印刷機(jī)二級(jí)張力控制在印刷過程中至關(guān)重要，它直接影響到印品的套印精度。一級(jí)張力控制系統(tǒng)存在誤差、機(jī)器運(yùn)行速度的改變及外部客觀因素影響造成的張力波動(dòng)，都需要二級(jí)張力控制系統(tǒng)來調(diào)整。沒有良好的二級(jí)張力控制系統(tǒng)，套印控制系統(tǒng)就無法消除張力變化造成的誤差。 廈門五福印務(wù)有限公司從德國引進(jìn)的KOCHSIEK七色凹印機(jī)，其二級(jí)張力控制系統(tǒng)采用SIEMEMS公司的可逆直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過20年的使用，直流驅(qū)動(dòng)控制裝置、張力檢測(cè)放大裝置及外圍控制元器件老化，故障頻繁。但獲得原配置的備件代價(jià)很高，外圍控制器件多，加上直流電機(jī)本身固有的維護(hù)保養(yǎng)困難，不能滿足生產(chǎn)與工藝的需要。 原機(jī)二級(jí)張力控制系統(tǒng)的控制原理 （1）張力檢測(cè)與放大。為了消除印刷過程中紙張自身變形及走紙沒有居中等因素的影響，在壓力檢測(cè)輥兩端分別安裝一個(gè)壓力傳感器，將檢測(cè)信號(hào)分兩路輸入放大器，經(jīng)過校正、調(diào)零及放大倍數(shù)調(diào)整后，消除張力輥?zhàn)陨碇亓考皦毫z測(cè)放大系統(tǒng)不一致等因素的影響后，取加權(quán)平均值作為實(shí)際張力輸出。 （2）張力控制。設(shè)定張力、實(shí)際張力與張力偏置的差值，根據(jù)設(shè)定張力、實(shí)際張力實(shí)時(shí)差值的大小選擇PI（可通過外部信號(hào)封鎖）或PID控制模式，根據(jù)其應(yīng)用于Infeed或Outfeed的具體要求設(shè)置，其輸出作為速度環(huán)的輔助輸入。張力偏置的設(shè)置范圍可設(shè)置最大張力值的0～10％，目的是在機(jī)器準(zhǔn)備階段將機(jī)架間的紙張預(yù)張緊，消除機(jī)器啟動(dòng)時(shí)對(duì)紙張沖擊造成的斷紙。 （3）可逆變換器。常規(guī)速度電流雙閉環(huán)控制模式。將張力環(huán)輸出衰減至20％，與主機(jī)速度（速度給定）、測(cè)速電機(jī)信號(hào)一起構(gòu)成完整的速度閉環(huán)反饋。整定次序是：在解除張力控制信號(hào)和速度環(huán)ID參數(shù)后，空載情況下，整定速度反饋分量及比例參數(shù)，ID參數(shù)交叉逼近。 （4）輔助電路。為各部件提供滿足條件的電源，按照控制時(shí)序要求，檢測(cè)各部件的工作狀態(tài)，控制各部件的工作，提供欠流、過流、欠壓、過壓、過載保護(hù)。與主機(jī)的連鎖保護(hù)與控制體現(xiàn)在：運(yùn)行、停止及加減速連鎖，張力過小時(shí)主機(jī)加速防止等保護(hù)。 改造總體方案 （1）基本利用原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)，進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)更新。對(duì)機(jī)器的改動(dòng)少，費(fèi)用低，準(zhǔn)備時(shí)間短，但聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)間長，原系統(tǒng)的可恢復(fù)性。 （2）重新制作大部分機(jī)構(gòu)及全部電氣控制系統(tǒng)，在原機(jī)器上增加必要機(jī)構(gòu)，形成兩套完整的張力控制系統(tǒng)。費(fèi)用高，準(zhǔn)備時(shí)間較長，安裝空間限制，但對(duì)機(jī)器的改動(dòng)少，可離線調(diào)試，花費(fèi)的時(shí)間短，不存在原系統(tǒng)的恢復(fù)性問題。 