CN114084724A - 具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，包括PLC，所述PLC分别电性连接有第一定时器与第二定时器，所述PLC分别双向电连接有距离传感器一、距离传感器二、磁粉制动器、磁粉离合器、显示器与两个张力控制器，所述第一定时器和第二定时器分别与磁粉制动器和磁粉离合器电性连接；本发明通过设置距离传感器辅助张力控制器进行使用，利用距离传感器提前测定其自身和材质之间的具体固定间距，在张力下降的瞬间，便可以及时的测得材料的下垂情况，让张力控制器及时对张力进行调整，避免了材料会下垂情况，保证了系统恒张力的长时间进行，也避免了收卷机构会在材料下垂时收入不符合要求的材料，提高了材料的质量。

Description

具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，具体为具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统。

背景技术

张力控制系统是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制系统，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制，目前主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上。

在工业生产的诸多行业，经常会遇到卷绕控制问题。如在纸张、纺织品、塑料薄膜、电线、印刷品、磁带、金属带线材等的生产过程中，带料或线材的开卷、卷取张力对产品的质量至关重要，为此要求进行恒张力控制，即在卷绕的过程中使产品承受最佳张力，且自始至终保持不变。

然而目前具有同步收放卷功能的恒张力受访卷硬件控制系统在使用时，因为其的收卷的放卷机构中的磁粉制动器和磁粉离合器时同时启动的，在材料和磁粉制动器和磁粉离合器的连接够，磁粉制动器和磁粉离合器之间的材料会处于下垂的状态，这时磁粉制动器和磁粉离合器，同步启动时，磁粉制动器和磁粉离合器之间会同时进行收卷和放卷，而它们之间下垂的材料也会跟随它们的收放卷进行移动，下垂的材料会直接影响到系统对材料收放卷的张力误差，从而导致磁粉制动器和磁粉礼盒的转矩需要进行多次调整；

并且控制系统的张力是由张力控制器进行检测控制，虽然依靠张力控制器可以对材料的张力进行控制，但材料在发生张力过小时，磁粉制动器和磁粉离合器之间的材料会下垂，但张力控制器却并不能第一时间检测到材料的下垂情况，从而导致其无法提前预知，材料张力变化，待张力控制器检测到时再进行调整，材料往往会下垂很多，这时再进行调整则会浪费很大一部分时间，这段时间收卷机构则会收入很大一段不符合要求的材料，进而导致材料的质量受到影响。

为此我们提出一种可以消除系统开始使用时出现的张力误差和使用过程可以快速预知张力变小的恒张力收放卷硬件控制系统来解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于提供具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，以解决上述背景技术中提出的系统开始使用时，材料下垂，磁粉制动器和磁粉离合器同步进行会造成的张力误差和在使用过程，张力控制器无法提前预知张力下降的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，包括PLC，所述PLC分别电性连接有第一定时器与第二定时器，所述PLC分别双向电连接有距离传感器一、距离传感器二、磁粉制动器、磁粉离合器、显示器与两个张力控制器，所述第一定时器和第二定时器分别与磁粉制动器和磁粉离合器电性连接。

优选的，所述距离传感器一和距离传感器二均电连接有警报器。

优选的，所述张力控制包括张力传感器。

优选的，所述警报器包括蜂鸣器。

优选的，所述警报器还包括闪光灯。

优选的，所述警报器、距离传感器一、张力控制器、第一定时器和磁粉制动器为放卷机构。

优选的，所述警报器、距离传感器二、张力控制器、第二定时器和磁粉离合器为收卷机构。

优选的，所述显示器具体为工业触摸屏显示器。

优选的，所述PLC还分别电性连接有控制开关与紧急停止按钮。

优选的，所述控制开关和紧急停止按钮均由手动操作。

与现有技术相比，本发明提供了具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，具备以下有益效果：

本发明通过设置第一定时器和第二定时器，利用两个定时器的之间设定的时间倒数误差，让系统的收卷机构可以在放卷机构未进行工作时，完成对下垂材料的拉直，从而彻底的消除系统在开始使用时会出现的误差，真正意义上的实现了同步收放卷功能；

