【摘要】：非晶薄帶具有高電阻率、高機電耦合系數(shù)、低溫度電阻系數(shù)、高飽和磁感、低損耗等優(yōu)異的電磁特性,使其在電力電子行業(yè)有著廣泛用途。作為非晶薄帶生產(chǎn)的控制系統(tǒng),其設(shè)計的性能左右著生產(chǎn)帶材的品質(zhì)與效率。目前我國的非晶薄帶控制技術(shù)上仍落后于國外,國內(nèi)絕大多數(shù)生產(chǎn)線效率低、容量小,控制精度低,所生產(chǎn)帶材一致性和尺寸精度差,市場比重低。因此研究一套性能好、精度高、低成本、穩(wěn)定性好、易維護的控制系統(tǒng)具有十分重大的研究價值。本文通過對非晶薄帶的生產(chǎn)工藝的分析與研究,設(shè)計了以西門子S7-300為主核心控制器的非晶薄帶控制系統(tǒng)方案。該方案主要有三部分：硬件方案設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計和張力算法設(shè)計。在硬件方案設(shè)計上充分考慮了系統(tǒng)性能需求、可靠性、穩(wěn)定性及硬件成本等綜合性能。對控制器、變頻器、電機、觸摸屏、上位機等做了選型與分析。搭建了穩(wěn)定、時效高的控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò),設(shè)計了安全可靠的電氣方案。軟件設(shè)計方面,借助西門子STEP7軟件和WinCC組態(tài)軟件開發(fā)平臺,以功能模塊化設(shè)計理念,對系統(tǒng)各子部分進行編程和組態(tài)。主要內(nèi)容包括系統(tǒng)硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài),包車運動子系統(tǒng)、銅輥修模子系統(tǒng)、抓取卷繞子系統(tǒng)、溫度控制子系統(tǒng)、壓力控制子系統(tǒng)程序設(shè)計,系統(tǒng)的可靠性設(shè)計,設(shè)計了美觀實用的HMI界面和上位機交互界面。在張力控制算法設(shè)計中,分析了非晶帶卷卷繞過程中張力產(chǎn)生的原理,對卷繞過程中動態(tài)轉(zhuǎn)矩與動態(tài)卷徑作了分析計算,提出間接轉(zhuǎn)矩負反饋的恒張力控制方法。采用模糊控制算法應(yīng)用于PID控制器參數(shù)整定,并使用MATLAB工具進行了實驗和仿真分析。引入積分分離控制策略,解決卷繞速度模式切換到轉(zhuǎn)矩模式時積分累積問題。最后將算法在S7-300控制器上實現(xiàn),在實際生產(chǎn)中取得了不錯的效果。本文提出的非晶薄帶成型機自動控制系統(tǒng)方案已通過項目驗收。該方案不僅能提高生產(chǎn)效率與品質(zhì),而且設(shè)備運行穩(wěn)定可靠。在解決卷繞過程中帶材張力不均勻的問題上有理想的表現(xiàn)。
[Abstract]:Amorphous thin strip has excellent electromagnetic characteristics, such as high resistance, high electromechanical coupling coefficient, low temperature resistance coefficient, high saturation magnetic inductance, low loss and so on, so it has a wide range of applications in power electronics industry. As the control system of amorphous strip production, the performance of its design affects the quality and efficiency of the production strip. At present, the control technology of amorphous strip in our country still lags behind that of foreign countries. Most of the domestic production lines have low efficiency, small capacity, low control accuracy, poor consistency and dimensional accuracy of the produced strip, and low market proportion. Therefore, it is of great research value to study a set of control system with good performance, high precision, low cost, good stability and easy maintenance. In this paper, based on the analysis and research of the production process of amorphous thin strip, a control system scheme of amorphous strip with Siemens S7 鈮，

本文編號：2494099