GZR-800高压自排绕线机控制系统设计

发布时间：2017-07-20 11:01

  本文关键词：GZR-800高压自排绕线机控制系统设计

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【摘要】：变压器自动排线绕线机是用来绕制变压器线圈的特殊装备。本课题是受浙江兴基源电工设备有限公司委托,为简化传统变压器复杂的绕线机械结构,同时借鉴国内外的自动排线绕线机的先进设计思路,为绕制800 V.A及以下变压器高低压线圈设计高效稳定可靠的自动排线绕线机。绕主轴采用恒张力变频驱动方式,利用旋转编码器对绕线匝数进行自动计数,排本系统中的绕线机采用的控制模式为卷绕主轴电机与排线伺服设备分离驱动,主控系统以三菱公司FX3U-8MT型PLC为控制器,西门子Smart Line 700 IE触摸屏作为人机交互的工具,两者共同完成线圈绕制、生产参数设定、运行状态的监控及报警处理等生产控制任务。卷线系统采用伺服驱动器驱动伺服电机,与主轴电机组成随动系统,通过PLC程序控制排线伺服电机跟随主轴的转动平滑精准地移动,使得排线效果均匀而紧密,排线精度达到±0.01mm；同时绕线时主轴的转速最高时能达到：200r/min,绕线效率显著提高。为本系统编写的PLC程序能实现PLC对执行部件的控制、与外部其他元器件的数据交换、控制算法以及数据处理等,程序中用合理的思路解决了排线累积误差的问题。对绕线匝数的精准控制是通过逐次逼近法低速启停来实现的,当绕线累计匝数接近设定匝数时,主轴电机在低速运行阶段内,通过几次启停逐渐到达设定的匝数,这样既能提高变压器每层和每段匝数的精度,又能提高绕线的效率。鉴于不同线圈所设定的生产参数不同这一实际情况,编写了线圈号保存和显示的PLC程序,并组态了相应的触摸屏画面,这样可以节省线圈参数输入的时间,降低工人对参数输入的劳动强度。本操作系统针对不同的需要绕制的产品,可以在保持原有机械参数的前提下,改变控制系统中与所需绕制产品的相关参数,对相关参数进行柔性化调节,使机械结构复杂度降低,绕排线质量得以显著提高。此外,本文还对变压器绕线机的机械结构、生产工艺过程、控制系统硬件的选型与连接以及人机界面的组态进行了介绍,最后叙述了本控制系统现场调试遇到的问题及相应的解决方法。
【关键词】：变压器线圈 自动排线绕线 变频驱动 伺服控制
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM405
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 变压器自动排线绕线机概述11
• 1.2 研究背景及意义11-12
• 1.3 国内外绕线机的发展现状12-14
• 1.4 论文的主要研究内容14-15
• 第二章 变压器自动排线绕线机设备构成及控制要求15-21
• 2.1 变压器自动排线绕线机的设备构成15-16
• 2.2 自动排线绕线的生产工艺16-17
• 2.3 本系统的控制要求17-18
• 2.4 本章小结18-21
• 第三章 变压器自动排线绕线机控制系统方案与硬件设计21-33
• 3.1 PLC控制系统的设计流程21-22
• 3.2 控制系统总体方案设计22
• 3.3 控制系统主控设备简介22-25
• 3.3.1 主控制器22-23
• 3.3.2 人机界面23-24
• 3.3.3 旋转编码器24-25
• 3.4 系统电源控制电路设计25-26
• 3.5 卷绕主轴电机控制系统设计26-28
• 3.5.1 主轴电机变频器选型及简介26-27
• 3.5.2 卷绕主轴电机控制设计27-28
• 3.6 自动排线伺服控制系统设计28-32
• 3.6.1 伺服控制系统相关介绍29-30
• 3.6.2 自动排线伺服控制设计30-32
• 3.7 本章小结32-33
• 第四章 变压器自动排线绕线机控制系统软件设计33-53
• 4.1 PLC编程软件及程序总体结构33-37
• 4.1.1 PLC编程软件33-34
• 4.1.2 PLC工程的建立和程序总体结构34-37
• 4.2 自动排线程序设计37-40
• 4.3 自动绕线惯性补偿程序设计40-41
• 4.4 线圈段数设定和保存程序设计41-43
• 4.5 计算当前段数程序设计43-45
• 4.6 人机界面组态45-51
• 4.6.1 人机界面组态46-48
• 4.6.2 人机界面的总体结构及项目的下载48-51
• 4.7 本章小结51-53
• 第五章 现场调试53-57
• 5.1 系统调试前的准备事项53
• 5.2 调试过程53-54
• 5.3 调试过程中遇到的问题及解决方法54-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 附录59-63
• 附录A 主控制器PLC电气原理图59
• 附录B 监视PLC输入端状态的触摸屏界面59-60
• 附录C 自动排线绕线机设备总图60-61
• 附录D 自动排线绕线机电气控制柜内器件接线图61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 附件68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李良鹏;杜铮;万勇;;西门子Smart line HMI和S7-200 PLC在农业节水灌溉中的应用[J];湖北农机化;2011年06期

2 葛敏;王维俊;冯平;;基于PLC的智能扁平线宽边绕线机的研制[J];后勤工程学院学报;2008年04期

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本文编号：567631