本发明通过设置距离传感器辅助张力控制器进行使用，利用距离传感器提前测定其自身和材质之间的具体固定间距，在张力下降的瞬间，便可以及时的测得材料的下垂情况，从而可以让张力控制器及时对张力进行调整，避免了材料会下垂情况，保证了系统恒张力的长时间进行，也避免了收卷机构会在材料下垂时收入不符合要求的材料，提高了材料的质量。

附图说明

图1为本发明结构流程示意图；

图2为本发明警报器原理示意图；

图3为本发明张力控制器原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，PLC分别电性连接有第一定时器与第二定时器，PLC分别双向电连接有距离传感器一、距离传感器二、磁粉制动器、磁粉离合器、显示器与两个张力控制器，第一定时器和第二定时器分别与磁粉制动器和磁粉离合器电性连接，通过设置第一定时器和第二定时器，利用两个定时器的之间设定的时间倒数误差，让系统的收卷机构可以在放卷机构未进行工作时，完成对下垂材料的拉直，从而彻底的消除系统在开始使用时会出现的误差，真正意义上的实现了同步收放卷功能，通过设置距离传感器辅助张力控制器进行使用，利用距离传感器提前测定其自身和材质之间的具体固定间距，在张力下降的瞬间，便可以及时的测得材料的下垂情况，从而可以让张力控制器及时对张力进行调整，避免了材料会下垂情况，保证了系统恒张力的长时间进行，也避免了收卷机构会在材料下垂时收入不符合要求的材料，提高了材料的质量。

请参阅图1所示，警报器在来料下垂未达到设定需求时，警报器会起到提醒操作人员的作用，在警报器长时间发出警报则需要操作人员使用显示器对来料的张力进行手动调整，直至将来料拉回设定距离范围内，警报器才会停止警报，距离传感器一和距离传感器二均电连接有警报器。

请参阅图1和图3所示，张力传感器的作用是辅助张力控制器对来料的张力进控制，为了保证来料的张力不会超出设定范围，同时也是为了对来料的张力进行实时监督，张力控制包括张力传感器。

请参阅图1和图2所示，蜂鸣器的作用，可以发出刺耳警报声音，扩大了对操作人员的提醒范围，警报器包括蜂鸣器。

请参阅图1和图2所示，闪光灯的作用，是利用发出闪烁灯光，以此提示操作人员需要对来料张力调整的位置，辅助操作人员快速找到来料张力需要调整的位置，避免操作人员盲目寻找，同时也是能避免操作人员仅凭声音直接操作出现误操作的情况，警报器还包括闪光灯。

请参阅图1所示，放卷机构起到对材料进行放出作用，同时起到控制材料的放出张力，保证材料放卷过程中的恒张力，警报器、距离传感器一、张力控制器、第一定时器和磁粉制动器为放卷机构。

请参阅图1所示，收卷机构实现对放卷机构放出的材料进行收卷作用，同时也为来料的张力进行相对应的调整，保证来料的恒张力，警报器、距离传感器二、张力控制器、第二定时器和磁粉离合器为收卷机构。

请参阅图1所示，工业触摸显示器，具有可承受高温、防摔、防水和软件运行速度流程，显示清晰等优点，同时显示器也起到对距离传感器一和距离传感器二和来料之间的间距进行采样、保存和设定作用，同时也起到对第一定时器和第二定时器的时间进行设定的作用，显示器的总体是用于对指令进行发布，将指令发布至PLC，由PLC进行后续跟进控制和对指令继续进行发布，显示器具体为工业触摸屏显示器。

请参阅图1所示，控制开关的作用是用于控制PLC的开启，而PLC也可以由显示器直接开启，紧急停止按钮是在收放卷过程操作人员失误操作发生意外时或者材料放卷和收卷严重跑偏和损坏时快速对PLC进行停止，以此来方便对操作人员进行救助或对材料进行调整，PLC还分别电性连接有控制开关与紧急停止按钮。

