CN106217838B - 碳纤维缠绕张力模块化控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统，通过放卷模块实现放卷功能，且在放卷模块与芯模间依次设置单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束纤维张力检测模块与测速模块，且通过控制台接收单束与集束纤维张力检测模块检测的张力信号，以及测速模块检测的速度信号，进行处理后，对主动调速模块与放卷模块进行控制，使单束与集束纤维张力保持在预设误差范围内。缓冲模块用来在纤维缠绕过程中效减小纤维张力波动。本发明张力控制精度高，可同时对单束与集束纤维张力进行监测与控制，响应速度高，操作方便。

Description

碳纤维缠绕张力模块化控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于机电控制技术领域，涉及一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统。

背景技术

碳纤维缠绕工艺在航空航天、新能源等高新技术产业中有广泛的应用。随着缠绕制品工艺要求的不断提升，需要对现有的缠绕张力控制系统进行改进与创新。碳纤维缠绕过程中，纤维缠绕张力是一个至关重要的工艺参数，关系到纤维在浸胶时的效果以及在芯模上能否充分展开，直接决定了缠绕制品的强度。此外，不同产品缠绕时，纤维张力的要求是不同的，有时差距比较大，传统的张力控制系统控制范围有限，不能兼顾大张力和小张力两种情况，同时存在控制精度低，响应速度慢等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统。具有模块化的机械本体以及控制台。其中，机械本体包括放卷模块、单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束张力检测模块与测速模块。

所述放卷模块包括纤维传导轮、放卷线轴与放卷传导辊；放卷线轴、放卷传导辊与纤维传导轮轴线由前至后安装于机架。其中，放卷线轴上套有纤维纱卷，纤维依次绕过放卷传导辊-纤维传导轮，并绕过位于放卷传导辊后方，安装于机架上的纤维传导辊后，经过导丝头缠绕到芯模上；放卷模块与芯模之间由前至后依次设置单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束张力检测模块与测速模块。

其中，单束纤维张力检测模块包括单束张力检测器、单束张力检测轮与两个传导辊A。单束张力检测器位于两个传导辊A之间；单束张力检测轮设置于单束张力检测器上方；纤维依次经位于前部的传导辊A下方-单束张力检测轮上方- 位于后部的传导辊A下方绕过。

主动调速模块包括主动调速辊与两根传导辊B；主动调速辊位于两个传导辊 B之间，且使两个传导辊B竖直位置低于主动调速辊顶部；纤维依次经位于前部的传导辊B下方-主动调速辊上方-后部的传导辊B下方绕过。

缓冲模块包括气缸缓冲模块与弹簧缓冲模块；其中气缸缓冲模块由缓冲气缸、大张力浮辊与两根传导辊C构成。弹簧缓冲模块由小张力浮辊、缓冲弹簧、导向轴与两根传导辊D构成。

上述气缸缓冲模块中，大张力浮辊位于两根传导辊D之间，竖直位置低于两根传导辊C。缓冲气缸固定安装于缓冲气缸安装架上，缓冲气缸的活塞杆输出端安装大张力浮辊。纤维依次经位于前部的传导辊C上方-大张力浮辊下方-位于后部的传导辊C上方绕过。在大张力的情况下，通过缓冲气缸调整大张力浮辊的竖直位置；弹簧缓冲模块中，小张力浮辊位于两根传导辊D之间，竖直位置高于两个传导辊D。纤维依次经位于前部的传导辊D下方-小张力浮辊上方-位于后部的传导辊D下方绕过。在小张力情况下，通过缓冲弹簧调整小张力浮辊的上下位置。

集束张力检测模块包括集束张力检测辊、集束张力检测器与两根传导辊E。其中，集束张力检测辊位于两根传导辊E之间，竖直位置高于两根传导辊E；集束张力检测辊两端端部设置有技术张力检测器。纤维依次经位于前部的传导辊E 下方-集束张力检测辊上方-位于后部的传导辊E下方绕过。

所述测速模块包括测速辊、测速编码器与两根传导辊F。其中，测速辊位于两个传导辊F之间，且竖直位置低于传导辊F；测速编码器与测速辊相连。

所述控制台包括单束张力放大器、集束张力放大器、数据采集卡、PC机与 PLC控制器。其中，单束张力放大器与集束张力放大器分别用来对单束张力检测器与集束张力检测器发送的电压信号进行放大；经放大后的电压信号均传输至数据采集卡中，并由数据采集卡传输给PC机进行后续处理。

