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1、卷绕控制系统的张力控制1 一般说明卷绕控制系统需要有SMT-I3-BD1 板和X.X 6 EEPROM。在此配置中，SMT-BD1/I 放大器控制线轴电机的速度，以维持一个恒定的材料张力、线速度和线轴直径。材料张力是由张力传感器所提供的10伏模拟信号通过放大器来控制。那个线轴直径的测量也是由0-10伏的模拟信号通过放大器所获得的。这些信号由命令连接器X4输入至放大器。材料的线速度由编码器测得，其正交的微分信号A, /A 和B, /B是由放大器的命令连接器X2提供。系统的结构图如下图所示：图1-1系统结构图2 规格说明书2.1 主要技术数据表1-1技术数据表线速度测量微分编码器输入A, A/ 和
2、 B, B/最大频率 250kHz电机/编码器速度比率LER/MERLER=线性编码器分辨率MER=电机编码器分辨率线轴直径测量0-10V模拟输入分辨率：11位（15位 可选）低通滤波器：10Hz线轴直径传感器标度最小和最大直径对应电压值：0V和10V线轴直径比率1-100可调分辨率：0.005P或PI速度调节器采样周期：0.5ms振滤波器自动调谐线轴直径增益自动匹配速度环带宽剪切频率可调：50，75或100Hz材料张力测量模拟输入：-10V - +10V分辨率：12位（16位 可选）可调频率低通滤波器材料张力PID调节器采样周期：0.5ms可调数字增益逻辑输入CV0：停车TDI：张力调节器可
3、用JOG+：电机速度增JOG-：电机速度减TS1：张力参考选择（1/3）TS2：张力参考选择（1/3）逻辑输出DER：直径测量出错TER：张力测量出错2.2 放大器方框图图2-1 放大器方框图3 输入-输出3.1 X4命令连接器3.1.1 管脚分配表3-1X4管脚分配表管脚功能I/O标记114242023472513121716315102118，918，1921225，6限位开关+限位开关-0V限位开关使能端0V使能端转矩控制CIP模式制动CV00V逻辑输入放大器出错复位0V复位输入张力测量TM+张力测量TM-直径测量DIAM0模拟输入速度监控输出电流监控输出0V模拟输出动力学报警Amp .
4、Ready+15V-15V无连接IIIIIIIIIOOOOOOO正或负逻辑（见标准手册SMT-BD1）正或负逻辑（见标准手册SMT-BD1）正或负逻辑（见标准手册SMT-BD1）正或负逻辑（见标准手册SMT-BD1）正或负逻辑（见标准手册SMT-BD1）经0V复位放大器（连接13和12之间）材料张力测量的微分输入-10V和+10V之间线轴直径测量输入：0-10V8V对应14000rpm；线性度=10%；最大负载：10mA10V；分辨率：8位；负载：10mA；（DAC输出2）最大可用50mA最大可用50mA3.1.2 X4的模拟输入图3-1X4模拟输入图3.1.3 X4的逻辑输入/输出图3-2X
5、4的逻辑输入/输出3.2 X2命令连接器3.2.1 管脚分配表3-2X2管脚分配表管脚功能I/O标记1234567，10，1112131415242516，1718823919202122CZ/CZCA/CACB/CB0VIA/IAIB/IB+5V0V保留的TERDER0V I/OTS1TS2JOG+JOG-TDIOOOOOOIIIIOOIIIO电机编码器标记脉冲输出（5V，20mA）电机编码器标记脉冲输出电机编码器通道A输出（5V，20mA）电机编码器通道A输出电机编码器通道B输出（5V，20mA）电机编码器通道B输出GND主编码器输入通道A（5V，2mA）主编码器输入通道A主编码器输入通道
6、B（5V，2mA）主编码器输入通道B5%300mA。提供给主编码器（如果可用）保留的逻辑输出：张力测量出错逻辑输出：直径测量出错输入/输出0V逻辑输出0：张力参考选择逻辑输出0：张力参考选择逻辑输出0：电机旋转方向+逻辑输出0：电机旋转方向-逻辑输出0：张力不可用3.2.2 X2编码器输入图3-3X2编码器输入图3.2.3 X2的逻辑输入/输出图3-4X2的逻辑输入/输出3.3连接器测试表3-3测试表管脚功能描述1，623450VDAC 1 输出速度输入命令CV速度信号GTDAC 2 输出+/-10V，分辨率：8位，线性度：2%+/-10V对应于+/-最大速度+/-8V对应于+/-14000r
7、pm+/-10V，分辨率：8位，线性度：2%* 见手册 “BPCW Options”, 部分 “Digital oscilloscope”线性度 = 10 % 在逻辑板 01612A, 01612B 和 01612C。4 连接4.1连接图4.1.1 主放大器的连接图4-1主放大器连接图4.1.2 主编码器的连接图4-2主编码器的连接4.1自动布线这是自动的位编码器的信号A和B使用屏蔽电缆。电缆两端应该有一个360度的盾状物，也就是金属性的X2连接器。放大器的0V管脚和编码器或者主放大器的0V地线必须连接在一起。编码器上的A和B，A和A/，B和B/信号的交叉输入根据主电机编码器的旋转方向而改变电
