1] H[錐度系數(shù)K] --> G
    D --> I[算術(shù)單元4] I --> G
    E --> J[頻率合成] G --> K[PID控制器] L[張力反饋] --> K
    K --> J
    J --> M[收卷電機(jī)]

三、核心參數(shù)計(jì)算

3.1 卷徑計(jì)算參數(shù)表

注：示例基于最終卷徑1000mm、初始卷徑100mm、膜厚0.05mm

3.2 張力錐度計(jì)算公式

四、變頻器功能配置

4.1 算術(shù)單元設(shè)置

4.2 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

[卷徑參數(shù)]  P100 = 2000    ; 計(jì)數(shù)器預(yù)置值  P101 = 20000   ; 計(jì)數(shù)器最大值 P102 = 10.0    ; 初始卷徑百分比D?(%)  [張力參數(shù)]  


 P200 = 80.0    ; 初始張力T?(%) 


 P201 = 30.0    ; 錐度系數(shù)K(%) 
[PID參數(shù)] 
 P300 = 3.5     ; 比例增益 

P301 = 0.8     ; 積分時(shí)間(s) 

P302 = 0.05    ; 微分時(shí)間(s)

五、系統(tǒng)調(diào)試指南

5.1 調(diào)試步驟

（1）空載測(cè)試

驗(yàn)證卷徑計(jì)算準(zhǔn)確性（誤差<±1%）

檢查頻率前饋響應(yīng)（階躍響應(yīng)時(shí)間<100ms）

（2）帶載測(cè)試

張力階躍測(cè)試（5%→100%→5%）

錐度特性驗(yàn)證（線性度誤差<±2%）

（3）動(dòng)態(tài)測(cè)試

加減速過程張力波動(dòng)（<±3%）

最高線速度穩(wěn)定性測(cè)試

5.2 常見問題處理

六、性能指標(biāo)

6.1 控制精度

6.2 運(yùn)行參數(shù)

（1）適用線速度范圍：5-800m/min

（2）卷徑變化范圍：100-1000mm

（3）張力調(diào)節(jié)范圍：5-100%額定張力

（4）系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：<150ms

本方案已成功應(yīng)用于BOPP薄膜生產(chǎn)線（幅寬8.2m）、無紡布收卷機(jī)等設(shè)備，實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示：

• 材料損耗降低18-25%

• 生產(chǎn)效率提升15-30%

• 產(chǎn)品良品率提高至99.2%

建議每6個(gè)月進(jìn)行一次系統(tǒng)校準(zhǔn)，包括張力傳感器標(biāo)定、卷徑計(jì)算驗(yàn)證等維護(hù)項(xiàng)目。對(duì)于特殊材料（如超薄膜、彈性基材等），需重新優(yōu)化錐度系數(shù)和PID參數(shù)。