上述碳纤维缠绕张力模块化控制系统的控制方法，通过下述步骤完成：

步骤一：在PC碳纤维缠绕张力模块化控制系统中预置纤维，随后启动碳纤维缠绕张力模块化控制系统。

步骤二：单束张力检测模块和集束张力检测模块将检测到的张力值传送至 PC机；同时PC机将集束张力检测模块检测到的张力值传送至PLC控制器；此时张力值为纤维初始张力值。

步骤三：测速编码器将采集速度信号传送至PLC控制器。

步骤四：PC机将单束张力检测模块检测的张力值与步骤一中初始张力值进行比较；若单束张力检测模块检测的张力值与初始张力值的偏差过大，则进行步骤四；否则进行步骤五。

步骤四：碳纤维缠绕张力模块化控制系统自动停机，纤维缠绕停止。

步骤五：PC机根据单束张力检测模块检测的张力值与预设的单束纤维张力值，通过内置的PID算法得出直驱旋转电机的速度改变量；同时，由PLC控制器根据测速编码器检测到的测速辊转速信号，将测速辊转速信号转化为主动调速辊的转速，作为基准速度；并计算得到集束纤维检测器检测的张力值与预设集束张力值的偏差，通过内置PID算法得出速度改变量，对基准速度进行修正。

步骤六：PC机将直驱旋转电机的速度改变量作为控制信号传递给直驱旋转电机的电机驱动器，改变直驱旋转电机的转速；同时PLC控制器将修正后的速度信号作为控制信号传递给伺服电机的电机驱动器，控制伺服电机旋转。

步骤七：PC机实时获取单束张力检测模块和集束张力检测模块将检测到的张力值，并将集束张力检测模块检测到的张力值发送至PLC控制器；此时张力值为纤维实际张力值。

步骤八：PC机将单束纤维张力检测模块检测的张力值与PC机中预设的单束纤维张力值进行比较；若单束纤维张力检测模块检测的张力值大于预设的单束纤维张力值，则通过电机驱动器控制直驱旋转电机增加转速；否则通过电机驱动器控制直驱旋转电机减小转速；同时，PLC根据集束纤维张力检测模块检测的张力值与PLC中预设的单束纤维张力值进行比较；若集束纤维张力检测模块检测的张力值大于预设的集束纤维张力值，则通过电机驱动器控制伺服电机增加转速；

步骤九：判断纤维是否缠绕完毕；若纤维缠绕完毕，控制碳纤维缠绕张力模块化控制系统停机；若纤维处于缠绕中，则继续执行步骤七与步骤八，由此使单束纤维张力与集束纤维张力保持在预设误差范围内。

本发明的优点在于：

1、本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统，张力控制精度高，能够同时对单束纤维和集束纤维的张力信号进行实时监控；

2、本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统，可以根据不同的工艺要求设定不同的张力值，可以同时适应大张力和小张力的工艺要求；

3、本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统，分两步对纤维张力进行施加与控制，可以根据实际工艺要求调整每一步张力的设定值，使纤维的磨损降到最低，发挥其最佳性能；

4、本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统，张力的设定、监控以及调节操作简单，可以实现自动化。

附图说明

图1为本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统整体示意图；

图2为本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统中单束张力检测模块结构示意图；

图3为本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统中张力检测轮结构示意图；

图4为本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统中集束张力检测模块结构示意图；

图5为本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统中纤维角度示意图；

图6为本发明碳纤维缠绕张力模块化控制系统的控制方法流程图。

图中

1-传导模块 2-单束纤维张力检测模块 3-主动调速模块

4-缓冲模块 5-集束张力检测模块 6-测速模块

7-控制台 8-芯模 101-直驱旋转电机

102-纤维传导轮 103-防卷线轴 104-放卷传导辊

105-纤维传导辊 201-单束张力检测器 202-单束张力检测轮

203-传导辊A 301-主动调速辊 302-伺服电机

303-传导辊B 401a-缓冲气缸 401b-大张力浮辊

401c-传导辊C 402a-小张力浮辊 402b-缓冲弹簧

402c-导向轴 402d-传导辊D 501-集束张力检测辊

502-集束张力检测器 503-传导辊E 601-测速辊

602-测速编码器 603-传导辊F 701-单束张力放大器

702-集束张力放大器 703-数据采集卡 704-PC机

705-PLC控制器

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统，具有模块化的机械本体，以及控制台。其中，机械本体包括安装在机架上的放卷模块1、单束纤维张力检测模块2、主动调速模块3、缓冲模块4、集束张力检测模块5与测速模块6。

