推荐厂家
暂无
暂无
[align=center][color=#990000][b]超高精度浮辊和张力双回路控制器:Montalvo张力控制器的国产替代[/b][/color][/align][align=center][color=#990000]Unwind Tension Controller for Dancer Input with Tension Indication—— Domestic Substitution of Montalvo Tension Controller[/color][/align][align=center][img=超高精度浮辊和张力双回路控制器:Montalvo张力控制器的国产替代,690,542]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092010572560_1350_3221506_3.jpg!w690x542.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要:针对目前市场上张力控制器普遍存在的测控精度较差、功能单一、适用传感器类型少和PID参数无法自整定等问题,本文分析了国外浮辊和张力双通道控制器的技术特点。对标国外高端张力控制器产品,本文重点介绍了国产替代产品的性能,国产张力控制器同样具有浮辊和张力双回路控制功能,但由于每个通道都采用了24位AD、16位DA和双精度浮点运算,可以实现超高精度的张力控制,而所具有的PID自整定功能则使得操作更为快捷方便。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]张力控制器主要应用于冶金,造纸,薄膜,染整,织布,塑胶,线材等设备上,是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制仪表,其作用主要是实现辊间的同步,收卷和放卷的均匀控制。一套典型的张力控制系统主要由张力控制器,张力读出器,张力检测器,制动器和离合器构成。根据环路可分为开环,闭环或自由环张力控制系统;根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式,浮辊式,跟踪臂式等。典型的张力控制器主要由AD,DA转换器和高性能微处理器等组成,张力控制器与张力传感器和电气比例阀组成典型的张力控制系统。在具体张力控制过程中,张力控制器是根据张力传感器和A/D模式转换器测量到的张力与设定的目标张力相比较后,经微处理器PID运算自动调整D/A输出从而改变电气比例阀的输出压力来实现卷料的张力调节,可广泛用于各种需对张力进行精密测控的场合,具有使用灵活和广泛的适用性。目前市场上有各种张力控制器,但在高精度张力控制过程中,普遍存在以下不足:(1)测量精度较低:普遍采用12位AD模数转换器,个别国外产品用了16位AD模数转换器,对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量,测量精度无法满足高精度控制要求。(2)输出精度较差:普遍采用12位DA数模转换器,个别国外产品用了14位DA数模转换器,对于一些高精度的张力控制显然无法实现。(3)浮点运算精度较差:目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行,运算精度较差,从而使得输出百分比的最小调节量也只能为0.1%,根本无法进行电气比例阀输出压力的精细调节,进而无法实现超高精度的张力控制。(4)单通道控制:绝大多数张力控制器尽管可以实现如收放卷的扭矩控制,过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制,但只能选择其中的一种控制模式。而个别国外的张力控制器产品,如Montalvo的Z4UI双回路控制器则能实现放卷扭矩和浮辊位置的同时控制。(5)传感器输入信号类型少:在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器,如超声波探头,浮辊,电位器和激光等,这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式,但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限。(6)PID参数无法自整定:在有些张力控制过程中,需要准确无超调的PID控制,快速且自动的选择合适PID则显着尤为重要,但目前很多张力控制器并没有这项PID参数自整定功能。针对上述目前张力控制器中普遍存在的问题,特别是为了实现超高精度张力控制以及相关控制器的国产替代,本文将对国外高端张力控制器技术特点进行分析,并对标国外产品介绍研发的新型浮辊和张力双回路超高精度控制器产品。