介绍一个我的研究生做的膜片张力控制系统。
靠近放卷轴的电动机采用编码器速度闭环反馈，该电动机的转速作为整个生产线的基准转速。中间的牵引电动机采用张力闭环反馈控制。
在生产线起动和停机过程中，膜片的线速度变化是张力控制最主要的扰动量，此时如果完全通过闭环来控制张力，很难得到理想的效果。
为了解决这一问题，张力闭环采用前馈控制，控制器输出量中的前馈分量与速度同步信号（基准转速）成比例，送给S7-300的PID系统功能块SFB 41的扰动输入端，张力PID控制器的输出作为速度微调信号。这样在基准转速变化时，各PID控制器输出中的前馈分量立即变化，提高了系统的动态响应性能。
各张力传感器的输出信号送给PLC的模拟量输入模块，张力给定值与张力反馈值的差值经PID运算后，PID控制器的输出信号与速度同步信号（即PID控制器中的扰动信号）相加，通过模拟量输出模块输出变频器的给定信号，实现张力闭环控制。
放卷部分用磁粉离合器作张力控制的执行机构，以防止放卷轴转动太快，张力过小。收卷部分用调压控制的力矩电动机作张力控制的执行机构。
下图的黑色矩形波为张力给定曲线，绿色为实测的转矩曲线。可以看出，张力控制系统具有很好的跟随性能，响应速度快，完全能满足生产工艺的要求。