具体实施方式

参照图1，本发明提出一种用于提升薄膜热稳定性的控制设备，包括烘箱装置以及设置在烘箱装置进料端的放卷装置、设置在烘箱装置出料端的收卷装置。

烘箱装置通过设置多段独立温控的烘箱1并对薄膜进行恒低张力控制而实现消除薄膜的内应力，任意相邻两个烘箱1之间均设有第一张力隔断装置。

放卷装置用于向烘箱装置放卷膜料并通过控制放卷段中的薄膜的张力而实现对薄膜的恒低张力放卷，放卷装置与烘箱装置之间设有第二张力隔断装置。

收卷装置用于对烘箱装置的膜料进行收卷并通过控制收卷段中的薄膜的张力而实现对薄膜的恒力矩收卷，收卷装置与烘箱装置之间设有第三张力隔断装置。

本发明隔断张力，独立控制；通过PLC的张力采集，按照操作者的设定曲线，PLC通过计算后向力矩电机发出指令，实现曲线张力控制；烘箱通过多个独立温区控制，补偿薄膜热稳定性差异；通过两段烘箱，甚至是多段烘箱配合使用，提升产品热稳定性及收卷的平整性。

在具体实施例中，烘箱装置设置有两段独立温控的烘箱1。从进料端朝向出料端方向，各烘箱1内依次分成加热区、保温区，加热区、保温区内分别安装有多个独立控制且上下布置的加热区加热器2、保温区加热器3。根据薄膜两面特性以及分区热稳定性差异，对应设定温度。两段烘箱组合控制，甚至根据工艺要求多段进行组合控制，每段烘箱温区分区控制，前段烘箱主要是消除薄膜内部应力，提高热稳定性，后段烘箱功能是消除残余的内应力，适度增加烘箱内薄膜张力，提高薄膜热稳定性，提高膜面平整度。通过收卷装置的在设定的张力曲线运行，薄膜热稳定性、膜卷平整度都有大幅度的提升，整体生产效率至少行业内的两倍。

在具体实施例中，第一张力隔断装置包括第一固定架4以及安装在第一固定架4上的第一辊5、第二辊6、第三辊7，第一辊5、第二辊6平行布置第三辊7位于第一辊5、第二辊6下方并位于第一辊5、第二辊6之间，第三辊7的直径大于第一辊5、第二辊6的直径，第三辊7下方设有与其配合的第一驱动辊8，第一驱动辊8连接有第一气缸9。通过设置第一辊5、第二辊6、第三辊7，薄膜通过时形成大包角，实现张力隔断。

在具体实施例中，放卷装置包括第一机架10以及依次安装在第一机架10上的放卷辊11、浮辊12、电晕辊13、放卷张力检测辊14，放卷辊11放出的膜料依次绕过浮辊12、电晕辊13、放卷张力检测辊14进入第二张力隔断装置，第一机架10上安装有用于调节浮辊12在竖直方向上的位置的调节盘15，浮辊12上安装有位移传感器，放卷张力检测辊14上安装有放卷张力传感器。

在具体实施例中，第二张力隔断装置包括第一挤压辊16、所述第一挤压辊16配合的第二驱动辊17以及用于驱动所述第二驱动辊17移动的第二气缸18，所述第一挤压辊16和所述第二驱动辊17对从它们中间通过的膜料施加挤压力。

在具体实施例中，收卷装置包括第二机架19以及依次安装在第二机架19上的第一引导辊20、第二引导辊21和收卷辊22，膜料绕过第一引导辊20、第二引导辊21进入收卷辊22，收卷辊22连接有磁粉离合器，磁粉离合器通过驱动带连接有力矩电机并且磁粉离合器由收卷张力控制器控制输出收卷力矩，力矩电机的输出收卷最大力矩由变频器控制。

在具体实施例中，第三张力隔断装置包括第二挤压辊23、所述第二挤压辊23配合的第三驱动辊24以及用于驱动所述第三驱动辊24移动的第三气缸25，所述第三挤压辊和所述第三驱动辊24对从它们中间通过的膜料施加挤压力。

