APEX150轮胎胶挤出生产线速度控制系统的技术改造

论文摘要

随着消费者对产品质量要求的不断提高，在生产企业有一些使用时间较长的设备已经不能满足生产需要，本文就是针对APEX150轮胎胶挤出生产线速度控制系统不稳造成产品拉伸现象所作的技术改造。首先，对该设备从组成、控制及操作上做了详细的介绍，阐述了造成产品拉伸的主要原因为冷却装置和卷取装置之间的速度仅由高、低位光电开关控制，速度经常发生突变，对于不同产品速度变化率最高达到40％，但目前生产部门经过生产试验确定速度变化率在10％以内才能满足生产需求。其次，深入地论证了几种典型的张力卷取装置，结合该设备的实际情况，确定中心驱动的跳辊定位张力卷取装置最适合本设备，并在满足质量和生产部门对设备精度要求的前提下，选定了新的控制器及传感器。最后，因为原高、低位光电开关控制不能将速度变化率控制在10％以内，所以选择PI控制对控制对象进行实时快速检测、快速响应来实现，但因为卷取产品尺寸、规格不断变化，单一组的PI参数不适用所有规格，针对常规PI控制器在张力控制中控制参数难以整定的问题，在常规PI调节器的基础上，根据偏差及偏差的变化率，通过模糊推理来实现PI参数的自调整，从而使系统具备了模糊控制较强的鲁棒性和PI控制较高的稳态精度。通过将模糊自调整PI控制应用于APEX150轮胎胶挤出生产线的卷取张力控制改造中，经过2个多月的运行，由于工艺速度和产品规格变化所引起的产品宽度、重量不合格现象大大减少，卷取质量大为提高，所有产品的速度变化率都降到了10％以下。实验研究及工程实践都表明在常规PI控制器中加入模糊参数自整定后，系统的控制性能得到了很大的改善，因此该方案在张力卷取控制中具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 课题的来源及选题的依据
• 1.1 APEX150轮胎胶挤出生产线简介
• 1.1.1 供料机
• 1.1.2 APEX150挤出机
• 1.1.3 接取装置
• 1.1.4 冷却装置
• 1.1.5 双工位卷取装置
• 1.1.6 光电开关安装架
• 1.1.7 APEX150轮胎胶挤出生产线示意图
• 1.2 APEX150轮胎胶挤出生产线的电气传动与自动控制系统简介
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 系统组成
• 1.2.3 生产线的主要技术指标
• 1.3 APEX150轮胎胶挤出生产线的使用与操作
• 1.3.1 开机
• 1.3.2 主机的操作
• 1.3.3 液压机头的操作
• 1.3.4 供料机的操作
• 1.3.5 接取装置的操作
• 1.3.6 冷却装置的操作
• 1.3.7 卷取装置的操作
• 1.3.8 停机
• 1.4 课题的引出
• 2 张力导开和卷取装置介绍
• 2.1 中心驱动的跳辊定位张力卷取装置
• 2.2 中心驱动的张力检测卷取装置
• 2.3 中心驱动器的外径测量卷取装置
• 2.4 中心驱动的以线速度为目标的卷取装置
• 2.5 表面驱动的速度调节卷取装置（有张力传感器）
• 3 改造方案的确定
• 3.1 确定卷取装置
• 3.2 确定新的冷却装置与卷取装置的控制方式
• 3.3 选定新硬件
• 3.3.1 选定浮动辊位置传感器
• 3.3.2 选定PLC
• 4 程序算法及编程
• 4.1 冷却装置与卷取装置速度控制程序算法
• 4.2 PID控制器介绍
• 4.2.1 PID算法介绍
• 4.2.2 传统PID控制器的优缺点
• 4.3 模糊控制器介绍
• 4.3.1 模糊控制原理简介
• 4.3.2 模糊控制器
• 4.3.3 模糊控制器的优缺点
• 4.4 模糊自调整PI控制在张力控制中的应用
• 4.4.1 参数自适应模糊PI控制器的设计
• 4.4.2 模糊自调整PI控制器在APEX150轮胎胶挤出生产线张力控制中的实现
• 4.5 SLC500PLC中的PI运算程序片段
• 4.5.1 程序流程图
• 4.5.2 计算PI扫描周期和e、ec值程序片段
• 4.5.3 PI积分和比例计算程序片段
• 4.5.4 模糊自校正PI参数程序片段
• 5 改造及调试
• 6 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