双变频卷染机控制系统的设计

发布时间：2017-07-04 06:21

  本文关键词：双变频卷染机控制系统的设计

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【摘要】：印染是纺织物加工过程中非常重要的一环,对布料、服装等的经济价值有着决定性的作用。我国虽是纺织大国,每年出厂的印染产品都位居世界前列,但在布匹的质量、档次方面落后于欧美等发达国家的商品,仍要大量进口各类高端面料来满足国内需求。主要原因还是我国印染行业整体技术水平的落后,随着经济全球化和贸易自由化的加剧,印染行业的竞争愈演愈烈,我们应该努力提高设备的信息自动化水平,发挥自身的优势,增强产品的核心竞争力。本文首先介绍了整个印染工业的发展背景,分析了当今国内外卷染机控制系统的发展趋势,简要概述了卷染机的结构组成和工作原理,提出了整个控制系统的设计方案,主要是实现对恒线速度、恒张力和智能化温度的调控。详细的对整个硬件系统做了分析和介绍,包括:整个机械传动控制系统、电源线路设计、变频器、触摸屏、可编程逻辑控制器、各种传感器等模块的选型和设计。然后介绍了整个软件系统的设计,包含:系统控制的主程序、各个环节的子程序编写,人机交互界面的设计等。文中对卷染过程中恒线速度、恒张力的实现方法进行了细致的分析,利用双变频器分别对两个电动机进行速度和转矩的控制,并提出了积分分离PID算法对织物的速度进行调节,建立了系统的速度控制模型,对其进行了仿真运行。将结果和传统PID算法控制相比对,结果表明,采用积分分离PID算法对速度调节时,系统响应速度更快,有效的减小了超调量,能够更快的使速度趋于稳定,保证了染色的效果。针对张力控制系统的时变、非线性特征设定了双环张力控制系统,通过控制卷辊速度最终实现张力的恒定。采用比例控制和PID算法控制相结合对染缸的温度进行智能化的调节,满足染色需求。
【关键词】：变频调速 可编程控制器 卷染机 恒线速度 积分分离PID
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS103;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状以及发展趋势11-13
• 1.3 研究内容13-15
• 第二章 控制系统整体构架的设计15-23
• 2.1 卷染机的组成及工作原理15-17
• 2.2 控制系统的概况17-19
• 2.2.1 系统组成17-18
• 2.2.2 技术参数18
• 2.2.3 控制目标18-19
• 2.3 控制方式和策略19-23
• 2.3.1 可编程控制器的设计及选型19-21
• 2.3.2 触摸屏的选型21
• 2.3.3 变频器的选型21
• 2.3.4 编码器的选型21-23
• 第三章 卷染机控制系统的数学分析23-38
• 3.1 可逆卷染机构的调节特性23-24
• 3.2 张力的形成24-25
• 3.3 运动状态的分析25-27
• 3.4 变频调速系统27-29
• 3.4.1 变频调速原理27-28
• 3.4.2 变频调速的几种方式28-29
• 3.5 恒线速度的实现方式29-30
• 3.6 恒张力的实现方式30-31
• 3.7 控制算法建模仿真31-38
• 3.7.1 速度控制系统建模33-34
• 3.7.2 积分分离PID算法的实现34
• 3.7.3 速度控制系统的仿真34-38
• 第四章 卷染机控制系统的硬件设计38-46
• 4.1 硬件线路设计38-39
• 4.1.1 主电源回路的设计38
• 4.1.2 控制回路电源线路的设计38-39
• 4.2 传动控制系统硬件设计39-41
• 4.3 触摸屏硬件设计41
• 4.4 PLC硬件系统设计41-42
• 4.5 温度控制42-46
• 4.5.1 管道系统42-44
• 4.5.2 温度测量元件44
• 4.5.3 温度模块44-46
• 第五章 软件设计及调试46-61
• 5.1 主程序设计46
• 5.2 串行通信子程序的设计46-48
• 5.3 计圈子程序的设计48-49
• 5.4 织物厚度计算子程序49-51
• 5.5 传动控制系统子程序51
• 5.6 人机交互界面的设计51-56
• 5.7 系统调试56-61
• 5.7.1 可编程控制器的调试56-57
• 5.7.2 速度、张力以及温度的调试57-61
• 第六章 结论61-62
• 参考文献62-65
• 附录65-70
• 致谢70

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