印刷機二級張力控制在印刷過程中至關重要，它直接影響到印品的套印精度。一級張力控制系統存在誤差、機器運行速度的改變及外部客觀因素影響造成的張力波動，都需要二級張力控制系統來調整。沒有良好的二級張力控制系統，套印控制系統就無法消除張力變化造成的誤差。 廈門五福印務有限公司從德國引進的KOCHSIEK七色凹印機，其二級張力控制系統采用SIEMEMS公司的可逆直流驅動系統，經過20年的使用，直流驅動控制裝置、張力檢測放大裝置及外圍控制元器件老化，故障頻繁。但獲得原配置的備件代價很高，外圍控制器件多，加上直流電機本身固有的維護保養困難，不能滿足生產與工藝的需要。 原機二級張力控制系統的控制原理 （1）張力檢測與放大。為了消除印刷過程中紙張自身變形及走紙沒有居中等因素的影響，在壓力檢測輥兩端分別安裝一個壓力傳感器，將檢測信號分兩路輸入放大器，經過校正、調零及放大倍數調整后，消除張力輥自身重量及壓力檢測放大系統不一致等因素的影響后，取加權平均值作為實際張力輸出。 （2）張力控制。設定張力、實際張力與張力偏置的差值，根據設定張力、實際張力實時差值的大小選擇PI（可通過外部信號封鎖）或PID控制模式，根據其應用于Infeed或Outfeed的具體要求設置，其輸出作為速度環的輔助輸入。張力偏置的設置范圍可設置最大張力值的0～10％，目的是在機器準備階段將機架間的紙張預張緊，消除機器啟動時對紙張沖擊造成的斷紙。 （3）可逆變換器。常規速度電流雙閉環控制模式。將張力環輸出衰減至20％，與主機速度（速度給定）、測速電機信號一起構成完整的速度閉環反饋。整定次序是：在解除張力控制信號和速度環ID參數后，空載情況下，整定速度反饋分量及比例參數，ID參數交叉逼近。 （4）輔助電路。為各部件提供滿足條件的電源，按照控制時序要求，檢測各部件的工作狀態，控制各部件的工作，提供欠流、過流、欠壓、過壓、過載保護。與主機的連鎖保護與控制體現在：運行、停止及加減速連鎖，張力過小時主機加速防止等保護。 改造總體方案 （1）基本利用原有的機械結構，進行電氣控制系統更新。對機器的改動少，費用低，準備時間短，但聯機調試時間長，原系統的可恢復性。 （2）重新制作大部分機構及全部電氣控制系統，在原機器上增加必要機構，形成兩套完整的張力控制系統。費用高，準備時間較長，安裝空間限制，但對機器的改動少，可離線調試，花費的時間短，不存在原系統的恢復性問題。 功率放大與執行機構的選擇方案 （1）直流可逆變換器+直流馬達。技術成熟，穩定性及可控性好，可利用現有馬達，費用低，但輔助控制電路較復雜，直流馬達維護困難。 （2）交流變頻器+交流馬達。費用最低，輔助控制電路簡單，馬達維護容易，但用于四象限運行的技術不全面，低速穩定性及可控性差，不用于要求大范圍、高精度控制的場合。 （3）伺服驅動器+伺服馬達。穩定性及可控性好，輔助控制電路簡單，馬達容易維護，但費用最高。 Infeed二級張力控制系統改造方案 1．由于采用浮動輥張力檢測結構，浮動輥位置設置點設置的實際上是張力平衡狀態時浮動輥的位置，與張力設置值無關。 （1）配重式。由鋼質浮動輥、浮動輥前后配重塊支架及相應配重塊組成。調節困難；浮動輥浮動時配重本身對張力造成沖擊，張力控制精度受很大影響。 （2）氣動式。由輕質鋁合金浮動輥、精密調壓閥或壓控比例調節閥、緩沖氣罐及低磨氣缸（最好是膜式氣缸）組成。將重力加速度對張力控制精度的影響降到最低。 Outfeed二級張力控制系統改造方案 1．壓力傳感器LX-100TD：兩個100kgf的傳感器，安裝于張力檢測輥兩端。傳感器檢測到的是與檢測軸線平行的壓力或拉力分量，檢測輥的兩紙面夾角最好在90°以內；合力方向與檢測軸線的夾角在30°以內。 2．張力控制器LE-40MTA-E：Mitsubishi Electric公司生產的張力控制器，張力檢測輸入只選用壓力傳感器，輸出則用于控制多種執行部件。全數字化工程設置界面及自動檢測功能，為工程運用提供了方便。 3．按照張力控制器及控制任務的要求完成接線后，系統已具備運行基本條件，首先進行自動參數調整：在自動工作參數設置屏上，輸入盡大的階躍干擾值。必要時還應進行工作參數的手工微調，提高系統性能。 積分系數越大，系統穩態性能越好，但動態響應越慢；比例系數越大，反應速度越快，但容易出現振蕩，當偏差范圍超過死區時，死區放大系數與比例系數同時起作用，因此，隨死區放大系數的調整，應逐步縮小死區。 二級張力控制系統改造前后結構特點 1．改造前后兩套張力控制系統并存，可隨時互換，避免因改造工作失誤而對生產造成的不良影響； 2．改造過程中對原機的較大改動可以在離線下進行，基本不會影響生產。