上述放卷模块1包括直驱旋转电机101、纤维传导轮102、放卷线轴103与放卷传导辊104。放卷线轴103、放卷传导辊104与纤维传导轮102轴线平行设置，由前至后安装于机架两侧。其中，放卷线轴103上套有纤维纱卷，纤维依次绕过放卷传导辊104-纤维传导轮102，并绕过位于放卷传导辊104后方，安装于机架上的纤维传导辊105后，经过导丝头缠绕到一定形状的芯模8上。直驱旋转电机101由电机驱动器驱动运行，进而直接驱动放卷线轴103转动，纤维纱卷的放卷。上述放卷模块1可根据工艺要求布置多个，其中放卷线轴103空间交错设置，而纤维传导轮102可并排安装于同一根转轴上，与机架相连。

所述单束纤维张力检测模块2、主动调速模块3、缓冲模块4、集束张力检测模块5、测速模块6由前至后依次设置于放卷模块1与芯模8之间。

单束纤维张力检测模块2包括单束张力检测器201、单束张力检测轮202与两个传导辊A203，如图2所示。其中，两根传导辊A203平行于放卷传导辊104，且沿机架前后方向布置，安装在支撑台上。单束张力检测器201同样安装于支撑台上，位于两个传导辊A203之间。单束张力检测器201与单束张力检测轮202 为一一对应关系；每个单束张力检测轮202上绕过一束纤维，每个单束张力检测器201对一个单束张力检测轮202上的纤维张力进行检测。上述单束张力检测器 201与单束张力检测轮202的数量n不小于放卷模块1的数量；n个单束张力检测器201并排安装于支撑台上，位于两根传导辊A203之间；单束张力检测器201 两侧安装有张力检测轮支撑架，用来支撑单束张力检测轮202。每个单束张力检测器201上方设置一个单束张力检测轮202；单束张力检测轮202为周向上设计有U型槽的滚轮，轴线平行于放卷传导辊104；n个单束张力检测轮202并排安装于各自的转轴上，与张力检测轮支撑架相连，使n个单束张力检测轮202竖直位置高于两个传导辊A203。将n束纤维依次经位于前部的传导辊A203下方-n 个单束张力检测轮202上方-位于后部的传导辊A203下方绕过，使n束纤维以一定的包角分别从n个单束张力检测轮202的U形槽上方绕过，通过n个单束张力检测器201检测各个单束纤维的张力信号，并转换为电压信号发送给控制台7。 n束纤维经过单束张力检测模块2后集束，随后进入主动调速模块3。

主动调速模块3包括主动调速辊301、伺服电机302以及两根传导辊B303，如图1所示。其中，主动调速辊301与两根传导辊B303均平行于放卷传导辊104 设置，安装于机架上。主动调速辊301的直径大于传导辊B303的直径，位于两个传导辊B303之间，且使两个传导辊B303竖直位置低于主动调速辊301顶部。将纤维依次经位于前部的传导辊B303下方-主动调速辊301上方-后部的传导辊 B303下方绕过，使纤维以较大包角压紧在主动调速辊301上表面，增大纤维与主动调速辊301表面的摩擦力，防止打滑。伺服电机302用来驱动主动调速辊301旋转，通过调节主动调速辊301的转速，达到调节单束或集束纤维张力的目的。

缓冲模块4包括气缸缓冲模块401与弹簧缓冲模块402。其中气缸缓冲模块 401由缓冲气缸401a、大张力浮辊401b与两根传导辊C401c构成。弹簧缓冲模块402由小张力浮辊402a、缓冲弹簧402b、导向轴402c与两根传导辊D402d 构成。

