專利名稱：磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)及其張力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨毛機(jī)，尤其涉及一種磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)及其張力控
制方法。
背景技術(shù)：
高效多功能超柔軟磨毛整理機(jī)，主要適用于純棉及混紡織物和針織物的柔軟、磨 毛加工，特別具有對(duì)高檔薄型織物、凹凸花紋織物柔性加工能力。磨毛整理機(jī)的發(fā)展僅有幾 十年的歷史。以德國(guó)、意大利為主的一些高檔超柔軟磨毛整理機(jī)誕生于上世紀(jì)九十年代， 國(guó)內(nèi)磨毛機(jī)的研發(fā)始于21世紀(jì)初，目前國(guó)內(nèi)外磨毛機(jī)發(fā)展總的趨勢(shì)是環(huán)保、綠色、節(jié)能、低 耗、高效、智能化。 織物的張力是織物與磨毛輥接觸松緊度的表現(xiàn)。在磨毛過程中，根據(jù)面料對(duì)磨毛 的工藝要求不同，在布面與磨毛輥之間需要保證不同大小的均勻張力，而且張力的波動(dòng)不 能過大，否則會(huì)使織物強(qiáng)力下降，影響織物性能，使磨毛效果變差，出現(xiàn)布面發(fā)花、絨毛不均 勻，導(dǎo)致磨柳等疵品。所以在高速運(yùn)行的磨毛機(jī)上，實(shí)現(xiàn)織物的實(shí)際張力保持恒定非常關(guān) 鍵，張力控制的好壞直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的磨毛機(jī)大多采用變頻控制系統(tǒng)，存 在張力控制不穩(wěn)定、線性不好、調(diào)試復(fù)雜、精度差、故障率高等技術(shù)問題，影響了紡織產(chǎn)品檔 次的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決原有磨毛機(jī)存在張力控制不穩(wěn)定、啟停階段張力無(wú)法控制，調(diào)整
線性度不好、調(diào)試復(fù)雜、精度差、故障率高的技術(shù)問題；提供一種根據(jù)即時(shí)張力，進(jìn)行實(shí)時(shí)自
適應(yīng)導(dǎo)布，保證織物在磨毛過程中張力恒定，張力控制穩(wěn)定、線性好、調(diào)試簡(jiǎn)單、精度高、故
障率低的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)及其張力控制方法。 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決 本發(fā)明的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)，包括導(dǎo)布控制系統(tǒng)和磨毛控制系統(tǒng)，所 述的導(dǎo)布控制系統(tǒng)是基于恒張力控制的導(dǎo)布控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設(shè)于進(jìn)布輥與前導(dǎo)輥之 間的進(jìn)布張力傳感器、設(shè)于前導(dǎo)輥與后導(dǎo)輥之間的磨毛張力傳感器、設(shè)于后導(dǎo)輥與上導(dǎo)輥 之間的上導(dǎo)張力傳感器、設(shè)于上導(dǎo)輥與出布輥之間的出布張力傳感器以及與上述張力傳感 器相連的PLC控制器，所述的PLC控制器通過進(jìn)布伺服驅(qū)動(dòng)器、前導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器、后導(dǎo)伺服 驅(qū)動(dòng)器、出布伺服驅(qū)動(dòng)器和上導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器分別與進(jìn)布輥電機(jī)、前導(dǎo)輥電機(jī)、后導(dǎo)輥電機(jī)、 出布輥電機(jī)和上導(dǎo)輥電機(jī)相連；所述的PLC控制器也與所述的磨毛控制系統(tǒng)相連?；诤?張力的導(dǎo)布系統(tǒng)由進(jìn)布張力控制、磨毛張力控制、上導(dǎo)張力控制和出布張力控制四部分組 成。進(jìn)布張力傳感器檢測(cè)進(jìn)布輥與前導(dǎo)輥之間的織物張力，磨毛張力傳感器檢測(cè)前導(dǎo)輥與 后導(dǎo)輥之間的張力，上導(dǎo)張力傳感器檢測(cè)后導(dǎo)輥與上導(dǎo)輥之間的張力，出布張力傳感器檢 測(cè)上導(dǎo)輥與出布輥之間的張力。機(jī)器運(yùn)行時(shí)，進(jìn)布輥以設(shè)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，其他4根導(dǎo)輥以閉環(huán) 恒張力控制驅(qū)動(dòng)。導(dǎo)布控制系統(tǒng)以PLC控制器為核心驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)，用伺服控制系統(tǒng)代替