在具体实施例中，收卷装置与第三张力隔断装置之间还设有除尘装置，除尘装置包括除尘辊26以及与除尘辊26配合的除尘驱动辊27。

参照图2，本发明工作原理：控制设备通过PLC自带的PID指令来控制放卷和收卷的张力。放卷张力通过测量放卷浮辊12的位置(位移量)、结合放卷张力传感器的反馈值和设定值，经PID指令处理后，来控制放卷张力，放卷至收卷张力(不含收卷张力)保持恒定；收卷张力随着收卷直径递增而不断递减，根据工艺预设张力曲线(收卷张力与直径对应曲线)，通过PID指令算法处理后来控制收卷的输出张力。PLC的PID张力控制程序主要由浮辊12位移测量及其它形式的张力反馈装置、放卷张力PID和收卷张力PID三部分组成。

本发明中所有驱动带有反转功能，当收卷膜面有褶皱时，可实现可逆转，再次通过烘箱，消除膜卷褶皱。

参照图3，浮辊12的位置由安装在浮辊12上的位移传感器来测量确定，位移传感器输出的模拟量信号由PLC的模拟量模块接入，经比较指令把300读取值滤除在&6500以下，以保护位移传感器，经比较指令滤除后由传送指令将地址300的数据传送到数据寄存器D200。

因每次开机后，浮辊12位移都或多或少的存在偏差、非原点等情况，以及设备长时间运行后位移传感器存在一定的精度误差；为消除这些影响、提高测量精度，为后续PID指令运算提供准确的位移绝对值，在PLC中写入了位移自动校准程序，即浮辊12位移值/D200-浮辊12位移校准值(即开机后初始位移值)/D210＝D220/PID指令所需要的位移值。注意：因当前大部分位移传感器输出的都是BCD(二进制)码，为此必须将D200或D220寄存器中的16位BCD码转换成浮点数，并寄存于D230，以便于PLC浮点运算。然后将D230通过浮点乘运算乘以+6.3E-1，得到最终放卷张力控制PID所需要的浮辊12位移测量值D240。注意：乘数+6.3E-1可根据模拟量对数字量的倍率进行修改、调整。如模拟量4～20mA对应的张力是0～100N，那么该乘数就是100/20-4＝6.25N/mA，再将6.25换算成浮点数即可。并且该乘数可编程写于HMI触摸屏中数值输入元件以10进制数值显示、编辑，以更便于后期维修，在不修改PLC程序的情况下可更换不同类型的位移传感器，提高零部件的互换性。

参照图4，恒张力放卷工作原理：放卷张力是通过放卷浮辊12位移控制的。HMI触摸屏张力D300编辑设定后，点击触摸屏上的设定确认W0.00，将设定值传送至寄存器D310中。由浮点除指令将上述浮辊12位移测量值D240/D310＝D320放卷张力系数，即单位张力对应的位移值。放卷张力传感器测得的放卷张力实际值D330和放卷张力系数D320经PID指令算法处理后，得到放卷张力控制值D340，D340再经平均值指令处理D350次后得到线性良好的控制模拟量，并由模拟量输出模块的地址200输出，以控制放卷辊11变频器或(和)计米器(见图2)。同时为防止张力出现极值，控制放卷磁粉离合器的输出I/O地址100.02仅在放卷张力下限值D400≤放卷张力实际值D330≤放卷张力上限值D410，且计米器实测长度D500≤计米器设置长度D510时才会输出置1。100.03为放卷变频接触器及计米器强制急停输出I/O，它不受计米长度限制，以备不时之需。其中：D350、D400、D410、D500、D510为HMI触摸屏数值输入元件，可根据实际情况编辑、修改数值；平均值指令AVG为几何平均值，它不同于PLC设置里面的算术平均值，可使输出模拟量更加线性。

参照图5，恒力矩收卷工作原理：收卷张力是卷径控制方式、通过卷径递增而控制张力递减的。收卷辊22每转1周即触发接近开关0.03一个上升沿脉冲，由BCD码递增指令寄存于D600中，也就是收卷轴转数。D600与收卷张力设定值D610经PID指令运算处理后，得到收卷张力控制值D620，D620再经平均值指令处理D630次后得到线性良好的控制模拟量，并由模拟量输出模块的地址201输出，以控制收卷辊22变频器或(和)计米器(见图2)。同时为防止张力出现极值，控制收卷磁粉离合器的输出I/O地址100.04仅在收卷张力下限值D640≤收卷张力实际值D660≤收卷张力上限值D650，且计米器实测长度D500≤计米器设置长度D510时才会输出置1。100.05为收卷变频接触器及计米器强制急停输出I/O，它不受计米长度限制，以备不时之需。其中：D610、D630、D640、D650为HMI触摸屏数值输入元件，可根据实际情况编辑、修改数值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。