上述气缸缓冲模块401中，大张力浮辊401b与两根传导辊C401均平行于放卷传导辊104设置，安装于机架上。缓冲气缸固定安装于缓冲气缸安装架上，缓冲气缸401a的活塞杆与倒U型大张力浮辊支架固定，大张力浮辊401b两端通过大张力浮辊支架两端支撑。大张力浮辊401b位于两根传导辊D401c之间，竖直位置低于两根传导辊C401c。将纤维依次经位于前部的传导辊C401c上方-大张力浮辊401b下方-位于后部的传导辊C401c上方绕过；由此在大张力的情况下，通过缓冲气缸401a接入高压空气，使得缓冲气缸401a可以自动调整大张力浮辊 401b的竖直位置，有效减小张力波动。上述弹簧缓冲模块402中，小张力浮辊402a与两根传导辊D402d均平行于放卷传导辊104，安装于机架上；小张力浮辊 402a位于两根传导辊D402d之间，竖直位置高于两个传导辊D402d。小张力浮辊 402a的两端固定于直线轴承上，并通过直线轴承安装在支架上设计的两根竖直光轴上；两根竖直光轴上套有缓冲弹簧402b，缓冲弹簧402b位于直线轴承与支架底面之间。将纤维依次经位于前部的传导辊D402d下方-小张力浮辊402a上方 -位于后部的传导辊D401c下方绕过；由此，在小张力情况下，通过缓冲弹簧自动调整小张力浮辊402a的上下位置，以起到减小张力波动、收纱放纱的作用。在实际工作时，可根据张力情况选用气缸缓冲模块401或是弹簧缓冲模块402。

为了对集束纤维张力进行精确控制，因此通过集束张力检测模块5对集束纤维的张力信号进行检测，并转换为电压信号发送至控制台7。集束张力检测模块 5包括集束张力检测辊501、集束张力检测器502与两根传导辊E503。其中，两根传导辊E503平行于放卷传导辊104，且沿机架前后方向设置，安装于机架上。集束张力检测辊501平行于放卷传导辊104，位于两根传导辊E503之间，竖直位置高于两根传导辊E503，安装于检测辊安装架上。集束张力检测器502安装于检测滚安装架上，位于集束张力检测辊501上方，且分别位于集束张力检测辊 501两端端部。将纤维依次经位于前部的传导辊E503下方-集束张力检测辊501 上方-位于后部的传导辊E503下方绕过。通过两根传导辊E503，保证纤维以确定包角经过集束张力检测辊501。

所述测速模块6包括测速辊601、测速编码器602与两根传导辊F603。其中，两根传导辊F603平行于放卷传导辊104，且沿机架前后方向设置，安装于机架上。测速辊601平行于放卷传导辊104设置，位于两个传导辊F603之间，安装于机架上，且竖直位置低于传导辊F603。测速编码器602与测速辊601通过联轴器连接，用以对测速辊601转速进行检测，再结合测速辊601的半径，可计算出纤维传导的线速度。

所述控制台7包括单束张力放大器701、集束张力放大器702、数据采集卡 703、PC机704与PLC控制器705。

上述单束张力放大器701与集束张力放大器702分别用来对单束张力检测器 201与集束张力检测器502发送的电压信号进行放大；经放大后的电压信号均传输至数据采集卡703中，并由数据采集卡703传输给PC机704。由PC机704通过平衡公式计算得到单束张力检测器201与集束张力检测器502检测到的力的大小F₁与F₂，而F₁＝2T₁cosθ₁+W₁，F₂＝2T₂cosθ₂+W₂，则进一步可得到单束纤维与集束纤维的张力值T₁与T₂；

上述公式中，W₁与W₂分别为单束张力检测轮202与集束张力检测辊501的自重，θ₁分别为单束纤维与单束张力检测轮202所成角度；θ₂为集束纤维与集束张力检测辊501所成角度，如图5所示。

PC机进一步根据得到的单束纤维张力值与预设的单束纤维张力值，通过内置的PID算法得出直驱旋转电机101的速度改变量，并将该变量作为控制信号传递给直驱旋转电机101的电机驱动器，改变直驱旋转电机101的转速，使单束纤维张力保持在预设误差范围内。同时PC机还将得到的集束纤维张力值传输至PLC控制器705，由PLC控制器705得到集束纤维张力值与预设集束张力值的偏差。上述若单束限位张力值与预设张力值的偏差过大，将导致断纱或者其他不稳定情况发生，此时本发明控制系统会自动停机。

所述PLC控制器705还接收测速编码器602检测到的测速辊601的转速信号，将测速辊601的转速信号转化为主动调速辊301的转速，具体方式为：令测速辊 601转速为n_d；测速辊601直径为d；主动调速辊301直径为D,则主动调速辊301 的转速为随后PLC控制器705以n_D作为基准速度，将集束纤维张力值与预设集束张力值的偏差通过内置PID算法得出速度改变量，对基准速度n_D做出修正，并将修正后的速度信号作为控制信号传递给伺服电机的电机驱动器，控制伺服电机旋转，使集束纤维张力保持在预设误差范围内。

