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推进数字化转型,Concur布局差旅及费控一体化

? 2018-09-20 16:45 ? 次阅读
(戴尚昀)本文系版权作品,未经授权严禁转载。

张力控制,通俗地讲,就是要控制卷取物体时保持物体相互拉长或者绷紧的力。张力应用于最广泛的造纸、纤维、塑料薄膜、电线、印刷品、磁带等轻工业中,带材或线材的收放卷张力对产品的质量起着至关重要的作用。在收卷和放卷的过程中,为保证生产的质量及效率,保持恒定的张力是很重要的。

1 张力控制系统的简介及基本原理

在冶金、造纸、纺织等行业中,在加工过程中或者是加工完成之后,最后的一道工序一般就是将加工物卷绕成筒状。在这一过程中,卷绕的好坏将是决定产品质量的关键,卷的太紧,容易使织物变形,拉断,卷的太松又容易使卷取不紧凑,不利于搬运和运输,因而为了达到使卷绕紧凑,保证产品的质量,都要求在卷绕过程中,在织物上建立一定的张力,并保持张力为一恒定值,能够实现这一功能的系统,就叫做张力控制系统。目前应用的张力控制系统,根据其测量控制的原理结构主要有三种:间接法张力控制系统;直接法张力控制系统;兼有间接法和直接法的复合张力控制系统。

从控制方式上分类,张力控制一般可以分为手动、半自动、全自动三类;卷径控制方式可自动检测卷径从而对张力的执行机构进行调整、补偿,实现张力的恒定。卷径控制方式属于半自动控制方式,其突出特点就是省去了价格相对昂贵的张力传感器,安装简单,而且能很方便的获得锥度张力控制,特别适用于冶金、印刷、包装、造纸、印染等行业的分切及收卷机器设备。图1为收放卷的原理图。

以单片机为核心的张力控制系统设计

图1中,R0为放卷轴半径;Rx为放卷材料半径;R1为收卷驱动轴半径;V为卷材运行的线速度。

当卷轴转速恒定时,张力产生的转矩F·Rx与磁粉制动器产生的制动力矩相等。因此如维持F恒定不变,则只需检测放卷轴与驱动主轴的转动角速度,计算出Rx,通过控制磁粉制动器的制动电流,便可以实现放卷轴的恒张力控制。其中,脉冲信号是通过安装于旋转轴上的接近开关或者是旋转编码器获得(本设计采用接近开关),单片机通过计数这一脉冲信号的频率就可以准确的计算出需要检测轴的角速度,由于两滚动轴上线速度的相等,因此可以求得:

以单片机为核心的张力控制系统设计

式中:ω1为收卷驱动轴的角速度;ω0为放卷轴的角速度;K为磁粉制动器的特性系数。

2 接近开关的应用

接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器,根据工作原理的不同分为电容式和电感式。接近开关的基本原理框图如图2所示。

以单片机为核心的张力控制系统设计

在该设计中,采用电感式接近开关来实现对系统放卷轴和主轴旋转角速度的精确测量。两个接近开关对放卷轴和收卷驱动轴角速度的检测,用于产生脉冲方波信号,经过光电隔离开关转化为单片机可以读取的电平脉冲信号。

3 张力控制的执行部件磁粉制动器

在张力控制系统中,磁粉制动器由于其体积小、重量轻、激磁功率小且具有良好的控制特性,因而得到了广泛的应用。磁粉制动器转矩和激励电流的关系一般都称作为静特性。它是磁粉制动器主动端转速n恒定,从动端制动时,磁粉制动器的激励电流和输出转矩之间的关系。转矩电流特性曲线如图3所示。

以单片机为核心的张力控制系统设计

由图3可知,磁粉制动器的转矩曲线可以分为三个部分:非线性段、线性段和饱和段。磁粉制动器具有良好的恒转矩特性,并且磁粉制动器输出转矩与磁粉线圈激励电流优良的线性关系,只要线性调节激励电流,便能实现对现场张力的动态控制,并且磁粉制动器在转速很低的情况下性能也十分稳定。磁粉制动器在卷取张力控制系统的应用,如图4所示用磁粉制动器控制张力的方案较以往的控制系统具有结构简单、执行单元成本低、容易控制的特点,特别是实际张力的大小通过电流直接调节,改变了其他调节装置的手工操作过程,使得操作简单、准确。增加动态电流补偿环节有利于进一步提高产品质量。

以单片机为核心的张力控制系统设计

4 单片机张力控制系统

4.1 系统功能概述

(1)检测放卷机的角速度和卷取机的角速度、线速度、半径4个参数,用数码管显示各参数检测结果。

(2)若参数检测结果超过上下限,实现报警。

(3)根据检测到的各参数,通过设计的控制算法运算后,输出控制值,作为晶闸管的触发脉冲回路的输入电压,以控制执行元件磁粉制动器的转矩。

(4)建立实时时钟,并用数码管显示时钟

(5)通过按不同的功能键,进行人机对话,实现各种操作的功能。

4.2 系统硬件框图

系统硬件框图如图5所示。

以单片机为核心的张力控制系统设计

4.3 系统软件设计

系统软件设计主要包含以下几个方面:

