Page 119 - 《橡塑技术与装备》2025年8期

加工制造与过程控制
MANUFACTURING AND PROCESS CONTROL

浮动张力应用于吹膜收卷机上的控制技术

林德坡，陈昭楷，黄瑞雯
( 广东金明精机股份有限公司，广东 汕头 515098)

摘要： 在现代薄膜设备生产过程中，张力控制是一个重要的控制环节，张力的稳定控制直接影响到薄膜制品的质量和生产效率。
随着对薄膜等制品的工艺要求逐渐提高，传统的张力辊控制已经无法满足所有的控制场景，浮动辊张力控制则可以解决传统张力
辊无法满足的控制要求。本文主要介绍几种浮动张力辊结构，以及通过 PLC 控制系统，结合自适应 PID 算法，实现对浮动张力
的精确控制。
关键词 ： 浮动张力 ； PLC 控制系统 ； PID 控制
中图分类号 ： TQ330.66 文章编号 ： 1009-797X(2025)08-0069-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.08.015

张力，指的是塑料薄膜在生产过程中经过每一道 的速度，以此来达到控制张力的目的。其优点在于本
牵引和进入收卷中被拉紧的力。张力控制是薄膜在生 身摆辊就是一个储膜结构，利用其自身摆幅的作用，
产和加工过程中应用最广泛的技术，如吹膜生产工艺、 在遇到大范围的张力变化有良好的吸收缓冲作用，减
流延生产工艺、双向拉伸生产工艺等，以及薄膜后道 弱张力变化导致对膜卷的影响。但由于受浮动辊自重
处理的分切、复卷、涂布复合、印刷等，都涉及到张 或者气压的影响，它不能用于较低张力（比如低于 1
力控制问题。张力控制的好坏，直接影响关系到产品 kg）的控制。
生产效率的高低和质量的好坏，若张力不足，薄膜在
运行中易产生漂移或者膜卷松垮，导致成品膜卷起皱 1 浮动辊的几种机械形式
或者膜卷过松现象 ；若张力过大，薄膜又易变形，出 1.1 配重式浮动张力辊
现收卷 膜卷过紧导致收缩成锥形，甚至被拉断。以 配重式浮动张力辊主要由控制器（张力控制器或
上两种情况都会导致薄膜的质量受损并且不符合标准 者 PLC 控制系统）、浮动辊、位置电位器、配重块等
而成为废品。所以张力控制在薄膜生产过程中的重要 组成（见图 1）。它是一种间接张力检测方式，实际上
性不言而喻。 是位置控制模式。其工作原理是将配重块挂于浮动辊
传统的张力辊控制技术则是将张力传感器安装在 的一端，同时将这一端连接位置电位器，将配重块的
张力检测辊的两个轴头中，将检测到的薄膜张力信号 重量和位置电位器最大位置的电信号在系统中做等比
转换成电信号，送到张力控制器或者控制系统中，与 例处理，例如配重块是 10 kg，位置电位器的电信号
设定的张力值比较后，通过加快或者减小牵引的速度， 是电压信号（0~10 V）或者电流信号（4~20 mA），
来达到实际张力值与设定张力值接近的目的。这个方 以电压信号为例，此时最大量程是 10 V，则将配重块
案是薄膜直接作用在张力辊上，其优点为控制精度高， 的 10 kg 和位置信号最的最大量程信号 10 V 在系统做
检测范围宽，响应速度快，线性好。但是无法吸收薄 对等处理，通过设定相应的张力值，当张力稳定时，
膜在换卷等工作环境中产生的张力波动（张力峰值）， 浮辊会稳定在相应的位置 ；当张力发生变化导致浮辊
这会使系统的调整周期变长，在生产初期产生一定的
废品。
作者简介 ：林德坡（1988-），男，本科，电气工程师，研
而浮动张力辊则是将摆辊的位置通过电位器转换
发电气设计组副经理，主要研究方向为推进吹膜设备实现智能
成电信号，同样将信号送到张力控制器或者控制系统 化方向发展，曾荣获“广东省机械工业科学技术奖”、“五层共
中，与设定的张力值比较后，通过加快或者减小牵引 挤在线纵向拉伸增强薄膜吹塑装备” 二等奖。

年
2025 第 51 卷 ·69·