本文關(guān)鍵詞：軋輥獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的高速軋機(jī)控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：鋼絲圈是紡織行業(yè)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)高質(zhì)量成紗的關(guān)鍵器材。在整個(gè)鋼絲圈生產(chǎn)流程中,鋼絲圈基片的制造是必不可少的環(huán)節(jié),高速軋機(jī)是將前道拉拔形成的圓鋼絲軋制成各種規(guī)格基片的關(guān)鍵設(shè)備。在軋制過(guò)程中,圓鋼絲從放卷軸放卷,經(jīng)過(guò)2-3道次平輥冷軋成型,最后由卷取電機(jī)實(shí)現(xiàn)基片的收卷動(dòng)作、伺服電機(jī)完成基片的排距動(dòng)作。在鋼絲圈基片冷連軋制過(guò)程中,對(duì)鋼絲的張力控制貫穿整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。張力波動(dòng)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致基片成品率、產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率的降低,因此提高軋機(jī)電氣控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)張力響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)精度十分重要。為提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率,研究可靠的張力控制系統(tǒng)成為改造升級(jí)傳統(tǒng)軋機(jī)的前提條件。為解決傳統(tǒng)軋機(jī)機(jī)械傳動(dòng)噪聲大、軋輥配對(duì)困難、更換成本高、使用壽命短及基片成型精度低等缺點(diǎn)。本文重點(diǎn)研究與分析將配對(duì)軋輥及卷取排距兩軸機(jī)械解耦的可行方案,并給出軋輥及卷取排距兩軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的解決方案。新型軋機(jī)采用張力前饋補(bǔ)償?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)高精度的張力控制,放卷段通過(guò)力矩平衡模型改變給定信號(hào),結(jié)合張力環(huán)節(jié),構(gòu)成轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制,可實(shí)現(xiàn)良好的被動(dòng)放卷;軋制段采用無(wú)傳感器張力控制,1-2道次軋機(jī)線(xiàn)速度采用主從式控制策略,依靠分別設(shè)定與控制1-2道次軋機(jī)之間的速度差,間接控制鋼絲承受的張力,實(shí)現(xiàn)高精度軋制與張力控制;收卷段通過(guò)半徑速度模型改變給定速度,配合張力環(huán)節(jié),構(gòu)成速度閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)基片收卷的恒張力控制;排距驅(qū)動(dòng)采用高精度伺服電機(jī)與卷取電機(jī)同步運(yùn)動(dòng),將基片整齊地卷繞在工字料盤(pán)上。最后,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計(jì)出改進(jìn)型高速軋機(jī)的電氣控制系統(tǒng)。新型軋機(jī)的最高線(xiàn)速度由原來(lái)160m/min提高至220m/min,且速度連續(xù)可調(diào);可生產(chǎn)厚度為0.1~0.8mm、寬度為0.6~3.6mm范圍內(nèi)各種規(guī)格的鋼絲圈基片。新型系統(tǒng)具有控制精度高、運(yùn)行穩(wěn)定、噪聲小、軋輥壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：鋼絲圈基片 高速軋機(jī) 張力控制 獨(dú)立驅(qū)動(dòng) 同步運(yùn)行
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG334.9;TS103.822
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 紡織器材的應(yīng)用背景與研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外高速軋機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.2.1 高速軋機(jī)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 高速軋機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)10
• 1.3 鋼絲圈軋制工藝與電氣控制系統(tǒng)概述10-11
• 1.4 本文的主要研究任務(wù)與內(nèi)容11-12
• 1.4.1 本文的主要研究任務(wù)11-12
• 1.4.2 本文的主要內(nèi)容12
• 1.5 本文的創(chuàng)新點(diǎn)12-13
• 第二章 高速軋機(jī)軋輥驅(qū)動(dòng)模式及張力控制策略分析13-21
• 2.1 鋼絲圈基片的生產(chǎn)工藝13-15
• 2.1.1 鋼絲圈生產(chǎn)過(guò)程工藝流程13-14
• 2.1.2 鋼絲圈基片軋制成型系統(tǒng)的工藝流程14
• 2.1.3 成型工序的關(guān)鍵技術(shù)14-15
• 2.2 軋輥驅(qū)動(dòng)模式比較分析15-16
• 2.2.1 傳統(tǒng)軋輥機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式15
• 2.2.2 改進(jìn)型軋輥獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模式15-16
• 2.3 張力控制策略分析16-18
• 2.3.1 傳統(tǒng)張力控制方式16-17
• 2.3.2 彈性浮輥張力控制模式17-18
• 2.3.3 高速軋機(jī)控制系統(tǒng)的總體方案18
• 2.4 各段傳動(dòng)系統(tǒng)控制與張力控制方案18-20
• 2.4.1 放卷段張力控制18-19
• 2.4.2 無(wú)傳感器軋制段張力控制19-20
• 2.4.3 收卷段張力控制20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 張力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與控制策略21-36
• 3.1 放卷段張力分析21-25
• 3.1.1 放卷段張力模型21-23
• 3.1.2 放卷段張力控制策略23-25
• 3.2 無(wú)傳感器軋制段張力分析25-29
• 3.2.1 軋制段張力模型25-27
• 3.2.2 軋制段張力控制策略27-29
• 3.3 收卷段張力分析29-33
• 3.3.1 收卷段張力模型29-30
• 3.3.2 卷取控制策略30-31
• 3.3.3 排距成型控制策略31-33
• 3.4 張力控制模型仿真33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)36-52
• 4.1 電氣系統(tǒng)硬件選型36-41
• 4.1.1 控制器選型36-38
• 4.1.2 電機(jī)選型38-39
• 4.1.3 變頻器選型39-40
• 4.1.4 磁粉制動(dòng)器選型40-41
• 4.1.5 旋轉(zhuǎn)編碼器選型41
• 4.1.6 觸摸屏選型41
• 4.2 供電線(xiàn)路設(shè)計(jì)41-45
• 4.2.1 PLC供電線(xiàn)路41-42
• 4.2.2 變頻器供電線(xiàn)路42-43
• 4.2.3 伺服系統(tǒng)供電線(xiàn)路43-44
• 4.2.4 磁粉制動(dòng)器供電線(xiàn)路44
• 4.2.5 總供電線(xiàn)路設(shè)計(jì)44-45
• 4.3 高速軋機(jī)控制系統(tǒng)組成45-46
• 4.4 PLC硬件設(shè)計(jì)46-48
• 4.4.1 PLC地址分配46-47
• 4.4.2 PLC外圍接線(xiàn)圖47-48
• 4.5 變頻器硬件設(shè)計(jì)48-49
• 4.6 伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第五章 電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果52-62
• 5.1 用戶(hù)編程軟件及指令52
• 5.2 控制系統(tǒng)主程序流程圖52-54
• 5.3 PLC與外圍設(shè)備通信54-57
• 5.3.1 PLC與變頻器的通信54-56
• 5.3.2 PLC與伺服驅(qū)動(dòng)器的通信56
• 5.3.3 PLC與觸摸屏的通信56-57
• 5.4 觸摸屏畫(huà)面設(shè)計(jì)57-60
• 5.5 運(yùn)行結(jié)果與分析60-61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-63
• 6.1 研究總結(jié)62
• 6.2 對(duì)今后工作的展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄67-73
• 附錄1 作者在攻讀碩士學(xué)位期間完成的成果67-68
• 附錄2 開(kāi)關(guān)部分控制系統(tǒng)主程序68-70
• 附錄3 硬件設(shè)計(jì)圖70-73

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本文編號(hào)：1065330