(1)实现各种初始化,包括AVR芯片的初始化、定时器/计数器O初始化、时钟初值输入以及开中断、定时器/计数器启动等。

(2)实现显示(按照人机对话功能显示时钟或各种不同参数)。

(3)不断地进行键扫描,判断是否有键按下,如无键按下,则返回显示;如有键按下,则根据所按键实现相应的人机对话功能。

主程序系统流程图如图6所示。

以单片机为核心的张力控制系统设计

5 结语

本文介绍了张力控制系统的基本概念,实现的基本方式,以及对作为主要执行部件的磁粉制动器的基本原理和工作特性进行研究,随后采取基于半径检测的间接张力控制技术,进行了单片机张力自动控制系统的硬件设计和软件设计。实践证明,该系统具有良好的抗干扰性能,能够较好地完成控制效果,运行稳定可靠。

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基于单片机控制系统的远程数据传输系统设计

对MODEM的性能要求为:有电话号码参数存储器;有自动拨号功能、自动应答功能;可进行速度缓冲和流量控...

发表于 2018-09-20 17:16 ? 103次阅读
基于单片机控制系统的远程数据传输系统设计

利用单片机远程控制设计的无线温度监测系统

该模块的主要功能是接收和处理数据,由单片机控制无线模块接收数据,同时控制USB模块将数据发送到PC机...

发表于 2018-09-20 17:11 ? 103次阅读
利用单片机远程控制设计的无线温度监测系统

以AT89C52单片机控制系统为核心的备料机械手...

机械手的工作方式分为手动或自动状态。手动由本工作站的控制按钮控制,自动采用串行通信接收上位机命令,并...

发表于 2018-09-20 17:03 ? 129次阅读
以AT89C52单片机控制系统为核心的备料机械手...

以单片机控制为中心的高精度PWM式12位D/A电...

在用单片机制作的变送器类和控制器类的仪表中,需要输出1—5V或4—20mA的直流信号的时候,通常采用...

发表于 2018-09-20 16:59 ? 117次阅读
以单片机控制为中心的高精度PWM式12位D/A电...

告诉你怎么编写一个最简单的单片机程序

这样还不够,单片机工作还需要两个条件,一是需要加上一定的工作电压,AT89S51工作电压为5V,第2...

发表于 2018-09-20 16:22 ? 419次阅读
告诉你怎么编写一个最简单的单片机程序

教你如何玩转STM8单片机!

最初从单片机学习整个计算机系统是个非常正常的阶梯学习方法。因为直到今天,计算机系统的那些事,也没逃离...

发表于 2018-09-20 15:46 ? 299次阅读
教你如何玩转STM8单片机!

世界各大汽车制造商都在竞相开发手势控制系统

这家成立于2016年的初创公司,将总部设在了有“加拿大硅谷”之称的滑铁卢。公司目前的研发团队由6名P...

发表于 2018-09-20 17:11 ? 667次阅读
世界各大汽车制造商都在竞相开发手势控制系统

以单片机为主控中心的高精度温度测量显示系统设计

整个系统主要由主控中心(单片机)、温度传感器DS18B20、数码管显示及开关控制等功能模块组成。可以...

发表于 2018-09-20 17:06 ? 113次阅读
以单片机为主控中心的高精度温度测量显示系统设计

如何设计一个以单片机为核心的继电器控制电路?

现代自动化控制设备都存在一个电子与电气电路的互相联结问题,一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电...

发表于 2018-09-20 16:59 ? 196次阅读
如何设计一个以单片机为核心的继电器控制电路?

以单片机为核心的频率响应测试仪方法设计

本设计中的单片机C8051F060可控制扫频信号源, 以产生一系列不同频率的正弦信号, 然后将这些信...

发表于 2018-09-20 16:55 ? 322次阅读
以单片机为核心的频率响应测试仪方法设计

如何设计一个以单片机为核心的线阵CCD驱动电路?

通常时钟脉冲可取自以下途径:单片机XTAL端、ALE端、独立脉冲源。其中取自XTAL端时,经分频电路...

发表于 2018-09-20 16:46 ? 112次阅读
如何设计一个以单片机为核心的线阵CCD驱动电路?

PLC应用在无负压供水控制系统中的优势介绍

可编程控制板是将PLC系统软件构建于控制器内,根据用户控制需要定制硬件,以PLC的应用方式解决对象控...

发表于 2018-09-20 16:24 ? 61次阅读
PLC应用在无负压供水控制系统中的优势介绍

PLC在污水处理电气控制系统中的应用设计

污水处理电气控制系统采用集中控制方式,采用毅天可编程控制器,系统运行稳定可靠。电控系统分为主电控制柜...

