在自動(dòng)化設(shè)備中，收放卷系統(tǒng)是非常常見的應(yīng)用，像印刷、包裝、造紙、鋰電池、無紡布設(shè)備等。張力控制的穩(wěn)定性，對設(shè)備非常重要；而驅(qū)動(dòng)器的速度和轉(zhuǎn)矩控制精度，是決定張力控制穩(wěn)定性的重要原因之一。

　　收放卷系統(tǒng)一般包含三個(gè)部分：收卷軸、牽引輥和放卷軸。一般收放卷電機(jī)采用轉(zhuǎn)矩控制或者速度控制模式，牽引電機(jī)采用速度控制模式。

　　當(dāng)收放卷電機(jī)采用轉(zhuǎn)矩控制模式時(shí)：

　　模式一、開環(huán)張力控制：根據(jù)設(shè)定張力和實(shí)時(shí)卷徑大小，計(jì)算出電機(jī)的輸出扭矩。

　　實(shí)時(shí)卷徑計(jì)算方法：

　　測量法：通過外部超聲波傳感器測量實(shí)時(shí)卷徑；

　　估算法：根據(jù)收放卷的圈數(shù)、材料厚度計(jì)算出實(shí)時(shí)卷徑；

　　模式二、閉環(huán)張力控制：根據(jù)設(shè)定張力和實(shí)際張力的偏差，進(jìn)行PID控制，調(diào)整收放卷電機(jī)的扭矩。

　　當(dāng)收放卷電機(jī)采用速度控制模式時(shí)：

　　閉環(huán)速度控制模式：根據(jù)設(shè)定張力和實(shí)際張力的偏差，進(jìn)行PID控制，調(diào)整收放卷電機(jī)的速度。

　　為了確保電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩精度，電機(jī)需要帶編碼器；變頻器推薦ACS380和ACS880系列。其中ACS880 具有DTC控制功能，對異步電機(jī)的控制，性能更加優(yōu)秀，可以實(shí)現(xiàn)更高精度的速度和轉(zhuǎn)矩控制。

　　針對收放卷系統(tǒng)應(yīng)用，有2種解決方案：

　　方案一、PLC作為張力控制的核心，進(jìn)行實(shí)時(shí)卷徑計(jì)算，采集張力傳感器數(shù)據(jù)，根據(jù)PID運(yùn)算的結(jié)果，輸出轉(zhuǎn)矩命令和速度命令到變頻器。

　　變頻器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常采用的模式為：轉(zhuǎn)矩控制速度限幅。

　　參數(shù)配置說明：

　　通過外部端子控制變頻器啟動(dòng)和停止，通過模擬量輸入給定速度和轉(zhuǎn)矩；

　　參數(shù)配置參考：

　　通過現(xiàn)場總線控制變頻器啟動(dòng)和停止，通過現(xiàn)場總線給定速度和轉(zhuǎn)矩；

　　參數(shù)配置參考：

　　方案二、選用ACS880+N5000卷曲控制固件的變頻器，N5000卷曲控制固件，集成了卷曲應(yīng)用的相關(guān)控制功能，主要支持的功能如下：

　　卷徑計(jì)算

　　開環(huán)張力控制

　　閉環(huán)張力控制

　　慣性和摩擦補(bǔ)償

　　張力錐度控制