请参阅图1所示，手动对控制开关和紧急停止按钮进行控制是为了方便可以快速实现对PLC的控制，可以避免显示器进行操作的一些流程，控制开关和紧急停止按钮均由手动操作。

工作原理：在使用时由警报器、距离传感器一、张力控制器、第一定时器、磁粉制动器组成放卷机构，由警报器、距离传感器、张力控制器、第二定时器和磁粉离合器组成收卷机构；

首先通过显示器控制PLC开启，PLC开启后依次启动放卷机构和收卷机构，将材料和磁粉离合器所连接的收卷筒连接，再将材料的放卷筒和磁粉制动器的放卷杆连接，这时收卷机构和放卷机构之间的材料引物没有张力，所以材料会处于下垂状态，之后通过显示器依次对第一定时器和第二定时器进行时间倒数定时，第二定时器设定倒数时间为3秒，第一定时器的倒数时间向后推迟，设定时间为6秒，再之后通过显示器发布启动指令至PLC，PLC得到指令同时启动第一定时器和第二定时器，第一定时器和第二定时启动后开始倒数，当第二定时器倒数时间至0时，第一定时器时间倒数至3，这时第二定时器到达设定时间后会控制磁粉离合器进行转动，磁粉离合器转动带动收卷杆转动，收卷杆转动带动材料进行收卷，待磁粉离合器将下垂的材料拉直后，第一定时器完成倒数，启动磁粉控制器，磁粉控制器启动后开始放料，磁粉制动器和磁粉离合器的转矩随着材料的减少和增多进行对应减小或增大，磁粉制动器和磁粉离合器不同放卷和收卷时间段的转矩在使用前直接由显示器进行设定，通过第二定时器先控制磁粉离合器启动工作对下垂材料进行拉直，第一定时器在控制磁粉制动器启动工作对材料进行放卷，通过先拉直的方式可以有效的消除材料在放卷和收卷过程中下垂材料会造成的张力误差；

而材料经拉直后，距离传感器一和距离传感器会其自身和材料之间的间距进行采样，并输入PLC，PLC得到采样信息输送至显示器进行显示，由显示器进行存储，并由人工对采样信息进行确认，显示器采样信息经确认后再次输送至PLC，PLC得到确认信息后将采样信息输送至距离传感器一和距离传感器二，距离传感器一和距离传感器二得到确认信息后，自动默认和材料之间的间距，当材料收卷和放卷过程，产生张力误差时，材料会下垂，这时两个距离传感器会第一时间测定其自身与材料之间的间距，两个距离传感器测得其自身和材料之间的间距和默认距离不符合，会启动警报器，警报器启动会发出警报声和闪烁灯光，同时两个距离传感器也会将距离不符合的信息发生至PLC，PLC得到信息后，将信息转换并输送显示器进行显示，同时PLC也会控制张力控制器，利用张力控制来对张力进行调节，并且也会控制磁粉制动器和磁粉离合器的转矩，使磁粉制动器和磁粉离合器的转矩增加或下降。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，包括PLC，其特征在于：所述PLC分别电性连接有第一定时器与第二定时器，所述PLC分别双向电连接有距离传感器一、距离传感器二、磁粉制动器、磁粉离合器、显示器与两个张力控制器，所述第一定时器和第二定时器分别与磁粉制动器和磁粉离合器电性连接。

2.根据权利要求1所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述距离传感器一和距离传感器二均电连接有警报器。

3.根据权利要求1所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述张力控制包括张力传感器。

4.根据权利要求2所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述警报器包括蜂鸣器。

5.根据权利要求2所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述警报器还包括闪光灯。

6.根据权利要求2所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述警报器、距离传感器一、张力控制器、第一定时器和磁粉制动器为放卷机构。

7.根据权利要求1所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述警报器、距离传感器二、张力控制器、第二定时器和磁粉离合器为收卷机构。

8.根据权利要求1所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述显示器具体为工业触摸屏显示器。

9.根据权利要求1所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述PLC还分别电性连接有控制开关与紧急停止按钮。

10.根据权利要求1所述的具有同步收放卷功能的恒张力收放卷硬件控制系统，其特征在于：所述控制开关和紧急停止按钮均由手动操作。

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