发表于 2018-09-20 16:18 ? 68次阅读
PLC在污水处理电气控制系统中的应用设计

【新专利介绍】一种民用智能燃气表整机功能检测设备...

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种民用智能燃气表整机功能检测设备的控制系统。该专利由杭州先锋...

发表于 2018-09-20 09:13 ? 63次阅读
【新专利介绍】一种民用智能燃气表整机功能检测设备...

以16位单片机SPCE061A为控制核心的智能温...

可供选择的主控芯片比较多,如使用面最广的MCS-5l系列、资源丰富的ARM7TDMI-S系列微控制器...

发表于 2018-09-20 17:33 ? 218次阅读
以16位单片机SPCE061A为控制核心的智能温...

以HC9SDGl28单片机为主控芯片的智能车系统...

电机驱动系统要求大功率的电源供应:低内阻、大电流、对电源的纹波不敏感;单片机和图像采集系统对电源质量...

发表于 2018-09-20 17:29 ? 90次阅读
以HC9SDGl28单片机为主控芯片的智能车系统...

以C8051F340单片机为核心的USB数据采集...

诱发设备出现故障的原因很多, 为保证设备正常运行需要检测多方面的数据, 本系统主要是检测设备的温度和...

发表于 2018-09-20 17:21 ? 74次阅读
以C8051F340单片机为核心的USB数据采集...

以分布控制式单片机为核心的无线呼叫系统设计

该设计可用3.3V电压供电,故采用ASM1117-3.3电源供电系统,如图3所示。无线发送模块和ST...

发表于 2018-09-20 17:17 ? 74次阅读
以分布控制式单片机为核心的无线呼叫系统设计

以单片机MSP430F149为主控芯片的超低功耗...

该系统以单片机MSP430F149 为核心,以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据,完成了对火灾的预...

发表于 2018-09-20 17:14 ? 109次阅读
以单片机MSP430F149为主控芯片的超低功耗...

以单片机为核心的智能路灯控制系统电路设计

经纬型路灯控制器,采用单片机技术,模拟日照规律,天黑能自动开灯,天亮能自动关灯。它具有光控开关自动变...

发表于 2018-09-20 17:04 ? 61次阅读
以单片机为核心的智能路灯控制系统电路设计

单片机与SIM300相结合的远程无线报警监控系统...

远程无线报警监控系统采用STC89C52单片机,STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8 b...

发表于 2018-09-20 17:00 ? 51次阅读
单片机与SIM300相结合的远程无线报警监控系统...

以单片机控制系统为核心的LED智能照明系设计

AC LED驱动电路,采用以双向可控硅为核心器件的触发电路,由单片机输出信号经D/A转换后,通过运算...

发表于 2018-09-20 16:56 ? 88次阅读
以单片机控制系统为核心的LED智能照明系设计

基于单片机控制的智能巡线小车多模式速度控制系统设...

通过控制MC33886 的四根输入线可以方便地实现电机正转、反转、能耗制动及反接制动。图3为经过简化...

发表于 2018-09-20 16:54 ? 64次阅读
基于单片机控制的智能巡线小车多模式速度控制系统设...

如何使用单片机开发设计一款产品?七个步骤告诉你

首先要清楚你要做一个什么样的产品,这个产品包含哪些功能,要采集哪些信号?要控制哪些设备?要走哪些通讯...

发表于 2018-09-20 16:45 ? 155次阅读
如何使用单片机开发设计一款产品?七个步骤告诉你

以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设...

嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。针...

发表于 2018-09-20 16:27 ? 124次阅读
以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设...

按键复位是什么 单片机按键复位程序

简而言之,复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。

发表于 2018-09-20 14:54 ? 69次阅读
按键复位是什么 单片机按键复位程序

单片机按键复位电路原理和电路图解析

在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会...

发表于 2018-09-20 14:32 ? 488次阅读
单片机按键复位电路原理和电路图解析

渭南智能电网调度控制系统工厂测试工作正式在南京南...

渭南地区智能电网调度控制系统(即 D5000系统)工厂测试工作在南京南瑞公司正式开展。测试工作开始前...

发表于 2018-09-20 11:09 ? 216次阅读
渭南智能电网调度控制系统工厂测试工作正式在南京南...

常见的复位电路 单片机复位电路的原理

复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。

发表于 2018-09-20 10:39 ? 152次阅读
常见的复位电路 单片机复位电路的原理

51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方...

复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备,它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙,只是启动原理...

发表于 2018-09-20 10:21 ? 329次阅读
51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方...
非遗节目成春晚亮点 粉丝捐款被其公司扣压 他对小女儿充满自责 钱嘉乐上缴千万财产慰劳爱妻 陈嘉桓遭两男星袭胸 家人对法院判决表不满 乐视影业进军韩国 卓别林的寂静之光 没有更多时间学习 范冰冰华美艳丽领衔众后宫
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