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起毛机多轴同步传动控制系统研制

作　者: 蒋晓磊
导　师: 史伟民
学　校: 浙江理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 伺服控制 张力调节 闭环控制 多轴同步
分类号: TS112
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


起毛,就是从织物表面拉出绒毛的整理,织物起毛加工的目的,是为了改善织物的风格和外观,使织物具有毛型感,增强保暖性,提高外观的膨松性,使织物变得厚实,手感柔软,提高服用价值。目前,起毛机的市场需求呈现出多品种、快速化、低成本、高可靠、高技术的态势。传统的起毛机采用纯机械式调速,控制简单,但机械结构复杂,近年来在国际上已逐渐淘汰。国内的主要一些起毛机生产厂家也逐渐从传统设计模式转为新型设计模式。本课题研究的方向即为基于高性能PLC控制的新型起毛机控制系统的研究。本文从起毛机起毛机理、硬件电路设计、控制软件开发等方面对新型起毛机的控制系统进行详细的阐述。首先,对起毛机的整体结构进行分析,分别介绍了起毛机的导布系统结构,起毛系统结构和锡林、针辊各关键部件,对起毛机控制系统的整体要求进行分析,包括整机运行速度的要求,系统运行的同步性要求,触摸屏控制要求以及张力同步性和平稳性控制要求;然后,根据控制系统要求,进行硬件电路的设计,包括主控制器及各执行器件,从导布系统、起毛系统、通信系统、供电系统几个方面对起毛机控制系统的硬件电路设计进行了阐述;接着,在硬件系统的基础上,根据控制功能要求,进行控制系统的软件开发,包括触摸屏软件开发和PLC软件开发,把控制系统分解为几个模块,采用多任务层次化的设计思想进行软件设计;最后,研究了一种基于PID算法的闭环张力控制技术,提高了张力控制精度和系统抗干扰能力,并在此基础上引入多轴速度调节补偿机制,解决了设备运行时的同步性问题,实现多轴同步张力动态平稳调节。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 后整理设备起毛机概述  9-11
  1.2 国内外起毛机技术发展现状  11-13
    1.2.1 国内起毛机发展  11
    1.2.2 国外起毛机发展  11-12
    1.2.3 起毛机研究现状与发展趋势  12-13
  1.3 课题研究背景和主要内容  13-15
    1.3.1 课题研究背景  13-14
    1.3.2 主要研究内容  14-15
  1.4 本章小结  15-16
第二章 起毛机控制系统总体设计  16-22
  2.1 控制系统控制要求  16-19
  2.2 控制系统功能要求  19
  2.3 主要技术指标  19-20
  2.4 控制系统总体设计  20-21
  2.5 本章小结  21-22
第三章 起毛机控制系统硬件设计  22-33
  3.1 硬件总体框架  22-23
  3.2 PLC 选型  23
  3.3 双PLC 结构的主控制器  23
  3.4 导布系统电路设计  23-25
    3.4.1 伺服控制硬件电路设计  23-24
    3.4.2 张力信号采集硬件电路设计  24-25
  3.5 起毛系统电路设计  25-26
  3.6 基于 RS232 和 RS485 总线的通信电路设计  26-29
    3.6.1 主从PLC 通信  26-27
    3.6.2 主PLC 与触摸屏通信  27-28
    3.6.3 从PLC 与变频器通信  28-29
  3.7 PLC 输入输出点配置  29-32
  3.8 电源电路设计  32
  3.9 本章小结  32-33
第四章 起毛机控制系统软件设计  33-50
  4.1 起毛机触摸屏界面设计  33-38
    4.1.1 主菜单  33-35
    4.1.2 部分运行  35-36
    4.1.3 全机运行  36-37
    4.1.4 自动引布  37-38
  4.2 主PLC 程序设计  38-41
    4.2.1 部分运行控制  38-39
    4.2.2 全机运行控制  39-40
    4.2.3 自动引布控制  40-41
  4.3 从PLC 程序设计  41-45
    4.3.1 进布伺服控制  42
    4.3.2 变频器运行控制  42-43
    4.3.3 变频器状态查询和复位  43-45
  4.4 PID 控制算法及软件设计  45-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 调试  50-54
  5.1 变频器调试  50
  5.2 伺服调试  50-51
  5.3 触摸屏调试  51
  5.4 主从PLC 调试  51-52
  5.5 整机调试  52-53
  5.6 本章小结  53-54
第六章 总结与展望  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
附录一 研究成果实物照片  59-60
附录二 部分PLC 程序  60-68
附录三 电路硬件原理图  68-69
攻读硕士学位期间的发表的学术论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 棉纺织 > 机械与设备
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