[b][size=18px][color=#990000]二、Montalvo公司 Z4UI 双回路张力控制器技术特点分析[/color][/size][size=18px][color=#990000][/color][/size][/b]蒙特福Montalvo公司是国外著名的张力控制相关产品生产厂商,其最具特点的控制器产品是Z4UI浮辊和张力双回路控制器,我们将对标此张力控制器进行分析。蒙特福Z4UI浮辊和张力双回路控制系统结构如图1所示,控制器内置了张力指示器,能够同时检测浮辊电位计信号和张力检测器的张力信号,从而提供高精度的张力控制。它集合了浮辊吸收缓冲张力波动的功能和张力检测器精确、稳定的检测优势,通过渐进式“Progressive“ PID 控制电路调节放卷制动器的转矩输出,保持浮辊臂的位置不变来实现张力控制。模拟式张力表显示卷材的张力大小,操作员可直接监视张力稳定性,并根据张力表显示的实际卷材张力,来调节浮辊臂上的载荷从而保持理想张力。[align=center][color=#990000][img=01.Z4UI浮辊和张力双回路控制.jpg,690,275]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092013010509_6406_3221506_3.jpg!w690x275.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 Z4UI双回路控制器在浮辊和张力控制系统中应用的结构示意图[/color][/align]由此可以看出,蒙特福Z4UI控制器是个典型的双回路闭环控制器。其中,一个回路是通过检测浮辊位置信号(DPS-1位置传感器或浮辊电位器)来控制第一个电气比例阀(I/P转换器)压力输出,由此来调整气缸位置将气压转换成扭矩输出达到张力调节。另一个回路通过检测卷径信号(接近开关或超声波探头)来控制第二个电气比例阀(I/P转换器)压力输出,由此来调整放卷位置达到张力调节。由此可见,蒙特福Z4UI双回路控制器是通过同时对两个变量的检测和控制来实现高精度的放卷调节。蒙特福Z4UI控制器的另外一个特点是采用RS-232与上位机(PLC或PC)进行通讯,采用控制软件进行所有操作,减少了人工界面操作的复杂程度。[b][size=18px][color=#990000]三、国产双回路超高精度张力控制器[/color][/size][/b]从上述蒙特福Z4UI双回路张力控制器技术特点可以看出,双回路张力控制器的核心技术内容就是一个非常典型的双通道PID控制器,张力的控制则是采用外置传感器实现电气比例阀的串级形式的PID控制,因此,双回路张力控制器的技术特征就是双通道的电气比例阀串级PID控制。基于此分析,结合我们在真空压力方面进行电气比例阀超高精度串级PID控制的成功经验,我们可以将通用型的VPC-2021系列PID调节器(单通道和双通道)应用于张力控制中,由此可完全实现蒙特福Z4UI双回路张力控制器的替代。VPC-2021-2系列双通道PID调节器是标准形式的工业用控制器,具有96×96mm、96×48mm和48×96mm三种规格,但其最大优点是具有超高精度检测和控制能力,其中具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力,具备0.01%的最小输出百分比。用于张力控制的双通道超高精度PID控制器如图2所示,电气接线如图3所示,主要技术指标如下:[align=center][color=#990000][img=VPC 2021-2超高精度PID控制器,600,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101508335313_3719_3221506_3.jpg!w690x307.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 VPC 2021-2系列双通道张力控制器[/color][/align](1)真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。(2)独立双回路控制,每路控制输出刷新率50ms,双通道独立的输入和输出,双回路报警功能可以多功能应用,每通道都具备独立的PID控制功能,每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。(3)万能型信号检测能力,即每通道都具备47种输入信号形式,仅需通过设置极可完成信号类型和量程选择,由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外,还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号,传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。