闡述了在真空卷繞鍍膜機中張力控制的必要性和復雜性。通過機理建模的方法建立了開卷區張力控制模型, 從中得出影響張力的相關因素, 并提出了一種利用間接控制方式設計卷繞鍍膜機開卷張力控制系統的方法。從張力給定和張力控制兩方面, 對控制系統設計過程中相關控制量及補償量的計算方法給出了具體算式和詳盡說明。實踐表明, 該控制系統結構簡單, 控制精度高, 響應速度快且穩定性好。

　　在真空卷繞鍍膜機設計過程中, 為了保證生產產品的質量和生產的連續運轉, 需要實現穩定的張力控制。一方面, 過大的張力會破壞產品的內部結構, 使產品發生形變, 甚至發生斷帶的現象; 另一方面, 若張力數值過小, 帶材將不能繃緊, 嚴重影響膜層的均勻度和平整度, 大大降低產品的質量, 同時也會使帶材發生跑偏、打滑等現象。而在卷繞鍍膜張力系統中, 其控制難度主要體現在: 1、強耦合性。帶材的速度和張力是一對強耦合的物理量, 而開卷卷筒速度又是時變的。在這樣一個系統中, 速度的變化必將引起張力的改變, 反之張力變化也會影響速度。2、系統動力模型變化大。隨著開卷的進行, 帶材卷徑不斷變小, 從而使系統慣性不斷減小。控制實時性要求強。卷繞鍍膜機生產速度很快, 所以對控制系統的實時性提出了很高的要求。∀系統復雜。卷繞系統是由很多輥子組成的系統, 各子系統之間相互影響, 導致薄膜張力控制相當復雜。

1、卷繞系統機械結構

　　以ZDXL 系列高真空卷繞鍍膜設備為例, 其主要由開卷區、開卷活套區、蒸發區、收卷活套區和收卷區五部分組成, 如圖1 所示, 其中開卷區由開卷機、入口S 輥組組成。

圖1  高真空卷繞鍍膜機設備組成及工藝路線

5 、結論

　　本文針對真空卷繞鍍膜機張力難以平穩控制的問題, 提出了一種利用間接張力控制的方式設計卷繞鍍膜機張力控制系統的方法, 并給出了設計中相關量的計算算式。該方法設備簡單, 成本較低且響應速度快, 穩定性好, 無需改變生產線的既有結構。且該方法稍加改動便可運用于卷繞鍍膜機收卷段,活套段及相關行業卷繞設備控制系統的設計。

參考文獻

　　[1]  陳伯時. 電力拖動自動控制系統[M] . 北京: 機械工業出版社, 1992
　　[2] 周志文. 變頻調速器在張力控制系統中的應用[J] . 真空, 2003, ( 1) : 33- 35
　　[3]  TetsuzoSakamoto , Yoshikazu Fujino. Modeling and Analysis of a Web Tension Control System [ C] . IEEE Catalog Number:957H8081, 2003
　　[4] Tetsuzo Sakamoto, Yosunobn Izumihara. Decentralized ControlStrategies for Web Tension Control System[C] . IEEE Catalog Number: 957H8080, 2003
　　[5]  徐言生, 楊澤亮, 龍建佑, 等. 真空冷凍干燥設備中變頻真空機組的設計應用[J] . 真空科學與技術學報, 2007,(1) : 84- 87.
　　[6]  范智勇, 陳殿勇. 薄膜厚度的多探頭計算機實時監控系統[J] . 真空科學與技術, 2001, 21(2) : 661- 961