3原導(dǎo)布控制系統(tǒng)中的變頻控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確控制?；诤銖埩刂频膶?dǎo)布控制系統(tǒng)是單
軸閉環(huán)恒張力控制和五軸協(xié)同速度恒張力控制的組合控制系統(tǒng)，不同軸之間可改變不同的
張力。導(dǎo)布控制系統(tǒng)以PLC控制器為核心，五軸協(xié)同速度同步驅(qū)動(dòng)，能適應(yīng)不同原料布。 作為優(yōu)選，所述的磨毛控制系統(tǒng)中的錫林電機(jī)、擴(kuò)幅輥電機(jī)和左磨毛輥電機(jī)、右磨
毛輥電機(jī)分別與錫林變頻器、擴(kuò)幅變頻器和左磨毛變頻器、右磨毛變頻器相連，上述變頻器
再通過串口通信線與所述的PLC控制器相連。磨毛控制系統(tǒng)由錫林電機(jī)、左磨毛輥電機(jī)、右
磨毛輥電機(jī)和擴(kuò)幅輥電機(jī)構(gòu)成。錫林、左磨毛輥、右磨毛輥和可調(diào)速擴(kuò)幅輥由變頻器帶動(dòng)電
機(jī)控制。不可調(diào)速擴(kuò)幅輥跟隨可調(diào)速擴(kuò)幅輥啟動(dòng)、停止。本發(fā)明以現(xiàn)場(chǎng)總線為通訊形式，使
PLC控制器能夠同步訪問變頻器，保證磨毛機(jī)系統(tǒng)各部分之間電機(jī)的協(xié)同運(yùn)作。 作為優(yōu)選，所述的PLC控制器的輸入輸出設(shè)備為與其相連的觸摸屏。操作方便，人
機(jī)界面好。 本發(fā)明的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)所用的張力控制方法為PLC控制器通過
模擬輸入端口實(shí)時(shí)接收進(jìn)布張力傳感器、磨毛張力傳感器、上導(dǎo)張力傳感器和出布張力傳
感器檢測(cè)回來(lái)的張力值，判斷磨毛機(jī)上織物各處的張力大小，根據(jù)張力設(shè)定值，運(yùn)用PID控
制算法，計(jì)算出進(jìn)布輥電機(jī)、出布輥電機(jī)、后導(dǎo)輥電機(jī)、前導(dǎo)輥電機(jī)及上導(dǎo)輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速變
化量，通過高速脈沖輸出端口發(fā)送脈沖信號(hào)給與上述電機(jī)相連的伺服驅(qū)動(dòng)器，從而驅(qū)動(dòng)上
述電機(jī)旋轉(zhuǎn)，保證磨毛機(jī)運(yùn)行過程中系統(tǒng)張力恒定；所述的PID控制算法采用基于人工干
預(yù)的PD控制算法。 對(duì)經(jīng)典PID控制算法公式 u(t)=kp (e(t) i-1/ki f々)dt+kd*de(t)/dt) 進(jìn)行離散化處理，得到AU = kpe(t)+kd(e(t)-e(t-l))，其中kp為比例系數(shù)，ki 為積分時(shí)間常數(shù)，kd為微分時(shí)間常數(shù)，Un+l = AU+Un， AU為每個(gè)采樣周期要調(diào)整的布速， Un為當(dāng)前布速，Un+l為本采樣周期需要調(diào)整達(dá)到的布速，通過AU的補(bǔ)償，張力也會(huì)相應(yīng)發(fā) 生變化。 由于被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，得不到精確的數(shù)學(xué)模型，必須依靠經(jīng) 驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，而且由于各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速差和各個(gè)軸之間的張力的關(guān)系比例與布速 的關(guān)系是非線性的，所以采用PID控制是比較適合的。每個(gè)采樣周期讀取一個(gè)張力的真 實(shí)值，與張力的設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算出e(t)，再由前一采樣周期計(jì)算得到e(t)-e(t-l)。 e(t)-e(t-l)為當(dāng)前采樣周期內(nèi)張力真實(shí)值與張力設(shè)定值的偏差減去上一個(gè)采樣周期內(nèi)張 力真實(shí)值與張力設(shè)定值的偏差，這反映了偏差的趨勢(shì)，使得AU多加了一個(gè)偏差趨勢(shì)的補(bǔ) 償，使AU更為準(zhǔn)確。通過Un+l二 AU+Un計(jì)算出本采樣周期需要調(diào)整達(dá)到的布速。