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基于嵌入式微处理器的张力控制器

作者:时间:2009-04-23来源:网络收藏

1 控制

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/173768.htm

如分切机、印刷机、复合机等在收卷和放卷过程中,卷材随卷材卷筒直径变化而变化。的大小在实际应用中还受其他因素影响,比如导辊的包角,静平衡等因素。张力太小,卷材易松弛产生横向飘移;张力太大则又会导致卷材表面起皱甚至断裂。因而在收、放卷过程中,保证生产的质量及效率,恒定的张力是很重要的[1][2]。

通常放卷轴采用被动方式,由下道工序的牵引辊将卷材从卷筒上拉出。为保持恒张力放卷,放卷筒常用磁粉制动器作为的执行元件[3]。磁粉制动器是利用电磁效应下的磁粉来传递转矩的,具有激磁电流和传递转矩成线性关系[4]。

卷材张力测量也有多种形式,图1是两种常用的张力测量方法。图1(a) 是利用称重进行张力测量,为称重测量法。一般在受力辊的两端设有两个称重。图1(b)中为角位移测量法,通常利用电感式角位移间接进行张力的测量。一般在受力辊的一侧装有电感角位移。采用称重法,多为应变片桥路信号输出,后续电路要复杂一些;采用角位移测量法,传感器信号常采用标准信号如DC4-20mA恒流或DC0-10V/0-5V输出,后续电路较为简单。

传感器将检测到的卷材张力信号送入张力,经放大、A/D变换后,将信号送入进行处理,根据设定值和检测值作比较运算后,输出恒流控制信号给磁粉制动器,控制磁粉制动器力矩的改变,进而控制收放卷轴之间的卷材张力保持恒定, 形成闭环的系统.

2 硬件设计

根据原理可知,若采用称重法则需二路传感器信号输入和一路恒流控制信号输出。控制系统既需要A/D转换器, 也需要D/A转换器。为简化线路,降低成本,选用了具有A/D和D/A转换器的混合信号微处理芯片C8051F350,避免采用片外A/D和D/A转换器。

C8051F350MPU内部含有一个全差分24位Sigma-Delta A/D, 具有在片校准和抽取及内部电压基准和8种增益设置等多项功能。而D/A则可利用C8051F350的可编程计数阵列(PCA)的脉宽调制(PWM)功能, 16位转换精度,且便于光电隔离。

图2 应变片桥路传感器接口电路

Fig.2 strain gauge sensor interface circuit

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