功率放大與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇方案 （1）直流可逆變換器+直流馬達(dá)。技術(shù)成熟，穩(wěn)定性及可控性好，可利用現(xiàn)有馬達(dá)，費(fèi)用低，但輔助控制電路較復(fù)雜，直流馬達(dá)維護(hù)困難。 （2）交流變頻器+交流馬達(dá)。費(fèi)用最低，輔助控制電路簡(jiǎn)單，馬達(dá)維護(hù)容易，但用于四象限運(yùn)行的技術(shù)不全面，低速穩(wěn)定性及可控性差，不用于要求大范圍、高精度控制的場(chǎng)合。 （3）伺服驅(qū)動(dòng)器+伺服馬達(dá)。穩(wěn)定性及可控性好，輔助控制電路簡(jiǎn)單，馬達(dá)容易維護(hù)，但費(fèi)用最高。 Infeed二級(jí)張力控制系統(tǒng)改造方案 1．由于采用浮動(dòng)輥張力檢測(cè)結(jié)構(gòu)，浮動(dòng)輥位置設(shè)置點(diǎn)設(shè)置的實(shí)際上是張力平衡狀態(tài)時(shí)浮動(dòng)輥的位置，與張力設(shè)置值無關(guān)。 （1）配重式。由鋼質(zhì)浮動(dòng)輥、浮動(dòng)輥前后配重塊支架及相應(yīng)配重塊組成。調(diào)節(jié)困難；浮動(dòng)輥浮動(dòng)時(shí)配重本身對(duì)張力造成沖擊，張力控制精度受很大影響。 （2）氣動(dòng)式。由輕質(zhì)鋁合金浮動(dòng)輥、精密調(diào)壓閥或壓控比例調(diào)節(jié)閥、緩沖氣罐及低磨氣缸（最好是膜式氣缸）組成。將重力加速度對(duì)張力控制精度的影響降到最低。 Outfeed二級(jí)張力控制系統(tǒng)改造方案 1．壓力傳感器LX-100TD：兩個(gè)100kgf的傳感器，安裝于張力檢測(cè)輥兩端。傳感器檢測(cè)到的是與檢測(cè)軸線平行的壓力或拉力分量，檢測(cè)輥的兩紙面夾角最好在90°以內(nèi)；合力方向與檢測(cè)軸線的夾角在30°以內(nèi)。 2．張力控制器LE-40MTA-E：Mitsubishi Electric公司生產(chǎn)的張力控制器，張力檢測(cè)輸入只選用壓力傳感器，輸出則用于控制多種執(zhí)行部件。全數(shù)字化工程設(shè)置界面及自動(dòng)檢測(cè)功能，為工程運(yùn)用提供了方便。 3．按照張力控制器及控制任務(wù)的要求完成接線后，系統(tǒng)已具備運(yùn)行基本條件，首先進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)調(diào)整：在自動(dòng)工作參數(shù)設(shè)置屏上，輸入盡大的階躍干擾值。必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行工作參數(shù)的手工微調(diào)，提高系統(tǒng)性能。 積分系數(shù)越大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能越好，但動(dòng)態(tài)響應(yīng)越慢；比例系數(shù)越大，反應(yīng)速度越快，但容易出現(xiàn)振蕩，當(dāng)偏差范圍超過死區(qū)時(shí)，死區(qū)放大系數(shù)與比例系數(shù)同時(shí)起作用，因此，隨死區(qū)放大系數(shù)的調(diào)整，應(yīng)逐步縮小死區(qū)。 二級(jí)張力控制系統(tǒng)改造前后結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1．改造前后兩套張力控制系統(tǒng)并存，可隨時(shí)互換，避免因改造工作失誤而對(duì)生產(chǎn)造成的不良影響； 2．改造過程中對(duì)原機(jī)的較大改動(dòng)可以在離線下進(jìn)行，基本不會(huì)影響生產(chǎn)。