通過 AU的補(bǔ)償，張力也會(huì)發(fā)生變化。張力變化的大小取決于e(t)的大小，也結(jié)合通過kp、kd來(lái) 調(diào)整。kp、kd參數(shù)的整定采用工程整定法，主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn) 行。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)是個(gè)閉環(huán)恒張力控制 系統(tǒng)，在導(dǎo)布控制系統(tǒng)中用伺服驅(qū)動(dòng)器代替變頻器后，由原來(lái)的單軸閉環(huán)控制改為整個(gè)系 統(tǒng)的多軸協(xié)同閉環(huán)控制，提高了控制精確，使磨毛機(jī)運(yùn)行過程中各張力值更加穩(wěn)定。本發(fā)明 導(dǎo)布控制系統(tǒng)中的張力控制方法，通過采用基于人工干預(yù)的PD控制算法，通過A U的補(bǔ)償，
4實(shí)現(xiàn)張力補(bǔ)償功能，即可得到實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的張力調(diào)整值，達(dá)到磨毛機(jī)各部分張力恒定的目 的，可在各張力變化過程中實(shí)時(shí)保持張力恒定。本發(fā)明系統(tǒng)可靠，軟件、硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用， 能夠反應(yīng)實(shí)時(shí)變化的張力，保證織物在磨毛過程中張力恒定，張力控制穩(wěn)定、線性好、調(diào)試 簡(jiǎn)單、精度高、故障率低。本發(fā)明提高了磨毛機(jī)的機(jī)電一體化、智能化程度，通過多電機(jī)傳 動(dòng)，增加了磨毛滾筒變速等功能，大大提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)的一種電路連接原理框圖。
圖2是本發(fā)明磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)的一種導(dǎo)布過程示意圖。
圖3是本發(fā)明中基于恒張力控制的導(dǎo)布控制系統(tǒng)的恒張力控制程序流程圖。
圖4是本發(fā)明磨毛機(jī)的多軸傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1.進(jìn)布輥電機(jī)，2.前導(dǎo)輥電機(jī)，3.后導(dǎo)輥電機(jī)，4.出布輥電機(jī)，5.上導(dǎo)輥 電機(jī)，6.錫林電機(jī)，7.左磨毛輥電機(jī)，8.右磨毛輥電機(jī)，9.擴(kuò)幅輥電機(jī)，ll.進(jìn)布伺服驅(qū) 動(dòng)器，12.前導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器，13.后導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器，14.出布伺服驅(qū)動(dòng)器，15.上導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng) 器，16.錫林變頻器，17.左磨毛變頻器，18.右磨毛變頻器，19.擴(kuò)幅變頻器，20.PLC控制 器，21.進(jìn)布張力傳感器，22.磨毛張力傳感器，23.上導(dǎo)張力傳感器，24.出布張力傳感器， 25.觸摸屏，26.進(jìn)布輥，27.前導(dǎo)輥，28.后導(dǎo)輥，29.出布輥，30.上導(dǎo)輥，31.錫林，32.左 磨毛輥，33.右磨毛輥，34.可調(diào)速擴(kuò)幅輥，35.不可調(diào)速擴(kuò)幅輥。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1 :本實(shí)施例的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)，如圖1、圖4所示，包括基于 恒張力控制的導(dǎo)布控制系統(tǒng)和磨毛控制系統(tǒng)?；诤銖埩刂频膶?dǎo)布控制系統(tǒng)包括安裝于 磨毛機(jī)的進(jìn)布輥26與前導(dǎo)輥27之間的進(jìn)布張力傳感器21、安裝于前導(dǎo)輥27與后導(dǎo)輥28 之間的磨毛張力傳感器22、安裝于后導(dǎo)輥28與上導(dǎo)輥30之間的上導(dǎo)張力傳感器23、安裝 于上導(dǎo)輥30與出布輥29之間的出布張力傳感器24以及與上述張力傳感器相連的PLC控制 器20。 