一種張力控制教學裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種張力控制教學裝置。采用的技術方案包括通過電纜連接的對象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述對象系統(tǒng)采用張力控制結構，配合控制系統(tǒng)完成教學任務，所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結構，上面可以安裝相關的電氣部件。本實用新型的上述解決方案，能夠彌補張力控制系統(tǒng)在教學方面的空白，解決學生對實踐操作以及結合工業(yè)現(xiàn)場實際的需求。
【專利說明】一種張力控制教學裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于教學儀器領域，具體涉及一種張力控制教學裝置。
【背景技術】
[0002]張力控制系統(tǒng)往往是張力傳感器和張力控制器的一種系統(tǒng)集成，是一種實現(xiàn)恒張力或者錐度張力控制的自動控制系統(tǒng)。目前主要應用于冶金、造紙、薄膜、染整、織布、塑膠、線材等設備上，是一種實現(xiàn)恒張力或者錐度張力控制的自動控制系統(tǒng)，其主要作用是實現(xiàn)棍間的同步，以及收卷和放卷的均勻控制。
[0003]這種控制對機器的任何運行速度都必須保持有效，包括機器的加速、減速和勻速。即使在緊急停車情況下，也應有能力保證被分切物料不破損。張力控制的穩(wěn)定與否直接關系到分切產(chǎn)品的質量、若張力不足，原料在運行中產(chǎn)生漂移，會出現(xiàn)分切復卷后成品紙起皺現(xiàn)象；若張力過大，原料又易被拉斷，使分切復卷后成品紙斷頭增多。
[0004]在工業(yè)實際場合張力控制一般有兩種控制方式，分別為扭矩控制和速度控制，扭矩控制就是利用磁粉制動器等設備在放卷處對控制物體實施制動，從而實現(xiàn)放卷扭矩控制，通常用于速度和扭矩要求不高的領域；速度控制就是利用矢量變頻器作為執(zhí)行系統(tǒng)進行同步收放卷調節(jié)，應用于要求高精度高速的設備中。一套完整的張力控制系統(tǒng)包括張力控制器、張力檢測傳感器、執(zhí)行機構等組成。
[0005]現(xiàn)在的張力控制行業(yè)的發(fā)展已日趨成熟，但是針對張力應用行業(yè)需要培養(yǎng)大量的高素質技能型人才，以推動并支持行業(yè)的發(fā)展。目前各大高校的自動化專業(yè)幾乎沒有張力控制方面的教學設備，這使得關于張力控制的教學質量和水平無法得到有效的提升，將大大阻礙張力控制技術在自動化行業(yè)的應用。
實用新型內容
[0006]本實用新型要解決的技術問題是提供一種張力控制教學裝置。
[0007]為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案包括通過電纜連接的對象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述對象系統(tǒng)采用張力控制結構，配合控制系統(tǒng)完成教學任務，所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結構，上面可以安裝相關的電氣部件，所述對象系統(tǒng)包括框架，在框架上設有張力控制對象；所述張力控制對象模擬紙張收放系統(tǒng)，分為放紙端和收紙端，紙張通過“W”型的5根輥軸完成收放卷的工作，所述紙張收放系統(tǒng)由交流電動機、同步帶和收放卷輥組成。
[0008]所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結構，設置在對象系統(tǒng)一側，在網(wǎng)孔板上安裝有張力控制主機、驅動器。
[0009]所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)上安裝的電氣部件。
[0010]所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述對象系統(tǒng)采用速度控制的張力系統(tǒng)，收放卷輥均采用電動機同步驅動。
[0011]所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述“W”型的5根輥軸的頂端設置張力傳感器單元。
[0012]本實用新型的張力控制教學裝置，在整套系統(tǒng)中，張力控制主機作為控制中心，完成對整個系統(tǒng)的總控；驅動器連接電機，提供收放卷的驅動力，而電機和收放卷輥通過同步皮帶連接在一起，這使得驅動器能夠直接控制收、放卷輥的運行狀態(tài)；收、放卷輥之間安裝有多根輥軸，形成“W”狀態(tài)，張力傳感器安裝在中間那根卷輥上，在帶卷材料收、放卷期間實時檢測其張力值，通過調整收放卷輥之間的速度差值對張力值進行控制。
[0013]本實用新型的上述解決方案，能夠彌補張力控制系統(tǒng)在教學方面的空白，解決學生對實踐操作以及結合工業(yè)現(xiàn)場實際的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明創(chuàng)造作進一步詳細的說明。
