包装机卷带包装材料供送过程中，卷带包装材 料的张力对包装的质量和包装机的工作速度有很 大的影响.随着工作时卷带包装材料的半径不断缩 小，其在供送过程中的张力也不断地变化，张力大 则可能引起包装材料的塑性形变甚至断裂，张力小 则引起包装材料的打折、起皱从而影响包装质量和 包装机的工作速度.控制张力的实质是控制卷筒材 料转轴的转动阻力矩.目前，国外包装机卷筒材料 供送过程张力控制系统对执行元件控制主要釆用 两种方法：电机控制和滑动控制.其中电机控制经 常应用于对速度和张力都有要求的大规模系统中， 滑动控制一般用于低张力的小规模系统中.由于大 部分包装生产中要求张力值较小且恒定，本文针对 于生产要求，所研究的张力控制系统中釆用磁粉制 动器作为执行元件.

1磁粉制动器的工作原理

嵌装着线圈的主动件和被动件之间装有轴承. 两者之间形成了一个同心的圆柱形气隙.在此气隙 中，放入导磁率高、耐热性好的不锈钢磁粉,当主动 件回转而线圈不通电励磁时，气隙中的磁粉由于离 心力作用被压附在主动件的内壁上，因此被动件处 于完全脱离状态.若线圈通电励磁，则将有磁场产 生，磁粉在磁场作用下立即把两个回转体连接在一 起，由磁粉间的磁性结合力和磁粉与两运动件的摩擦力来传递力矩⑴.通过控制励磁电流来控制磁 粉制动器的输出力矩，进而保证张力的恒定.

3张力控制系统的硬件设计

本文釆用工业控制器即单片机作为整个张力控制系统的核心，用磁粉制动器作为执行元件，用 张力传感器实时反馈张力的变化系统的原理。

釆用8098十六位单片机来完成控制任务，单 片机接受人机对话的主控信号，如张力给定值 等⑹.并通过RS - 232C串行接口，把数据和命令 送到其他元件，同时也接受反馈回来的检测数据、 控制参数等，供整个系统协调、控制、显示之用.此 外，单片机还负责控制牵引电动机的速度,使它工作在一定的工作速度上m.

张力传感器所釆集的信号经过D/A转换器转 换后，被单片机按照一定的算法处理，再由A/D转 换器转换成模拟信号，经过PWM放大后控制磁粉 制动器的输出转矩,从而维持张力的恒定.

所釆用的磁粉制动器，其额定 电压DV24V,额定转矩3 N-m,激磁电流变化范围 0~ 0.53 A.选用Kortis的AS- 101角度传感器，工 作电源10 ~ 30 V/15 mA,最大检测角度200。,精确 度 2.5 mV.

4张力控制系统的软件设计

张力控制系统的软件主要完成参数设置、模拟 量输入、张力计算及调整、模拟量输出等功能.其程 序框图如图5所示.

5结论

为在单位阶跃输入下仿真实验结果，仿 真工具为Simulink.中横坐标为时间(s),纵坐标 为张力(N).经仿真实验和实际运行证明，系统的 设计合理,数学模型正确.相对于精度较低的摩擦 式张力控制效果较好，可以实现恒张力控制.