8、机的旋转方向。模拟信号TM和DIAM需要使用屏蔽双绞线。电缆两端都必须有360度的盾状连接方式的金属连接器。模拟信号TM和DIAM必须依照传感器和放大器之间的极性接线，并且放大器的0V管脚必须接至单位0V电压。5 参数调整用于卷绕控制系统张力控制的参数可以通过BPCW软件中的Winding/unwinding tension control setup和Advanced functions菜单中的Winding/unwinding diameter sensor scaling比例算子来设置。图5-15.1运行模式卷绕控制系统张力控制的运行通过Advanced functions菜单下的Win
9、ding/unwinding tension control parameters子菜单的Enable winding/un- winding control功能来选择。这种模式对应于驱动线轴的电机速度控制，目的是从其线速度和线轴直径来独立的维持一个恒定的材料张力。电机的参考速度用材料的线速度、测量的线轴直径和测量的材料张力计算出来。5.2参数应用下面的参数可从BPCW的窗口中得到。Maximum speed (rpm)参数是电机的最大运行速度（线轴直径最小时）。可调的范围在100-14000 rpm之间。Reverse movement功能可使电机的旋转方向根据材料线速度材料编码器逆转，如下
10、所示：图5-2Encoder resolution参数是一台电机所属的编码器的分辨率。此参数同时也是电机速度和测速编码器速度之间的转换比例。其极值根据电机的最大速度而定，如下表：表5-1MAX.SPEED(rpm)900360014000MAX.ENCODER SOLUTION819240961024线轴直径传感器的参数规格可通过Advanced Functions菜单中的Winding / Unwinding diameter sensor scaling来设置。Spool diameter ratio (Max/Min)参数是最大和最小线轴直径的缩放比例。可调的范围是1-100。Diame
11、ter sensor acquisition (V)是允许读取直径传感器的电压。电压范围是0-10V。Empty spool diameter sensor value (V)参数是最小线轴直径时的电压值。可调范围是0-10V。Full spool diameter sensor value (V)参数是最大线轴直径时的电压值。可调范围是0-10V。关于卷绕张力控制的参数可通过Advanced Functions菜单下的Winding /unwinding tension control setup来设置。Maximum speed variation参数是材料张力控制PID张力调节器给定的速
12、度微分的最大值。这个参数也是电机的旋转速度，当手动模式下，JOG+ 和 JOG-输入可用时。其可调范围是由Maximum speed参数定义的电机最大速度的0%-100%。Tension sensor acquisition是允许读取来自张力传感器的电压。范围是-10V - +10V。Tension set point 1参数是张力调节器的张力输入命令，当TS1可用，TS2被抑制。可调范围是-10V - +10V。Tension set point Low参数是当TS2可用时的用于张力调节器的张力参考值。5.3调节器参数5.3.1 速度调节器PI速度调节器的结构图如下：图5-3PI速度调节器的
13、结构图增益参数会自动地由AUTO-TUNING程序计算出并且可通过Advanced Functions菜单中的Controller parameters。Proportional speed gain是调节器速度出错时的比例增益。可调范围是0-4095。Integral 1 speed gain是调节器速度出错时的积分增益。可调范围是0-255。图5-4参数Speed regulator gain ratio (Max/Min)是速度调节器的最大和最小速度之间的比例。此参数的可调范围是1-1000。参数Diameter sensor value for maximum gain (V)是在速度调节器增益最大时由直径传感器提供的电压值。此参数的可调范围是0-10V。5.3.2 张力调节器张力调节器PID参数如下图所示：图5-5张力调节器PID参数图张力调节器的增益参数可通过BPCW软件的Advanced Functions菜单中的Tension loop adjustment来设置。图5-6参数Tension error scaling是张力出错时的减少因数KS，目的是调节张力调节器的增益应用规格。可调范围是10% - 100%。参数Proportional tension gain是张力调节器的比例增益
