本文關(guān)鍵詞：一類(lèi)輪胎冠帶纏繞張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了提高輪胎成型工藝中冠帶纏繞張力的控制精度以及改善胎坯成型質(zhì)量,本文以半鋼乘用(輕卡)子午線(xiàn)輪胎二次法二段LCE1418-02JY成型機(jī)為例,設(shè)計(jì)了一套以冠帶張力控制器為核心部件,以可外部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的觸摸屏MT4424TE和三菱伺服電機(jī)為輔件的輪胎冠帶張力控制系統(tǒng),本文是以高性能的DSC MC56F8037作為主控芯片,采用雙輸入單輸出的閉環(huán)反饋控制方式。同時(shí),針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大功率電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境,設(shè)計(jì)了可抗強(qiáng)電磁干擾的張力信號(hào)調(diào)理硬件電路,保證張力信號(hào)的有效控制;主芯片通過(guò)光耦隔離驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),進(jìn)一步提高了信號(hào)的傳輸可靠性。根據(jù)輪胎冠帶張力模型分析和系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要求,本文軟件設(shè)計(jì)中選取了帶死區(qū)的積分限幅PID控制算法,并以速度擾動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)響應(yīng)情況為例,進(jìn)行了Matlab仿真驗(yàn)證;使用UML工具對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行詳細(xì)的模塊化設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)建模分析,主要包括:系統(tǒng)狀態(tài)圖、控制順序圖及活動(dòng)圖等。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,系統(tǒng)冠帶張力控制可正常運(yùn)行,冠帶纏繞時(shí)張力波動(dòng)范圍在±2N之內(nèi),纏繞速度達(dá)到400 m/min,觸摸屏與張力控制器可靠通訊,張力設(shè)定值為3N~15N,控制精準(zhǔn),基本無(wú)脫出和打結(jié)現(xiàn)象;可實(shí)現(xiàn)纏繞過(guò)程中的手自動(dòng)無(wú)擾切換,降低了冠帶廢料,提高了輪胎成型機(jī)的工作效率,且在一定程度上提高了輪胎質(zhì)量。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠、經(jīng)過(guò)一年期限的樣機(jī)運(yùn)行,其控制效果滿(mǎn)足廠(chǎng)家需求,完成了對(duì)國(guó)產(chǎn)二次法成型機(jī)二段冠帶纏繞控制系統(tǒng)的自動(dòng)化改造,為智能一體化控制設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：二次法成型機(jī) 數(shù)字信號(hào)控制器 光耦隔離 UML 建模
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的背景與研究意義9-12
• 1.1.1 子午胎特點(diǎn)及其成型工藝9-11
• 1.1.2 輪胎成型工藝中冠帶纏繞張力控制的意義11-12
• 1.2 子午胎成型機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 成型機(jī)控制的智能化發(fā)展13
• 1.3 張力控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 張力控制系統(tǒng)的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 輪胎冠帶張力控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4.1 課題的主要研究?jī)?nèi)容15
• 1.4.2 文章結(jié)構(gòu)15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 輪胎冠帶張力控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)17-28
• 2.1 輪胎冠帶纏繞結(jié)構(gòu)介紹17-18
• 2.2 冠帶張力控制系統(tǒng)工作原理18-19
• 2.2.1 冠帶張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求18
• 2.2.2 冠帶張力控制系統(tǒng)UML建模18-19
• 2.3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)19-27
• 2.3.1 系統(tǒng)控制方式的設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.2 張力控制器設(shè)計(jì)框圖21-23
• 2.3.3 冠帶線(xiàn)速度測(cè)量方案的分析23-24
• 2.3.4 控制電機(jī)的選型24-25
• 2.3.5 張力傳感器的選型25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 冠帶張力控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)28-44
• 3.1 數(shù)字信號(hào)控制器設(shè)計(jì)28-30
• 3.1.1 控制器主控芯片簡(jiǎn)述28-29
• 3.1.2 MC56F8037在冠帶張力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用29-30
• 3.2 系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)30-32
• 3.3 張力信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)32-37
• 3.4 伺服驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)37-39
• 3.5 其他電路設(shè)計(jì)39-42
• 3.5.1 觸摸屏通訊電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.5.2 JTAGE接口電路設(shè)計(jì)40-41
• 3.5.3 I/O接口電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.6 冠帶張力控制器電氣安裝圖42-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第四章 冠帶張力控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44-65
• 4.1 冠帶張力控制算法分析44-51
• 4.1.1 冠帶張力靜態(tài)模型44-46
• 4.1.2 冠帶張力動(dòng)態(tài)模型46-48
• 4.1.3 張力控制策略工程設(shè)計(jì)48-51
• 4.2 張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51-55
• 4.2.1 系統(tǒng)功能分層說(shuō)明52
• 4.2.2 系統(tǒng)控制軟件模塊設(shè)計(jì)52-54
• 4.2.3 張力控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)54-55
• 4.3 張力控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模55-59
• 4.3.1 控制系統(tǒng)狀態(tài)圖55-56
• 4.3.2 張力控制順序圖56-57
• 4.3.3 冠帶控制活動(dòng)圖57-59
• 4.4 觸摸屏通訊程序設(shè)計(jì)59-64
• 4.4.1 基于Modbus協(xié)議的串口通訊設(shè)計(jì)59-62
• 4.4.2 步科觸摸屏MT4424TE程序設(shè)計(jì)62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 冠帶張力控制系統(tǒng)調(diào)試65-71
• 5.1 張力控制器離線(xiàn)測(cè)試65-66
• 5.1.1 硬件測(cè)試65-66
• 5.1.2 軟件測(cè)試66
• 5.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試運(yùn)行結(jié)果66-70
• 5.2.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試流程66-67
• 5.2.2 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能67-68
• 5.2.3 張力控制效果圖68-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 1. 本文主要研究成果71
• 2. 對(duì)本課題進(jìn)一步研究工作的意見(jiàn)和建議71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77-78

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