上述碳纤维缠绕张力模块化控制系统的控制方法，通过下述步骤完成：

步骤一：在PC碳纤维缠绕张力模块化控制系统中预置纤维，随后启动碳纤维缠绕张力模块化控制系统。

步骤二：单束张力检测模块和集束张力检测模块将检测到的张力值传送至 PC机；同时PC机将集束张力检测模块检测到的张力值传送至PLC控制器；此时张力值为纤维初始张力值。

步骤三：测速编码器将采集速度信号传送至PLC控制器。

步骤四：PC机将单束张力检测模块检测的张力值与步骤一中初始张力值进行比较；若单束张力检测模块检测的张力值与初始张力值的偏差过大，则进行步骤四；否则进行步骤五。

步骤四：碳纤维缠绕张力模块化控制系统自动停机，纤维缠绕停止。

步骤五：PC机根据单束张力检测模块检测的张力值与预设的单束纤维张力值，通过内置的PID算法得出直驱旋转电机的速度改变量；同时，由PLC控制器根据测速编码器检测到的测速辊转速信号，将测速辊转速信号转化为主动调速辊的转速，作为基准速度；并计算得到集束纤维检测器检测的张力值与预设集束张力值的偏差，通过内置PID算法得出速度改变量，对基准速度进行修正。

步骤六：PC机将直驱旋转电机的速度改变量作为控制信号传递给直驱旋转电机的电机驱动器，改变直驱旋转电机的转速；同时PLC控制器将修正后的速度信号作为控制信号传递给伺服电机的电机驱动器，控制伺服电机旋转。

步骤七：PC机实时获取单束张力检测模块和集束张力检测模块将检测到的张力值，并将集束张力检测模块检测到的张力值发送至PLC控制器；此时张力值为纤维实际张力值。

步骤八：PC机将单束纤维张力检测模块检测的张力值与PC机中预设的单束纤维张力值进行比较；若单束纤维张力检测模块检测的张力值大于预设的单束纤维张力值，则通过电机驱动器控制直驱旋转电机增加转速；否则通过电机驱动器控制直驱旋转电机减小转速；同时，PLC根据集束纤维张力检测模块检测的张力值与PLC中预设的单束纤维张力值进行比较；若集束纤维张力检测模块检测的张力值大于预设的集束纤维张力值，则通过电机驱动器控制伺服电机增加转速；

步骤九：判断纤维是否缠绕完毕；若纤维缠绕完毕，控制碳纤维缠绕张力模块化控制系统停机；若纤维处于缠绕中，则继续执行步骤七与步骤八，由此使单束纤维张力与集束纤维张力保持在预设误差范围内。

Claims (5)

1.碳纤维缠绕张力模块化控制系统，具有模块化的机械本体以及控制台；其特征在于：机械本体包括放卷模块、单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束张力检测模块与测速模块；

所述放卷模块包括纤维传导轮、放卷线轴与放卷传导辊；放卷线轴、放卷传导辊与纤维传导轮轴线由前至后安装于机架；其中，放卷线轴上套有纤维纱卷，纤维依次绕过放卷传导辊-纤维传导轮，并绕过位于放卷传导辊后方，安装于机架上的纤维传导辊后，经过导丝头缠绕到芯模上；放卷模块与芯模之间由前至后依次设置单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束张力检测模块与测速模块；

其中，单束纤维张力检测模块包括单束张力检测器、单束张力检测轮与两个传导辊A；单束张力检测器位于两个传导辊A之间；单束张力检测轮设置于单束张力检测器上方；纤维依次经位于前部的传导辊A下方-单束张力检测轮上方-位于后部的传导辊A下方绕过；

主动调速模块包括主动调速辊与两根传导辊B；主动调速辊位于两个传导辊B之间，且使两个传导辊B竖直位置低于主动调速辊顶部；纤维依次经位于前部的传导辊B下方-主动调速辊上方-后部的传导辊B下方绕过；

缓冲模块包括气缸缓冲模块与弹簧缓冲模块；其中气缸缓冲模块由缓冲气缸、大张力浮辊与两根传导辊C构成；弹簧缓冲模块由小张力浮辊、缓冲弹簧、导向轴与两根传导辊D构成；

上述气缸缓冲模块中，大张力浮辊位于两根传导辊D之间，竖直位置低于两根传导辊C；缓冲气缸固定安装于缓冲气缸安装架上，缓冲气缸的活塞杆输出端安装大张力浮辊；纤维依次经位于前部的传导辊C上方-大张力浮辊下方-位于后部的传导辊C上方绕过；在大张力的情况下，通过缓冲气缸调整大张力浮辊的竖直位置；弹簧缓冲模块中，小张力浮辊位于两根传导辊D之间，竖直位置高于两个传导辊D；纤维依次经位于前部的传导辊D下方-小张力浮辊上方-位于后部的传导辊D下方绕过；在小张力情况下，通过缓冲弹簧调整小张力浮辊的上下位置；