PLC控制器20又與進(jìn)布伺服驅(qū)動(dòng)器11、前導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器12、后導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器13、出 布伺服驅(qū)動(dòng)器14和上導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器15相連，上述伺服驅(qū)動(dòng)器分別與磨毛機(jī)的多軸傳動(dòng)機(jī) 械結(jié)構(gòu)上的進(jìn)布輥電機(jī)1、前導(dǎo)輥電機(jī)2、后導(dǎo)輥電機(jī)3、出布輥電機(jī)4、上導(dǎo)輥電機(jī)5相連。 PLC控制器20上連接有觸摸屏25。磨毛控制系統(tǒng)中的錫林電機(jī)6、擴(kuò)幅輥電機(jī)9和左磨毛 輥電機(jī)7、右磨毛輥電機(jī)8分別與錫林變頻器16、擴(kuò)幅變頻器19和左磨毛變頻器17、右磨毛 變頻器18相連，上述變頻器再通過RS485串口通信線與PLC控制器20相連。
磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)布機(jī)構(gòu)和不可調(diào)速擴(kuò)幅輥。如圖4所示，導(dǎo)布機(jī) 構(gòu)包括進(jìn)布輥26、擴(kuò)幅輥、前導(dǎo)輥27、錫林31、后導(dǎo)輥28、上導(dǎo)輥30、出布輥29。導(dǎo)布機(jī)構(gòu) 設(shè)有專用吸邊器或擴(kuò)幅糾偏裝置，使織物在進(jìn)入加工區(qū)域前保持平整，不跑偏。進(jìn)布輥26、 前導(dǎo)輥27、后導(dǎo)輥28、上導(dǎo)輥30和出布輥29是由伺服系統(tǒng)控制，錫林31、左、右磨毛輥32、 33和可調(diào)速擴(kuò)幅輥34由變頻系統(tǒng)控制。擴(kuò)幅輥采用可調(diào)整式結(jié)構(gòu)，由變頻器調(diào)節(jié)擴(kuò)幅輥轉(zhuǎn) 速。同時(shí)采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使擴(kuò)幅輥與織物包覆角度也可調(diào)整，包覆角度可從O。變化到 180° ，適應(yīng)范圍大。不可調(diào)速擴(kuò)幅輥35跟隨可調(diào)速擴(kuò)幅輥啟動(dòng)、停止。
本實(shí)施例磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)所用的張力控制方法為基于人工干預(yù)的 PD控制算法，進(jìn)布張力傳感器21、磨毛張力傳感器22、上導(dǎo)張力傳感器23和出布張力傳感 器24的采樣周期設(shè)定為200ms，即每200ms讀取一次張力的真實(shí)值，PLC控制器通過模擬輸 入端口實(shí)時(shí)接收進(jìn)布張力傳感器21、磨毛張力傳感器22、上導(dǎo)張力傳感器23和出布張力傳 感器24檢測(cè)回來(lái)的張力值，與張力的設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算出e(t)，再由前一采樣周期計(jì)算 得到e(t)e(t-l)。 e(t)-e(t-l)為當(dāng)前采樣周期內(nèi)張力真實(shí)值與張力設(shè)定值的偏差減去上 一個(gè)采樣周期內(nèi)張力真實(shí)值與張力設(shè)定值的偏差，這反映了偏差的趨勢(shì)，使得AU多加了 一個(gè)偏差趨勢(shì)的補(bǔ)償，使AU更為準(zhǔn)確。通過Un+l二 AU+Un計(jì)算出本采樣周期需要調(diào)整 達(dá)到的布速，獲得進(jìn)布輥電機(jī)1 、前導(dǎo)輥電機(jī)2、后導(dǎo)輥電機(jī)3、出布輥電機(jī)4及上導(dǎo)輥電機(jī) 5的轉(zhuǎn)速變化量，通過高速脈沖輸出端口發(fā)送脈沖信號(hào)給與上述電機(jī)相連的伺服驅(qū)動(dòng)器，從 而驅(qū)動(dòng)上述電機(jī)旋轉(zhuǎn)，保證磨毛機(jī)運(yùn)行過程中系統(tǒng)張力恒定。因?yàn)椴蓸又芷谥挥?00ms，所 以必須在小于200ms的時(shí)間里加速或減速到Un+l，使張力的變化反映出來(lái)。下一個(gè)采樣周 期再做同樣的PD調(diào)整。如此調(diào)整下去，即可得到實(shí)時(shí)的張力調(diào)整值，達(dá)到各部分張力恒定 的目的。 工作過程如圖2所示，磨毛機(jī)導(dǎo)布分為四個(gè)階段掛布——自動(dòng)引布——掛布完 成——正常運(yùn)行磨毛。 掛布過程如下將布穿過進(jìn)布輥和擴(kuò)幅輥之后，進(jìn)行自動(dòng)引布，然后將布穿過前導(dǎo) 輥，再進(jìn)行自動(dòng)引布，然后將布穿過錫林，再進(jìn)行自動(dòng)引布，然后將布穿過后導(dǎo)輥，再進(jìn)行自 動(dòng)引布，然后將布穿過上導(dǎo)輥和出布輥，完成掛布過程。