[0015]圖1至圖4是本實用新型不同角度的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1至圖4所示，本實用新型的張力控制教學裝置，分為對象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
[0017]所述對象系統(tǒng)采用框架式結構，包括框架3，框架采用工業(yè)鋁型材搭建而成，框架下部設有萬向輪1，便于設備移動和布局；框架上設置有桌面2，在桌面上設有張力控制對象；控制對象模擬了典型的紙張收放系統(tǒng)，分為放紙端和收紙端，紙張通過中間5根輥軸8完成收放卷的工作過程。收放系統(tǒng)采用交流電動機4、同步帶5和收放卷輥7組成，由于采用了同步帶結構，保證電動機與收放卷輥之間完全同步，由于采用兩臺電動機驅動方式，因此可以完成雙向收放教學。紙張采用工業(yè)實際材料，可以選擇880mm、440mm或者220mm寬度；5根卷輥形成“W”狀態(tài)，在中間那根卷輥上安裝有張力傳感器6 (即“W”型的5根輥軸8的頂端設置張力傳感器單元，用來檢測張力值的大小。
[0018]控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結構，放置在對象系統(tǒng)附近，由于采用網(wǎng)孔板結構，上面安裝的電氣器件可以根據(jù)教學的需要靈活調整，比如采用西門子、三菱等系統(tǒng)；安裝器件包括張力控制主機10、驅動器11以及配套附件。此實施例電氣系統(tǒng)設置有西門子S7-300 PLC主機和MM420系列驅動器。
[0019]對象系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間采用航空電纜線進行連接。完成控制信號與反饋值的傳遞。
[0020]在整套控制系統(tǒng)中張力控制主機10作為系統(tǒng)核心控制器，負責整個系統(tǒng)指令發(fā)出與信號接收處理；本實施例中的兩個驅動器11以電纜線與張力控制主機相連，通過接收從張力控制主機10發(fā)出的控制信號驅動兩個交流電動機4運行；兩個交流電動機4分別通過同步帶5和收、放卷棍相連，由此實現(xiàn)驅動器11對收、放卷棍的直接控制；由于本實施例中電機的運轉方向是可逆的，故帶卷材料所在卷輥既可作為收卷端，亦可作為放卷端；在收放卷的過程中，帶卷材料穿過“W”型張力結構，由張力傳感器6檢測張力值的變化，并將檢測到的信號傳遞給張力控制主機，張力控制主機通過調節(jié)，調控張力值使之在恒定值附近波動。
[0021]本實用新型所具有的工業(yè)現(xiàn)場張力控制典型結構與實用教學方法相結合的獨特設計，通過完成張力控制系統(tǒng)的教學任務，展示典型工業(yè)現(xiàn)場張力控制對象和控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學生對張力控制系統(tǒng)的了解、熟悉和掌握，為張力控制技術在自動化行業(yè)的應用做好鋪墊。
[0022]以上所述僅為本實用新型的一個實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種張力控制教學裝置，其特征在于:包括通過電纜連接的對象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述對象系統(tǒng)采用張力控制結構，配合控制系統(tǒng)完成教學任務，所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結構，上面可以安裝相關的電氣部件，所述對象系統(tǒng)包括框架(3)，在框架上設有張力控制對象；所述張力控制對象模擬紙張收放系統(tǒng)，分為放紙端和收紙端，紙張通過“W”型的5根輥軸(8)完成收放卷的工作,所述紙張收放系統(tǒng)由交流電動機(4)、同步帶(5)和收放卷輥(7)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結構，設置在對象系統(tǒng)一側，在網(wǎng)孔板上安裝有張力控制主機(10)、驅動器(11)。
3.根據(jù)權利要求1所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)上安裝的電氣部件。
4.根據(jù)權利要求1所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述對象系統(tǒng)采用速度控制的張力系統(tǒng)，收放卷輥均采用電動機同步驅動。
5.根據(jù)權利要求2所述的張力控制教學裝置，其特征在于:所述“W”型的5根輥軸(8)的頂端設置張力傳感器單元(6)。
【文檔編號】G09B23/10GK203966398SQ201420285411
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】黃華圣, 王月琪, 裘奕晨 申請人:浙江天煌科技實業(yè)有限公司