摘要：在卷材的印刷過程中，要求控制的張力主要有放卷張力、進(jìn)料張力、出料張力、收卷張力。這就是通常講的4段張力，一般卷料在印刷色組間的張力控制由版遞增來實現(xiàn)。在無軸系統(tǒng)中也有用各色組驅(qū)動電機(jī)的速度差來實現(xiàn)。

　　一、凹印機(jī)簡介：凹版印刷因其印刷工藝的印版特征而得名，以其精美的印刷質(zhì)量在軟包裝行業(yè)中占領(lǐng)了重要的位置。凹印機(jī)一般由放卷裝置、進(jìn)料牽引、主機(jī)牽引、出料牽引、收卷裝置組成，其標(biāo)準(zhǔn)配置是常見的七電機(jī)系統(tǒng)。(含收卷、放卷的自動換卷)。卷材印刷時，需要一定的張力將材料張緊進(jìn)入印刷單元，并在啟動、運(yùn)行、換卷、停車等過程中保證張力穩(wěn)定，才能保證各種顏色套印準(zhǔn)確，圖案精美。因此講張力控制是凹版印刷機(jī)械驅(qū)動控制的技術(shù)核心，若張力控制穩(wěn)定，張力波動小，機(jī)器的套印精度及印刷速度就高。
　　
　　二、張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成及現(xiàn)狀：（傳統(tǒng)方案）
　　在卷材的印刷過程中，要求控制的張力主要有放卷張力、進(jìn)料張力、出料張力、收卷張力。這就是通常講的4段張力，一般卷料在印刷色組間的張力控制由版遞增來實現(xiàn)。在無軸系統(tǒng)中也有用各色組驅(qū)動電機(jī)的速度差來實現(xiàn)。
　　張力控制系統(tǒng)一般有檢測、運(yùn)算控制和驅(qū)動裝置組成。
　　檢測部分一般由張力傳感器或浮動輥組成，近年來由于浮動輥在卷料換卷過程中對材料的張力吸收較好，所以業(yè)內(nèi)的同行大都是使用浮動輥檢測。
　　運(yùn)算控制一般由 PLC、工控機(jī)或DSP來完成。近年來由于PLC的大量普及，性能價格比好，運(yùn)算速度逐年提高，所以大部分采用PLC來做張力控制。一般將浮輥信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后直接進(jìn)入PLC，由PLC進(jìn)行卷徑計算、恒線速度控制、和各段張力的PID運(yùn)算，并將結(jié)果通過模擬量DA的方式傳給矢量變頻器。
　　變頻器在整個控制系統(tǒng)中即作為驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)又作為張力的調(diào)整裝置。因此對變頻的調(diào)速范圍和精度、轉(zhuǎn)矩精度、動態(tài)響應(yīng)特性等等關(guān)鍵技術(shù)都有比較高的要求。
　　
　　三．傳統(tǒng)方案的局限和我們的改革思路。
　　由于傳統(tǒng)的系統(tǒng)張力控制是通過一臺PLC來完成，隨著印刷速度的增加（從100多米到300米/分鐘），卷徑比的增加（有600mm增加到1500mm），印刷色組的增加（原來的6色加到13色）和輔助控制點數(shù)的增加（壓輥、風(fēng)機(jī)、油墨粘度控制等等），對于循環(huán)掃描方式運(yùn)算的PLC的CPU來講，有點不堪重任，就算將一些輔助控制移到另一臺PLC來完成，但實際的4段張力所需的運(yùn)算時間用較先進(jìn)的PLC（例如三菱的FX-3U或SIEMENS 的S7-300 ）都要有近20ms的掃描周期。
　　所以我們嘗試改革傳統(tǒng)張力的單CPU結(jié)構(gòu)，引入多CPU的獨立算法來計算各段張力并直接控制驅(qū)動變頻來調(diào)節(jié)張力，即按控制功能的種類或需要每個CPU各司其職，以提高重要環(huán)節(jié)的處理性能。正好三菱推出自帶卷取功能的矢量變頻A740-A1，我們在研究了三菱的資料后，覺得引入該卷取變頻不失為一個值得去試驗的好方案。
　　
　　四．三菱卷取專用變頻的功能和特點
　　1．內(nèi)部自帶浮輥專用PID軟件，可以直接接受浮輥電位器信號。
　　① 浮輥PID可以按偏移量分段設(shè)定P I參數(shù)。
　　② 浮輥控制的輸出量可以和主速度做比例補(bǔ)償。
　　③ 具有斷料報警功能。
　　2．卷徑計算功能
　　① 直接可以計算卷徑  D=V/πnZ  (V線速度，n轉(zhuǎn)速，Z速比)
　　② 初始卷徑的多種計算方法或直接設(shè)定。
　　③ 啟動時的P和I 可單獨調(diào)整。
　　④ 速度增益可隨卷徑變化而分段設(shè)定自動切換。
　　⑤ 自動產(chǎn)生用于錐度控制的張力設(shè)定信號輸出。
　　⑥ 收/放卷長度的檢測和控制輸出 。
　　① STALL 失速控制
　　② 加減速慣性補(bǔ)償
　　③ 機(jī)械損耗補(bǔ)償