正常運(yùn)行磨毛過程如下如圖1所示，四個(gè)張力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)導(dǎo)布系統(tǒng)各段的
張力，PLC控制器通過模擬輸入端口實(shí)時(shí)接收張力傳感器檢測(cè)回來(lái)的值，將張力信號(hào)經(jīng)過
PLC控制器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后與觸摸屏上設(shè)定的張力值進(jìn)行比較，通過基于
人工干預(yù)的PD控制算法調(diào)節(jié)，計(jì)算出調(diào)整后的張力值，通過公式轉(zhuǎn)換計(jì)算出調(diào)整后的頻率
值，從而得到伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速需要改變的量，然后通過PLC控制器的高速脈沖輸出端口發(fā)送
脈沖信號(hào)給伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，保證運(yùn)行過程中系統(tǒng)張力恒定。PLC控制
器還要控制變頻控制系統(tǒng)，PLC控制器通過RS485通訊發(fā)送頻率、加減速時(shí)間等命令給各變
頻器，各變頻器對(duì)應(yīng)地控制錫林、左磨毛輥、右磨毛輥和擴(kuò)幅輥這四個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。 如圖3所示，首先四個(gè)張力傳感器的值被傳送到PLC控制器的模擬輸入通道，通過
模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，之后可以先進(jìn)行張力預(yù)緊，使運(yùn)行前各張力達(dá)到設(shè)定值的70%左右，
以免全機(jī)啟動(dòng)后張力立即松掉。 全機(jī)啟動(dòng)后，伺服和變頻控制系統(tǒng)由0開始加速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行加速過程中張力的實(shí) 時(shí)控制。在加速15s后系統(tǒng)進(jìn)入勻速運(yùn)轉(zhuǎn)階段，此時(shí)，加速?gòu)埩刂脐P(guān)閉，開啟勻速狀態(tài)張 力控制來(lái)實(shí)現(xiàn)勻速狀態(tài)下張力的實(shí)時(shí)控制。在勻速狀態(tài)改變?cè)O(shè)定值，就進(jìn)入加速或減速狀 態(tài)，時(shí)間為5s。張力控制采用基于人工干預(yù)的PD控制。全機(jī)停止時(shí)，開啟減速?gòu)埩刂疲?到機(jī)器停止。
權(quán)利要求
一種磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)，包括導(dǎo)布控制系統(tǒng)和磨毛控制系統(tǒng)，其特征在于所述的導(dǎo)布控制系統(tǒng)是基于恒張力控制的導(dǎo)布控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設(shè)于進(jìn)布輥(26)與前導(dǎo)輥(27)之間的進(jìn)布張力傳感器(21)、設(shè)于前導(dǎo)輥(27)與后導(dǎo)輥(28)之間的磨毛張力傳感器(22)、設(shè)于后導(dǎo)輥(28)與上導(dǎo)輥(30)之間的上導(dǎo)張力傳感器(23)、設(shè)于上導(dǎo)輥(30)與出布輥(29)之間的出布張力傳感器(24)以及與上述張力傳感器相連的PLC控制器(20)，所述的PLC控制器(20)通過進(jìn)布伺服驅(qū)動(dòng)器(11)、前導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器(12)、后導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器(13)、出布伺服驅(qū)動(dòng)器(14)和上導(dǎo)伺服驅(qū)動(dòng)器(15)分別與進(jìn)布輥電機(jī)(1)、前導(dǎo)輥電機(jī)(2)、后導(dǎo)輥電機(jī)(3)、出布輥電機(jī)(4)和上導(dǎo)輥電機(jī)(5)相連；所述的PLC控制器(20)也與所述的磨毛控制系統(tǒng)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)，其特征在于所述的磨毛控制系統(tǒng)中的錫林電機(jī)(6)、擴(kuò)幅輥電機(jī)(9)和左磨毛輥電機(jī)(7)、右磨毛輥電機(jī)(8)分別與錫林變頻器(16)、擴(kuò)幅變頻器(19)和左磨毛變頻器(17)、右磨毛變頻器(18)相連，上述變頻器再通過串口通信線與所述的PLC控制器(20)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制器(20)的輸入輸出設(shè)備為與其相連的觸摸屏(25)。