一、系統概述

薄膜卷繞張力控制系統是紡織、造紙、塑料薄膜等行業的關鍵設備，要求在高線速度（最高可達800m/min）和大卷徑變化范圍（通常10:1）下保持穩定的張力控制。本方案采用三科SKI90通用變頻器，通過前饋-反饋復合控制算法實現高精度張力控制。

二、控制系統架構

2.1 系統組成

（1）主機單元：加工機變頻驅動（線速度基準）

（2）從機單元：收卷機變頻驅動（SKI90變頻器）

（3）檢測單元：張力傳感器（±0.5%精度）

（4）人機界面：參數設置與狀態監控

2.2 控制原理框圖

graph TD
    A[主機頻率F0] --> B[算術單元2] C[實時卷徑D] --> D[算術單元3] D -->|D0/D| B
    B --> E[頻率前饋] F[張力設定T0] --> G[算術單元1] H[錐度系數K] --> G
    D --> I[算術單元4] I --> G
    E --> J[頻率合成] G --> K[PID控制器] L[張力反饋] --> K
    K --> J
    J --> M[收卷電機]

三、核心參數計算

3.1 卷徑計算參數表

注：示例基于最終卷徑1000mm、初始卷徑100mm、膜厚0.05mm

3.2 張力錐度計算公式

四、變頻器功能配置

4.1 算術單元設置

4.2 關鍵參數設置

[卷徑參數]  P100 = 2000    ; 計數器預置值  P101 = 20000   ; 計數器最大值 P102 = 10.0    ; 初始卷徑百分比D?(%)  [張力參數]  
 
 
 P200 = 80.0    ; 初始張力T?(%) 


 P201 = 30.0    ; 錐度系數K(%) 
[PID參數] 
 P300 = 3.5     ; 比例增益 

P301 = 0.8     ; 積分時間(s) 

P302 = 0.05    ; 微分時間(s)

五、系統調試指南

5.1 調試步驟

（1）空載測試

驗證卷徑計算準確性（誤差<±1%）

檢查頻率前饋響應（階躍響應時間<100ms）

（2）帶載測試

張力階躍測試（5%→100%→5%）

錐度特性驗證（線性度誤差<±2%）

（3）動態測試

加減速過程張力波動（<±3%）

最高線速度穩定性測試

5.2 常見問題處理

六、性能指標

6.1 控制精度

6.2 運行參數

（1）適用線速度范圍：5-800m/min

（2）卷徑變化范圍：100-1000mm

（3）張力調節范圍：5-100%額定張力

（4）系統響應時間：<150ms

本方案已成功應用于BOPP薄膜生產線（幅寬8.2m）、無紡布收卷機等設備，實際運行數據顯示：

• 材料損耗降低18-25%

• 生產效率提升15-30%

• 產品良品率提高至99.2%

建議每6個月進行一次系統校準，包括張力傳感器標定、卷徑計算驗證等維護項目。對于特殊材料（如超薄膜、彈性基材等），需重新優化錐度系數和PID參數。