非织造布自调匀整控制系统研究与设计

论文摘要

非织造布是一种不需要纺纱织布而形成的织物,具有工艺过程简单,劳动生产率高;生产速度快,产量高;可应用纤维范围广;工艺变化多,产品用途广等优点,是当今发展较快的产业之一。均匀度是非织造布产品质量中一项很重要的指标,直接影响产品的后继加工性能和最终使用性能。自调匀整装置对改善非织造均匀度具有显著作用,但国内目前对于非织造自调匀整装置的研究远远落后于国外。本课题立足非织造自调匀整设备国产化,对非织造布自调匀整控制系统进行了研究与设计。首先从自调匀整理论入手,对非织造设备及工艺进行原理分析,建立其数学模型;结合现代计算机控制技术及DCS(Distributed ControlSystem,集散控制系统)理论,建立非织造布自调匀整DCS控制系统;提出了基于模糊PID的非织造布均匀度控制技术,比较完整地设计出了一个自调匀整控制系统。此项研究对我国非织造自调匀整设备国产化有一定的帮助,是一种新型的尝试。(1)非织造工艺模型的研究目前非织造布成品的均匀度还不能令人完全满意,即使通过对交叉铺网机工艺改进,取得了一定的效果,但还不能达到最佳效果。本文通过对非织造工艺设备的研究,建立了梳理机输出数学模型,提出了通过改变梳理机道夫速度控制纤网横向均匀度方法,以开闭环相结合的方式建立非织造自调匀整控制系统,保证非织造均匀度。(2)基于DCS的非织造自调匀整控制系统的设计通过对DCS系统的研究,选择SIEMENS PCS 7作为本次课题的控制系统,建立基于DCS的非织造自调匀整控制系统。实验证明:采用先前提出理念所设计的自调匀整控制系统对于改善非织造布均匀度具有明显效果。(3)基于模糊PID的非织造均匀度控制技术研究在阐述传统PID控制、模糊控制理论,并对它们存在的不足之处加以分析的基础上,提出了基于模糊PID的非织造均匀度控制技术。仿真结果证明:采用模糊PID控制对非织造均匀度调整效果较普通PID具有更好的动态、静态性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自调匀整控制装置及组成
• 1.3 非织造工艺概述
• 1.4 国内外自调匀整控制装置现状
• 1.5 论文的主要研究工作和主要创新点
• 1.6 论文的结构安排
• 第二章 非织造布自调匀整工艺建模
• 2.1 引言
• 2.2 梳理机输出数学模型及传递函数
• 2.3 交叉铺网机铺网工艺概述
• 2.4 非织造自调匀整均匀度控制
• 2.5 小结
• 第三章 DCS控制系统概述
• 3.1 引言
• 3.2 DCS概述
• 3.3 PCS 7过程控制系统
• 3.4 小结
• 第四章 非织造自调匀整DCS系统设计
• 4.1 引言
• 4.2 SIMATIC管理器的全局设置
• 4.3 硬件配置和下载
• 4.4 程序设计
• 4.5 WinCC编辑
• 4.6 均匀度实验效果分析
• 4.7 小结
• 第五章 基于模糊PID的非造织均匀度控制技术研究
• 5.1 引言
• 5.2 模糊控制
• 5.3 模糊PID控制
• 5.4 基于MATLAB/SIMULINK的系统建模
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究成果总结
• 6.2 研究前景展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表和完成的论文
• 致谢