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)所用的張力控制方法，其特征在于所述的PLC控制器(20)通過模擬輸入端口實(shí)時(shí)接收所述的進(jìn)布張力傳感器(21)、磨毛張力傳感器(22)、上導(dǎo)張力傳感器(23)和出布張力傳感器(24)檢測(cè)回來(lái)的張力值，判斷磨毛機(jī)上織物各處張力大小，根據(jù)張力設(shè)定值，運(yùn)用PID控制算法，計(jì)算出進(jìn)布輥電機(jī)(1)、前導(dǎo)輥電機(jī)(2)、后導(dǎo)輥電機(jī)(3)、出布輥電機(jī)(4)及上導(dǎo)輥電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)速變化量，通過高速脈沖輸出端口發(fā)送脈沖信號(hào)給與上述電機(jī)相連的伺服驅(qū)動(dòng)器，從而驅(qū)動(dòng)上述電機(jī)旋轉(zhuǎn)，保證磨毛機(jī)運(yùn)行過程中系統(tǒng)張力恒定；所述的PID控制算法采用基于人工干預(yù)的PD控制算法，所述的基于人工干預(yù)的PD控制算法為對(duì)經(jīng)典PID控制算法公式<formula>formula see original document page 2</formula>進(jìn)行離散化處理，得到AU = kpe(t)+kd(e(t)-e(t-l))，其中kp為比例系數(shù)，ki為積分時(shí)間常數(shù)，kd為微分時(shí)間常數(shù)，Un+l = AU+Un， AU為每個(gè)采樣周期要調(diào)整的布速，Un為當(dāng)前布速，Un+l為本采樣周期需要調(diào)整達(dá)到的布速，通過AU的補(bǔ)償，張力也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化；每個(gè)采樣周期讀取一個(gè)張力的真實(shí)值，與張力的設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算出e(t)，再由前一采樣周期計(jì)算得到e(t)-e(t-l)， e(t)-e(t-l)為當(dāng)前采樣周期內(nèi)張力真實(shí)值與張力設(shè)定值的偏差減去上一個(gè)采樣周期內(nèi)張力真實(shí)值與張力設(shè)定值的偏差；通過Un+l = AU+Un計(jì)算出本采樣周期需要調(diào)整達(dá)到的布速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磨毛機(jī)多軸傳動(dòng)張力控制系統(tǒng)及其張力控制方法。張力控制系統(tǒng)中的基于恒張力控制的導(dǎo)布控制系統(tǒng)包括設(shè)于磨毛機(jī)上的進(jìn)布張力傳感器、磨毛張力傳感器、上導(dǎo)張力傳感器、出布張力傳感器以及與上述張力傳感器相連的PLC控制器，PLC控制器與分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)布輥電機(jī)、前導(dǎo)輥電機(jī)、后導(dǎo)輥電機(jī)、出布輥電機(jī)和上導(dǎo)輥電機(jī)的各伺服驅(qū)動(dòng)器相連。PLC控制器還通過各變頻器控制磨毛控制系統(tǒng)。張力控制方法為PLC控制器實(shí)時(shí)接收上述張力傳感器送來(lái)的張力值，根據(jù)張力設(shè)定值，運(yùn)用基于人工干預(yù)的PD控制算法，計(jì)算出各輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化量，發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)各輥電機(jī)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明提高了張力控制精確，確保磨毛機(jī)運(yùn)行過程中張力恒定，使各張力值更加穩(wěn)定。
文檔編號(hào)D06C11/00GK101694045SQ200910307019
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者倪祖鑫, 史偉民, 彭來(lái)湖, 楊薇, 沈加海, 趙虹 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué);