工業(yè)上常見的薄膜卷繞主要包括布、紙張、塑料薄膜等。通過實(shí)地考察，可以發(fā)現(xiàn)薄膜卷繞機(jī)對(duì)于張力的精度要求比拉絲機(jī)高，而且卷徑的變化范圍很大，如果像拉絲機(jī)的設(shè)計(jì)方案一樣只采用PID修正從機(jī)轉(zhuǎn)速的話，PID修正量很大，PID參數(shù)不易調(diào)節(jié)，控制性能不能保證。而且薄膜卷繞機(jī)與拉絲機(jī)有一個(gè)不同在于：薄膜卷繞機(jī)對(duì)于薄膜的張力要求是隨卷徑增大而不斷變化的，這樣就不能像拉絲機(jī)那樣使用固定的張力給定，即需要張力錐度控制，防止損傷卷軸或造成內(nèi)部褶皺。因此薄膜卷繞機(jī)的張力控制方案必然要比拉絲機(jī)的方案復(fù)雜。但是我們認(rèn)為，森蘭SB80B機(jī)器完全可以通過對(duì)現(xiàn)有功能進(jìn)行設(shè)置，充分利用算術(shù)單元和計(jì)數(shù)器等功能，實(shí)現(xiàn)薄膜卷繞所要求的張力控制。方案如下： 由代表薄膜線速度的主機(jī)（加工機(jī)）運(yùn)行頻率和卷繞薄膜的實(shí)時(shí)卷徑計(jì)算出相應(yīng)的從機(jī)（收卷機(jī)）主給定頻率，以此作為前饋；同時(shí)用PID調(diào)節(jié)器控制薄膜的張力PID輸出，對(duì)給定頻率進(jìn)行不斷修正，將修正后的頻率作為收卷電機(jī)的給定頻率。這種前饋和反饋共用的復(fù)合控制方法控制精度很高，很多張力控制專用的變頻器都使用了這種方法。而森蘭SB80B可以通過可編程模塊來編程實(shí)現(xiàn)這種控制，使用方便，方法靈活。系統(tǒng)控制框圖如下： [align=center] 森蘭SB80B薄膜卷繞機(jī)張力控制系統(tǒng)圖[/align] 注：圖中D0為初始卷徑百分比值，以最終卷徑為100％； T0為初始張力值，以張力傳感器最大張力為100％； K為張力錐度系數(shù)，由用戶設(shè)定，范圍為0～100％； 主機(jī)的模擬運(yùn)行頻率（代表線速度）由AI1輸入 計(jì)圈信號(hào)使用光電開關(guān)由“計(jì)數(shù)器增”輸入。 PID反饋值由張力傳感器向AI2輸入； 外加卷徑復(fù)位信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)值進(jìn)行預(yù)置初值。 下面分兩部分來說明這種組合方法。 第一部分：收卷機(jī)給定頻率的計(jì)算。 用戶需要知道三個(gè)值，分別是初始卷徑、最終卷徑和薄膜厚度。根據(jù)這三個(gè)值，計(jì)算出參數(shù)設(shè)置所需要的幾個(gè)數(shù)值，具體包括： 1．初始卷徑百分比值D0＝初始卷徑/最終卷徑。 2．計(jì)數(shù)器設(shè)定值＝最終卷徑/（薄膜厚度×2）。 3．計(jì)數(shù)器預(yù)置值＝初始卷徑/（薄膜厚度×2）。 以下面的例子說明： 假設(shè)薄膜的最終卷徑為1000mm，初始卷徑為100mm，薄膜厚度為0.05mm,則: 0＝100/1000＝10％； 計(jì)數(shù)器設(shè)定值＝1000/（0.05×2）＝20000； 計(jì)數(shù)器預(yù)置值＝100/（0.05×2）＝2000。 此時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值（以設(shè)定計(jì)數(shù)值為100％）就相當(dāng)于一個(gè)卷徑傳感器的輸出信號(hào)，即為實(shí)時(shí)的卷徑值D（以最終卷徑為100％）。計(jì)數(shù)器的掉電記憶實(shí)現(xiàn)了卷徑掉電記憶功能，計(jì)數(shù)器復(fù)位實(shí)現(xiàn)了卷徑復(fù)位到初始卷徑的功能。 主機(jī)頻率為F0，從機(jī)頻率為F，當(dāng)前卷徑值為D（以最終卷徑為100％），則可以知道： F0×D0 ＝ F×D； 即可以算出F ＝ F0×（D0/D）； 先通過算術(shù)單元3算出 D0/D的值；再通過算術(shù)單元2計(jì)算F0（即AI1）乘以算術(shù)單元3的輸出，即為F的值。此時(shí)算數(shù)單元2的結(jié)果即為收卷機(jī)的主給定頻率，所以將收卷機(jī)的頻率給定通道設(shè)成算術(shù)單元2給定。這樣就完成了收卷機(jī)主給定頻率的設(shè)定。 第二部分：PID的給定計(jì)算 采用閉環(huán)張力控制的方法，PID的給定值應(yīng)該設(shè)定為用戶需要的張力值。但是，用戶需要的張力值并不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)隨著卷徑變化而不斷變小的值，即張力有一個(gè)錐度。如下圖： [align=center] 張力錐度示意圖[/align] 張力的錐度公式為： T ＝ T0×[1－K×（1－D0/D）> ＝ T0×（1- K）＋T0×K×（D0/D） 其中T為實(shí)際的理想張力（以張力傳感器最大張力值為100％）； T0為初始張力值（以張力傳感器最大張力值為100％）； K為張力錐度系數(shù)，范圍為0～100％； D0為初始卷徑（以最終卷徑為100％）； D為實(shí)時(shí)卷徑（以最終卷徑為100％）。 其中T0×（1-K）和T0×K都是常量。 于是由算術(shù)單元4算出T0×K×（D0/D）的值，其中D0/D為算數(shù)單元3的結(jié)果，T0×K為數(shù)字設(shè)定；再由算術(shù)單元1計(jì)算出T，即T0×（1- K）＋T0×K×（D0/D），其中T0×K×（D0/D）為算術(shù)單元4的結(jié)果，T0×（1- K）為數(shù)字設(shè)定。 此時(shí)，算術(shù)單元1的結(jié)果即為用戶需要的實(shí)時(shí)張力值，將PID的給定通道選擇為算術(shù)單元1給定。這就完成了PID給定通道的設(shè)定。 至此，就完成了張力控制方案設(shè)計(jì)。此外，還要把控制需要的一些外部接線和參數(shù)設(shè)置做好；包括將主機(jī)的運(yùn)行中信號(hào)作為從機(jī)的起動(dòng)信號(hào)，使從機(jī)跟隨主機(jī)運(yùn)行；根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)PID的相關(guān)參數(shù)，達(dá)到最好的控制效果等。 在出廠值上有變更的參數(shù)如下： 現(xiàn)場運(yùn)行情況如下：當(dāng)主機(jī)開始起動(dòng)后，從機(jī)接受起動(dòng)信號(hào)開始起動(dòng)，并根據(jù)卷徑的變化和張力傳感器的反饋不斷調(diào)整輸出頻率，使張力傳感器以基準(zhǔn)位置按張力錐度要求隨卷徑變化，卷繞電機(jī)一直穩(wěn)定運(yùn)行。減速過程中張力傳感器也沒有大的偏移，直至停機(jī)。（如果需要在停機(jī)時(shí)保持張力可以采用森蘭SB80B的零伺服功能。）整個(gè)過程中沒有變形或松弛現(xiàn)象發(fā)生。用戶還可以隨時(shí)查看當(dāng)前的卷徑值、設(shè)定張力值、實(shí)際張力值，實(shí)時(shí)監(jiān)控性能很高。 森蘭SB80B在薄膜卷繞機(jī)上的應(yīng)用獲得了成功。由于森蘭SB80B強(qiáng)大的可編程功能模塊和方便的應(yīng)用方法，很容易完成了帶前饋速度計(jì)算和張力錐度的張力控制方案的設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝和現(xiàn)場調(diào)試的全部工作，取得了滿意的效果。可以看到森蘭SB80B無需專業(yè)功能模塊就可以成功地在一些要求很高的張力控制場合使用。