(4)双通道独立控制输出,输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式,可用于直接驱动电气比例阀(或电子压力转换器)进行张力控制,也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。(5)支持数字和模拟远程操作功能,支持标准MODBUS RTU 通讯协议。(6)采用自主改进型PID算法,支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用,10组输出限幅等实用功能。每个通道采用独立的PID参数,且可独立的进行PID参数自整定。(7)带传感器馈电供电功能(24V,50mA)。(8)支持一路过程变量变送功能,变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值,变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。(9)两组开关量光隔输入端,可以实现各种应用功能的灵活应用切换。(10)随机配备强大的控制软件,可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储,非常便于过程控制的调试。[align=center][img=,690,276]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101726466183_8818_3221506_3.png!w690x276.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3 VPC 2021-2系列双通道控制器电气连接图[/color][/align]从上述国产控制器技术指标可以看出,国产VPC 2021-2系列双通道控制器的性能和功能要远优于蒙特福Z4UI控制器,并具有强大的拓展能力,完全可以实现对蒙特福Z4UI控制器的替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align][align=center][/align]
瑞典SKF 143-011-315双回路齿环泵单元是一款专为高要求润滑系统设计的先进设备,结合了SKF在润滑技术领域的深厚积累与卓越创新。以下是对该产品的详细介绍: 一、产品概述 SKF 143-011-315双回路齿环泵单元,作为SKF齿轮泵系列中的高端产品,采用了独特的双回路设计,能够同时满足两个独立润滑点的需求。该泵单元以其高效能、高可靠性和易于维护的特点,广泛应用于各种工业领域的润滑系统中。 二、主要特点 双回路设计:该泵单元的最大亮点在于其双回路设计,这一设计使得泵能够同时向两个润滑点精确、稳定地输送润滑剂。这种设计不仅提高了系统的灵活性,还确保了各个润滑点都能得到充分的润滑,从而延长了设备的使用寿命。 高效能:SKF 143-011-315双回路齿环泵单元采用了高效能的齿轮泵技术和先进的电机驱动系统,能够在低能耗下提供稳定的流量和压力输出。这使得该泵单元在运行时能够保持高效率,降低了运行成本。 高可靠性:SKF以其卓越的品质控制体系和生产工艺,确保了该泵单元的高可靠性。无论是在恶劣的工况环境下,还是在连续运行和高负载工况下,该泵单元都能保持稳定的性能输出,确保设备的正常运行。 易于维护:该泵单元的设计考虑了维护的便捷性,使得用户能够轻松地进行日常维护和保养。同时,SKF还提供了全面的技术支持和售后服务,为用户提供了无忧的使用体验。 广泛的应用领域:SKF 143-011-315双回路齿环泵单元广泛应用于各种需要集中润滑或循环润滑的工业领域,如制造业、采矿与冶金、能源行业以及交通运输等。在这些领域中,该泵单元以其卓越的性能和可靠的品质赢得了用户的广泛好评。 三、总结 瑞典SKF 143-011-315双回路齿环泵单元以其双回路设计、高效能、高可靠性和易于维护的特点,成为了工业润滑领域的佼佼者。无论是在提高设备运行效率、延长设备使用寿命还是降低运行成本方面,该泵单元都展现出了卓越的性能和优势。对于需要高精度、高可靠性润滑系统的用户来说,SKF 143-011-315双回路齿环泵单元无疑是一个理想的选择。