集束张力检测模块包括集束张力检测辊、集束张力检测器与两根传导辊E；其中，集束张力检测辊位于两根传导辊E之间，竖直位置高于两根传导辊E；集束张力检测辊两端端部设置有技术张力检测器；纤维依次经位于前部的传导辊E下方-集束张力检测辊上方-位于后部的传导辊E下方绕过；

所述测速模块包括测速辊、测速编码器与两根传导辊F；其中，测速辊位于两个传导辊F之间，且竖直位置低于传导辊F；测速编码器与测速辊相连；

所述控制台包括单束张力放大器、集束张力放大器、数据采集卡、PC机与PLC控制器；其中，单束张力放大器与集束张力放大器分别用来对单束张力检测器与集束张力检测器发送的电压信号进行放大；经放大后的电压信号均传输至数据采集卡中，并由数据采集卡传输给PC机进行后续处理。

2.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统，其特征在于：放卷模块的数量大于1时，各个放卷模块中的放卷传导轮空间交错设置；且各个放卷模块中纤维传导轮并排安装于同一根转轴。

3.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统，其特征在于：单束张力检测器的数量不小于放卷模块的数量；一个单束张力检测器对应一个单束张力检测轮；当单束张力检测器数量大于1时，各个单束张力检测器安装于各自的转轴上。

4.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统，其特征在于：弹簧缓冲模块中，小张力浮辊两端通过直线轴承分别安装于两根竖直光轴上；且弹簧缓冲模块中，缓冲弹簧套在两根光轴上，且位于直线轴承与支架底面之间。

5.针对权利要求1所述碳纤维缠绕张力模块化控制系统的控制方法，其特征在于：通过下述步骤完成：

步骤一：在PC碳纤维缠绕张力模块化控制系统中预置纤维，随后启动碳纤维缠绕张力模块化控制系统；

步骤二：单束张力检测模块和集束张力检测模块将检测到的张力值传送至PC机；同时PC机将集束张力检测模块检测到的张力值传送至PLC控制器；此时张力值为纤维初始张力值；

步骤三：测速编码器将采集速度信号传送至PLC控制器；

PC机将单束张力检测模块检测的张力值与步骤一中初始张力值进行比较；若单束张力检测模块检测的张力值与初始张力值的偏差过大，则进行步骤四；否则进行步骤五；

步骤四：碳纤维缠绕张力模块化控制系统自动停机，纤维缠绕停止；

步骤五：PC机根据单束张力检测模块检测的张力值与预设的单束纤维张力值，通过内置的PID算法得出直驱旋转电机的速度改变量；同时，由PLC控制器根据测速编码器检测到的测速辊转速信号，将测速辊转速信号转化为主动调速辊的转速，作为基准速度；并计算得到集束纤维检测器检测的张力值与预设集束张力值的偏差，通过内置PID算法得出速度改变量，对基准速度进行修正；

步骤六：PC机将直驱旋转电机的速度改变量作为控制信号传递给直驱旋转电机的电机驱动器，改变直驱旋转电机的转速；同时PLC控制器将修正后的速度信号作为控制信号传递给伺服电机的电机驱动器，控制伺服电机旋转；

步骤七：PC机实时获取单束张力检测模块和集束张力检测模块将检测到的张力值，并将集束张力检测模块检测到的张力值发送至PLC控制器；此时张力值为纤维实际张力值；

步骤八：PC机将单束纤维张力检测模块检测的张力值与PC机中预设的单束纤维张力值进行比较；若单束纤维张力检测模块检测的张力值大于预设的单束纤维张力值，则通过电机驱动器控制直驱旋转电机增加转速；否则通过电机驱动器控制直驱旋转电机减小转速；同时，PLC根据集束纤维张力检测模块检测的张力值与PLC中预设的单束纤维张力值进行比较；若集束纤维张力检测模块检测的张力值大于预设的集束纤维张力值，则通过电机驱动器控制伺服电机增加转速；

步骤九：判断纤维是否缠绕完毕；若纤维缠绕完毕，控制碳纤维缠绕张力模块化控制系统停机；若纤维处于缠绕中，则继续执行步骤七与步骤八，由此使单束纤维张力与集束纤维张力保持在预设误差范围内。