Контрола напетости у машинама за сечење: Отворена у односу на затворену петљу

У раду машине за сечење, контрола напетости је основна технологија. Било да сече папир, филм или алуминијумска фолија, стабилност напетости директно одређује равност готовог производа, прецизност сечења и квалитет намотавања.

Контрола напетости је првенствено подељена на два режима: Опен-лооп и Цлосед-лооп. Њихова основна логика и сценарији примене значајно се разликују.

1. Отворена контрола напетости

Контрола отворене петље не прати директно стварну вредност напетости. Уместо тога, он „процењује“ и даје потребан обртни момент на основу предвиђених и унапред подешених параметара.

Принцип рада:

Контролни систем израчунава обртни момент (момент) који је потребан погонском мотору (обично кочница са магнетним прахом или серво мотор) на основу тренутног пречника ролне , ширине материјала и вредности циљне напетости.

Т је излазни обртни момент,

Ф је постављена напетост, и

Р је пречник ролне у реалном времену.

• Кључни захтев : Мора имати високо прецизно израчунавање пречника (преко енкодера, ултразвучних сензора или линеарне конверзије брзине).

• Предности : Једноставна структура, ниска цена и нема потребе за скупим сензорима напетости или плесним ваљцима.

• Против: Недостатак корекције у реалном времену. Ако је дебљина материјала неуједначена, механичко трење се мења или фактори околине флуктуирају, систем не може да уочи стварно одступање напетости, што доводи до ниже прецизности.

2. Контрола напетости затворене петље

Контрола затворене петље прати стварну вредност у реалном времену преко сензора и упоређује је са подешеном вредношћу, користећи ПИД алгоритам за аутоматску корекцију излаза.

А. Повратна информација сензора напетости (директна затворена петља)

• Процес: Специјализоване ћелије за оптерећење (детектори затезања) су инсталирани испод водећих ваљака.

• Карактеристике: Директно одражава физичку напетост на површини материјала. Изузетно је осетљив и идеалан је за опрему за сечење велике брзине.

Б. Плесни ваљак / рука клатна (индиректна затворена петља)

• Процес : Притисак ваздуха контролише плесни ваљак да врши константну силу. Напетост материјала балансира према овом притиску. Када напетост флуктуира, рука се помера; потенциометар детектује ово померање и враћа га назад систему.

• Карактеристике : Плесни ваљак делује као тампон и складиште енергије , апсорбујући ударце током покретања или заустављања у хитним случајевима како би спречио ломљење материјала.

3. Поређење: Отворене и затворене петље

Феатуре	Контрола отворене петље	Контрола затворене петље
Детецтион Елемент	Ништа (или само сензор пречника)	Ћелије за оптерећење или плесни ваљак
Прецизност	Средње-ниско; осетљив на сметње	Ектремели Хигх; ауто-компензација
Стабилност	Инхерентно стабилан; нема осциловања	Захтева подешавање ПИД-а да спречи лов
Цена хардвера	Ниско	Високо
Типични сценарији	Машине за одмотавање, јефтине машине, конзистентни материјали	Резачи велике брзине, премотавање, ултра танки материјали

4. Зашто премотавање често користи „затворену петљу + контролу тапера“

У фази премотавања машине за сечење, одржавање стриктно константне напетости може довести до тога да унутрашњи слојеви буду превише лабави или да спољни слојеви згњече језгро (ефекат 'телескопирања' или 'карфиола').

Због тога се контрола затворене петље обично комбинује са алгоритмом Тенсион Тапер : како се пречник ролне повећава, подешена напетост се аутоматски и линеарно смањује.

К је коефицијент сужења и

Р је тренутни пречник.

Резиме

• Почетно/економско решење : Отворена контрола са магнетном кочницом за одмотавање; једноставан режим обртног момента за премотавање.

• Решење високог квалитета/велике брзине : Потпуна контрола затворене петље. Крај за одмотавање користи активни мотор са сензорима, док крај за премотавање користи серво моторе са контролом затворене петље и динамичком компензацијом конуса како би се обезбедиле уредне ивице и научна дистрибуција унутрашњег напрезања.