摘 要:介绍了AMC系列多回路智能监控单元在智能配电回路中的的应用,将众多配出回路的测量、计量、开关状态监测、控制和数字通讯等功能于一体,大大简化了系统的设计,降低了设备成本,简化了用户投资,方便了用户的使用和检修。具有功能强大、性价比高、方便用户使用、节约用户投资等优点关键字:AMC系列智能监控单元,简化系统,降低投资,性价比高0 引言 随着配电系统的发展,智能配电回路中各种仪表向集成化和网络化发展的方向是越来越清晰。目前单回路集成化的优势已经出现,但是对多个回路的集成还未产生。 本文将要介绍的是最新开发的AMC系列多回路智能监控单元在智能配电出线回路中的应用。该系列监控单元主要应用于多个配电出线回路的电参量的监测,它将回路中的母线电压、多个配出回路的电流、功率、电能和各个回路的开关状态集中测量、显示、并通讯输出,实现了对监控要求较简单的配电出线回路的集中测量和监视,一个AMC多回路监控单元就能实现上述多个回路的监测功能,大大方便了系统的接线、安装、调试;节约了用户的投资,降低了系统成本等优点,必将引领国内外智能配电领域的发展方向,成为智能配电中出线回路监控系统的发展主流。1 技术背景 在传统的智能配电出线回路中,要实现对回路中每个负载的各种电参量的全面监测,一般有以下2种组网方式(以三相为例): 该方案在三相智能配电出线回路中是比较常见的一种方案。在对配电出线回路负载的监控中,用户一般需要监控各路负载的各种电参量,包括每路负载的电流、电压、功率、电能、开关状态等。因此在设计方案时,针对每种电参量,用户需要单独配置可以测量各种电参量的仪表,由图1可以看到,为了监控每路负载,用户必须为每路负载配置1个电流表、1个电压表、1个功率表、1个电能表、1个I/O模块。而且为了实现网络化管理,每个仪表还必须是能够进行通讯的。由图1 可以看出,用于监测每路三相负载的电测仪表达到5个。采用该方案的缺点是需要多个仪表才能监控每路负载的各种电参量,监控路数越多,使用仪表越多,用户安装、维修、管理很不方便。且投资较大。优点是单个仪表出故障不影响对配电回路的其他电参量的监控,测量的精度较高,实时性较强。 方案2:(图2) 该方案在三相智能配电出线回路中也是比较常见的一个方案。该方案较上面方案的先进之处在于,用于监控每个回路电参量的仪表由1个多功能的智能仪表代替了多个仪表,1个多功能仪表集测量电流、电压、功率、电能和开关量输入输出于一体,并可进行组网通讯。该方案的优点是每路负载只需配置1个仪表即可实现对该路负载的所有电参量的测量和控制,组网方便,用户投资较方案1少,安装、维护、管理较为方便,测量的精度较高,实时性较强。缺点是一旦仪表出线故障则无法对该负载继续监控。 以上2中方案在智能配电出线回路中是常用的,但是,以上2中方案的缺点是显而易见的,投资成本太大是一个主要的缺点。且接线、安装、调试等都不方便。2 AMC系列智能监控单元技术指标 AMC系列智能监控单元是针对出线回路中一般回路的监控要求,经过充分调研并结合实际需求开发的多回路智能配电监控装置。该监控单元分为单相和三相2大系列,其型号分类见表1。其技术指标见表2。外型及安装尺寸见图3,一般安装在配电柜内。3 AMC系列智能监控单元的设计简介 AMC系列多回路智能监控单元的原理设计上,采用多个电子切换开关+1个电能计量芯片+1个CPU来实现对多个回路的监测。其原理框图见图4。 核心器件CPU选用飞思卡尔公司的MC9S08AW32型单片机,它是第一款基于高度节能型S08核的器件,片上资源丰富,抗干扰能力突出。内含32K字节用户程序空间,片上集成2048字节RAM,支持BDM片上调试功能,片内集成看门狗电路。 电能计量芯片采用ADI公司的高精度三相电能测量芯片ADE7758,适用于各种三相电路(不论三线制或者四线制)中测量有功功率、复功率、视在功率。该IC内嵌了高精度的模数转换器和固定模式的数字处理信号处理器(DSP),具有数字积分、数字滤波和具有众多实用电能监测、计量功能,是新一代高性能全数字电能表的理想芯片。 电子开关采用双四选一的CD4052高速电子开关。在单片机的控制下,实现在不同电流信号之间的高速切换。 多路电流信号经电子开关进入电能芯片,结合母线电压即可由电能芯片测得多个回路的各种电参量。4 AMC系列智能监控单元的应用4.1 典型应用 图5为AMC系列三相多回路智能监控单元的典型应用图。在应用中,出线回路中的3个三相负载的所有电参量测量都由1个AMC三相多回路监控单元来实现。并带有Modbus通讯输出,供用户远程监测和控制。 图6为AMC系列单相多回路智能监控单元的典型应用图。在应用中,出线回路中的9个单相负载的所有电参量测量都由1个AMC单相多回路监控单元来实现。并带有Modbus通讯输出,供用户远程监测和控制。4.2 应用案例 图7是江苏某广电大厦0.4kV低压配电出线图。在该设计图中,每个单相负载的电流测量采用CL72-AI(测量单相电流)表来实现,每个三相负载的电流测量由CL72-AI3来实现(测量三相电流)。由图可以看出,该出线回路总共要使用12个仪表。 图8是采用AMC多回路监控单元后,针对图7系统所做的修改。由图8可以看出,1个AMC16-1E9代替了9个CL72-AI,1个AMC16-3E3代替了3个CL72-AI3,大大简化了系统,并可同时检测母线电压、每个出线回路的电能,并可利用通讯接口,实现广电大厦的内部电能计量、考核、管理。5 结语 AMC系列产品的功能强大,单个仪表能够测量多个回路负载的多种电参量。对比图7和图8两种设计方案,采用AMC系列多回路智能监控单元,能够大大简化系统的设计方案,与传统方案相比,降低用户的投资成本,方便了系统的接线、安装、调试、维护等优点。