1.引言
    在現代的工業生產中，特別是造紙，紡織，金屬制品的生產過程中，利用張力調節收卷機的速度最為普遍。在以往的轉矩控制模式中，由于收卷輪的半徑是在逐漸增的大，很難保證其收卷張力是恒定的，產品質量得不到保證。所以，只有在收卷過程中采用恒張力控制模式才能夠確保產品高質量。

2.系統介紹
    本文論述的是一種大型捻股機的卷繞系統, 利用的是變頻控制器的直接轉矩控制模式,實現恒張力卷繞控制,無須張力檢測與卷繞直徑檢測，無須松緊架同步裝置。控制所需要的力矩與卷繞直徑直接通過可編程控制器（PLC）內部計算獲得, 不需要時時檢測卷徑的一種簡單的方法。
    在一般的變頻控制過程中，變頻器的工作模式是速度控制模式，為了確保恒定的張力，裝置中就一定要有一個張力檢測部件。而這個檢測部件的任務就是把檢測到的張力反饋到變頻裝置中，進行PID調節。恒張力控制就要求有恒定的轉矩，但是在收卷過程中，其收卷輪的半徑是在不斷地增大的，這就要求電機的轉矩也是在逐漸增大的（轉矩等于張力與半徑的成績）。通過卷徑計算，得到卷徑的即時數據。再根據張力基本恒定，可得到即時電機的轉矩。其基本特點就是：一方面通過卷徑計算，轉矩計算，通過PLC，把這個不斷變化的轉矩傳送給變頻器。另一方面是利用速度限幅，來控制變頻器的輸出頻率，使電機的線速度穩定，從而達到張力恒定的目的。
    在所構成的應用系統中, DP通訊在PLC和變頻器之間實現轉矩給定和速度限幅的信息的傳遞。

 3.卷徑與轉矩的計算
(1) 卷徑計算
    在工作過程中，假設拉出來的絲很細（0.22mm），在纏繞時所產生的縫隙可以忽略不計。而根據體積不變原則，在工作中的某一時刻，收線輪上的線的體積為：

      在系統中，隨著收線長度的增加，其收線輪的半徑是在逐漸增加的。要保證張力 恒定，就要求力距的變化與卷徑的變化成正比。

      所以，在某一時刻，其力矩的大小就可以通過這個式子在可編程控制器內計算出來，再把這個數值通過DP通訊送到變頻器。

4.應用實例
      在大型的的捻股機的收卷過程中，為了更好的提高產品質量，其收卷電機采用的是力矩控制模式。該系統中，觸摸屏，可編程控制器與變頻器之間的連接如圖2所示。在這個系統中，我們可以在顯示屏上設定電機的張力大小和速度限幅的頻率，PLC把這兩個數字量讀入，通過力矩計算，把張力變成模擬量信號給定到變頻器。那么，變頻器在執行這一指令時，電機就是在力矩恒定的狀態下工作的。當收卷輪的卷徑增大時，PLC就通過卷徑計算，力矩計算。把新的模擬量信號傳送到變頻器，變頻器又執行這一新的指令。這樣通過不間斷的計算，收卷電機的轉矩在隨卷徑的增大而增大，就可以保證收卷電機的張力恒定。

5.結束語
      利用轉矩控制模式卷繞與速度控制模式卷繞相比,轉矩模式要來得簡單, 這首先表現在轉矩模式卷繞省掉了松緊架同步環節。利用可編程控制器內部強大的計算能力，來計算卷徑和力矩, 又省掉了卷徑檢測環節與張力檢測環節, 進一步簡化了系統硬件構成。恒張力控制模式與變張力控制模式相比，恒張力控制模式所生產的產品質量比變張力控制模式下生產的產品質量有大幅度的提高，所以，恒張力控制模式更適用于成品的卷繞。DP總線的使用,使得變頻器和可編程控制器之間的信息交換方便快捷。

參考文獻
[1]  王鴻博  PLC在恒張力控制系統中的應用  順德職業技術學院學報 2007.6 20-22
[2]  王澤娟  同步及恒張力控制系統的幾種方案   河北紡織  2008年第三期 49-51
[3]  沈紅衛  無張力傳感器的恒張力控制系統研究 組合機床與自動化加工技術 2003.11 87-88