交联电缆生产线电控系统的研制

论文摘要

交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆是我国目前推广使用的电力电缆。目前国内交联电缆生产线均采用多机组、多步骤生产工艺,并且大多依靠进口,因此对交联聚乙烯绝缘电缆生产线进行研究,具有重要的现实意义。本文构建了以PLC作为主控器,包括工控机、直流调速器、变频器、电子计量称、电磁阀、继电器以及接触器在内的交联电缆生产线自动控制系统。文章主要对挤出机的温度控制和转速控制、计量秤控制、系统的安全报警和电磁兼容性进行了研究。系统共有25个温度点,需要对其中21个温度点进行控制,其余的4点是温度测量点,温度控制中精度要求较高的点采用PID控制算法,精度要求较低的点采用滞回比较控制算法转速控制包括直流电机的控制和交流电机的控制,PLC通过PROFIBUS-DP总线控制直流调速器和交流变频器进而控制相应的直流电机和交流电机的转速。工控机通过串口控制电子计量秤,并将计量秤的状态通过串口读取回工控机。为确保系统安全的工作,系统设置了声音和颜色闪烁报警,并在报警发出的同时对系统的故障自动做出相应的处理。为了系统稳定的运行,本文对系统的电磁兼容性进行了研究,主要包括系统的接地、布局、走线等。系统所有装置的运行状态都反馈到上位机以方便操作员进行监控,同时系统允许操作员通过上位机修改和设置必要的参数,并对系统的特殊动作做出相应的处理。本文对交联电缆生产线电控系统的各个部分进行了详细的分析和设计,并且在现场进行了相应的调试,为生产线的正常稳定工作打下了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 工业自动控制系统的发展
• 1.2.1 PLC控制系统
• 1.2.2 DCS控制系统
• 1.2.3 FCS控制系统
• 1.2.4 西门子TIA系统
• 1.3 本文的主要研究内容和结构
• 第2章 电控系统的硬件设计
• 2.1 电控系统的整体设计
• 2.1.1 交联电缆生产线的工作过程
• 2.1.2 电控系统的整体结构
• 2.2 PLC硬件配置及模块的功能介绍
• 2.3 温度控制系统的设计
• 2.3.1 温度控制系统的技术要求
• 2.3.2 温度控制算法介绍
• 2.4 转速控制系统的设计
• 2.4.1 直流调速控制系统的设计
• 2.4.2 交流变频控制系统的设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 电控系统的软件设计
• 3.1 Step7-V5.3 的组态
• 3.2 PLC程序设计
• 3.2.1 Step7-V5.3 编程功能介绍
• 3.2.2 PLC程序的整体结构
• 3.2.3 温度控制系统的软件设计
• 3.2.4 转速控制系统的软件设计
• 3.3 上位机的组态和程序设计
• 3.3.1 系统监控调试界面的组态
• 3.3.2 系统报警信息的组态
• 3.3.3 温度显示的软件滤波
• 3.3.4 报表的打印
• 3.4 计量秤的控制
• 3.5 本章小结
• 第4章 电控系统的调试
• 4.1 温度控制系统的调试
• 4.1.1 PID控制的调试
• 4.1.2 温度测量点的数据处理
• 4.2 直流调速系统的调试
• 4.3 变频调速系统的调试
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统抗干扰设计
• 5.1 PLC的抗干扰设计
• 5.1.1 PLC控制系统中的干扰及其来源
• 5.1.2 主要抗干扰措施
• 5.2 直流调速器的抗干扰设计
• 5.3 变频器的抗干扰设计
• 5.3.1 噪声的来源及传播途径
• 5.3.2 抑制噪声的方法
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