張力精度控制在3%以內(nèi)、控制響應(yīng)速度提升40%! ▎雷賽張力控制解決方案

時間:2025-08-14

來源:深圳市雷賽智能控制股份有限公司

導(dǎo)語:生產(chǎn)效率低:傳統(tǒng)方案最高線速度較低,且速度波動導(dǎo)致鍍層、材料厚度不均勻,單卷加工周期較長,難以滿足批量生產(chǎn)需求。

  ● 行業(yè)困境 ●

  在各種連續(xù)卷繞生產(chǎn)線上,各種帶材、線材、卷材及其再制品,在軋制、壓花、涂層、印染、清洗以及卷繞等工序中常需要進行張力控制,傳統(tǒng)工藝面臨多重技術(shù)瓶頸:

  生產(chǎn)效率低:傳統(tǒng)方案最高線速度較低,且速度波動導(dǎo)致鍍層、材料厚度不均勻,單卷加工周期較長,難以滿足批量生產(chǎn)需求。

  張力不穩(wěn)定:擺桿位置波動幅度大,張力波動超過3%,導(dǎo)致斷線、斷帶風險高。

  項目開發(fā)難度大:控制需要卷徑計算、PID前饋調(diào)節(jié)及模式切換邏輯,涉及弧長積分算法、動態(tài)補償?shù)葟?fù)雜數(shù)學模型,開發(fā)周期長,且非專業(yè)工程師難以調(diào)試維護,技術(shù)迭代成本高。

  ● 雷賽張力控制解決方案 ●

  雷賽專為卷繞生產(chǎn)工藝開發(fā)的核心功能塊,通過速度前饋+PID反饋的復(fù)合控制策略,實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的恒張力控制。該功能塊以主軸速度為前饋基準,結(jié)合張力檢測偏差的PID調(diào)節(jié),解決傳統(tǒng)方案中張力波動大、響應(yīng)滯后的問題,支持高速運行時張力精度控制在3%以內(nèi),擺桿位置波動≤1mm。

  LMC_Winding恒張力控制

  前饋基準同步:直接以主軸速度為基準,提前補償線速度變化,較傳統(tǒng)純PID方案響應(yīng)速度提升60%,消除擺桿滯后引起的張力波動。

  自適應(yīng)增益調(diào)節(jié):內(nèi)置模糊邏輯,根據(jù)fOffset大小自動調(diào)整前饋增益(高速時增大增益,低速時減小增益),確保80m/min高速運行時速度同步誤差≤±0.3%。

  任務(wù)周期優(yōu)化:fTaskCycle=0.004s時,每秒執(zhí)行250次PID計算,張力波動采樣頻率達250Hz,精準捕捉擺桿微動。

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  LMC_DiameterDistance 卷徑計算

  功能塊通過主軸與收放卷軸的位置差實時計算卷徑大小,解決傳統(tǒng)幾何估算誤差大、動態(tài)響應(yīng)慢的問題。該功能塊基于主軸運行基準距離觸發(fā)卷徑計算,支持編碼器位置與牽引軸位置雙重輸入。

  LMC_CalcuDiaPIDCom卷徑動態(tài)補償

  通過增量式PID算法對卷徑計算結(jié)果進行實時修正,解決傳統(tǒng)幾何估算中因線體彈性形變、機械誤差導(dǎo)致的卷徑偏差問題。該功能塊基于目標線速度與電機速差的動態(tài)反饋,確保高速運行時卷徑誤差<±1%。

  LMC_TorqueControl 力矩模式切換

  通過精準的轉(zhuǎn)矩輸出與動態(tài)限幅控制,解決金剛線電鍍中張力波動導(dǎo)致的鍍層不均、斷線等問題。該功能塊支持轉(zhuǎn)矩斜坡平滑過渡、雙向轉(zhuǎn)矩控制及速度限幅保護,可與LMC_Winding功能塊聯(lián)動,實現(xiàn) “卷徑計算 - 速度控制 - 轉(zhuǎn)矩補償” 全流程閉環(huán)控制。

  ● 客戶價值 ●

  速度突破

  某金剛砂電鍍線速度從18m/min提升至80m/min,單盤線加工周期從15天縮短至3天,產(chǎn)能提升2.6倍。

  開發(fā)效率

  某金剛砂電鍍線使用集成張力控制功能塊,開發(fā)周期從1個月壓縮至2周,非專業(yè)工程師通過參數(shù)配置即可上手,人力成本降低50%。

  卷徑計算精度

  誤差<±1%(傳統(tǒng)方案 ±3%),張力控制響應(yīng)速度提升40%。

  張力穩(wěn)定性

  張力精度控制在3%以內(nèi),金剛砂鍍層均勻性提升90%,廢品率從3%降至1.5%以下。

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