“张力控制”系统及常见故障排除（印刷套印不准、张力不稳定、收卷起步张力过大）

为保证张力控制系统顺利工作、维持卷筒材料承受最佳张力，就要充分了解张力控制系统。下面，就对张力控制系统的主要控制方式、构成与控制原理以及常见故障排除进行分析。

  主要控制方式
张力控制系统的主要控制方式包括直接张力控制和间接张力控制两种。
  直接张力控制又称反馈控制，其利用张力传感器或摆辊位置检测器等进行实际张力检测，随后将测量值转换成反馈信号并与预定张力相比较，当二者出现偏差时，张力控制器给予相应的控制，使实际张力与预定张力相匹配，从而构成张力闭环系统。直接张力控制不必考虑各种调节补偿，可以消除稳态误差，控制精度较高。这种控制方式是目前的主流方式。

  间接张力控制又称补偿控制，其可以对影响张力稳定的参数进行调节补偿，以避免将要出现的张力变化，间接地保持张力稳定。相比直接张力控制，间接张力控制的随机性较差，且控制精度较低。

构成与工作原理
  安装于凹印机、涂布机、复合机、分切机等设备上的张力控制系统主要由放卷张力控制系统、牵引张力控制系统和收卷张力控制系统三部分组成，通过张力传感器、张力控制器、变频控制器、磁粉制动器等元器件实现卷筒材料的恒张力控制。
  1.放卷张力控制系统

  放卷张力控制系统示意图如图1所示，其工作原理为：张力传感器检测到放卷张力实际值并将其反馈给张力控制器，与张力控制器中的放卷张力预定值相比较，二者之间的偏差经PID运算后并输出控制电压，对磁粉制动器作用在放卷轴上的阻力矩进行控制，从而达到调节放卷张力的目的。

2.牵引张力控制系统
  牵引张力控制系统示意图如图2所示，其工作原理为：在生产过程中，当卷筒材料的牵引张力发生变化时，摆辊会做出相应的摆动量，此时高精度电位器间接测出牵引张力的变化，随后将相应信号反馈到牵引辊驱动器，经PID调整后控制牵引辊的运转速度，通过改变低摩擦气缸的压力来调整摆辊的摆动量，使其在设定的位置保持稳定，即实现牵引张力控制。

3.收卷张力控制系统
  收卷张力控制系统示意图如图3所示，该系统通过张力传感器来检测收卷张力实际值，然后再反馈给收卷张力控制器，与其预定值相比较，二者之间的偏差经PID运算后并输出控制电压到收卷电机驱动器，调整收卷电机的运转速度，实现恒张力控制。在有些设备的收卷张力控制系统中，往往会加入锥度张力控制系统，其可使收卷过程中卷筒材料处于内紧外松的状态，从而使卷筒材料的层与层之间不发生打滑，提高后道工序的张力稳定性，根据实际经验，锥度控制值小于10%为佳。

常见故障排除
  在实际生产中，影响张力控制系统的因素有很多，进而也会带来与之相关的故障。在此，笔者结合自己的工作经验，介绍三种常见故障的排除。
  故障一：印刷套印不准
  故障现象：在印刷设备正常运行过程中，摆辊发生不规则摆动，且摆动幅度较大，进而造成套印不准。
  故障排除：张力控制系统的结构较为复杂，因此该故障产生的原因较多，对此，笔者进行了归纳总结，主要有以下几个方面。
  (1)摆辊气缸的气控回路元器件容易发生损坏，从而导致活塞漏气，摆辊气缸加载气压不稳定。对此，可考虑更换损坏的气控回路元器件，必要时需要更换摆辊气缸。
  (2)高精度电位器在一定区间内长时间运行，该区间的阻值一旦发生变化，容易造成高精度电位器反馈信号不稳定。此时，应及时更换高精度电位器。

(3)电位器齿轮与转轴齿轮的连接处间隙偏大，当张力发生变化时，摆辊的位置就会发生变化，但由于间隙的存在，容易造成摆辊不断地来回摆动，从而影响套印精度。对此，应按照标准来调整间隙。