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(shí)現(xiàn)。在無軸系統(tǒng)中也有用各色組驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度差來實(shí)現(xiàn)。
一、凹印機(jī)簡(jiǎn)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(dòng)換卷)。卷材印刷時(shí)，需要一定的張力將材料張緊進(jìn)入印刷單元，并在啟動(dòng)、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(dòng)控制的技術(shù)核心，若張力控制穩(wěn)定，張力波動(dòng)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(shí)現(xiàn)。在無軸系統(tǒng)中也有用各色組驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度差來實(shí)現(xiàn)。
張力控制系統(tǒng)一般有檢測(cè)、運(yùn)算控制和驅(qū)動(dòng)裝置組成。
檢測(cè)部分一般由張力傳感器或浮動(dòng)輥組成，近年來由于浮動(dòng)輥在卷料換卷過程中對(duì)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(dòng)輥檢測(cè)。
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(jià)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(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后直接進(jìn)入PLC，由PLC進(jìn)行卷徑計(jì)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(gè)控制系統(tǒng)中即作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)又作為張力的調(diào)整裝置。因此對(duì)變頻的調(diào)速范圍和精度、轉(zhuǎn)矩精度、動(dòng)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(tái)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(diǎn)數(shù)的增加（壓輥、風(fēng)機(jī)、油墨粘度控制等等），對(duì)于循環(huán)掃描方式運(yùn)算的PLC的CPU來講，有點(diǎn)不堪重任，就算將一些輔助控制移到另一臺(tái)PLC來完成，但實(shí)際的4段張力所需的運(yùn)算時(shí)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(dú)立算法來計(jì)算各段張力并直接控制驅(qū)動(dòng)變頻來調(diào)節(jié)張力，即按控制功能的種類或需要每個(gè)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?cè)谘芯苛巳獾馁Y料后，覺得引入該卷取變頻不失為一個(gè)值得去試驗(yàn)的好方案。
四．三菱卷取專用變頻的功能和特點(diǎn)
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(hào)。
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(bào)警功能。
2．卷徑計(jì)算功能
① 直接可以計(jì)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(jì)算方法或直接設(shè)定。
③ 啟動(dòng)時(shí)的P和I 可單獨(dú)調(diào)整。
④ 速度增益可隨卷徑變化而分段設(shè)定自動(dòng)切換。
⑤ 自動(dòng)產(chǎn)生用于錐度控制的張力設(shè)定信號(hào)輸出。
⑥ 收/放卷長(zhǎng)度的檢測(cè)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
