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基于PLC的卧式二次浸渍干燥生产线研究与开发

2020-12-27阅读(824)

基于PLC的卧式二次浸渍干燥生产线研究与开发

论文摘要

随着浸渍纸行业的快速发展,传统卧式浸渍干燥生产线自动化程度不高,效率低,而且由于采用的控制技术较落后,系统各传动辊线速度协调性不够,剪切精度低,误差大,导致产品长度一致性差,操作复杂等缺点日益显现,这已经成为我国浸渍纸行业发展的瓶颈。因此,对卧式浸渍干燥生产线实现自动化控制,获得一种对卧式浸渍干燥生产线生产过程实行在线调整和控制的方法是非常必要的。本课题针对国内外现状,在深入分析常州市某装饰材料有限公司所使用的卧式二次浸渍干燥生产线控制原理和生产过程基础上,找出了该浸渍干燥生产线运行过程中存在的许多问题,如:（1）各辊筒对应传动电机协调性不高,导致各传动辊筒线速度不一致,且无法查看各辊筒实时线速度,完全靠工人经验调节各传动电机;（2）剪切机构采用异步电机经变频控制,由链传动带动剪切刀旋转,剪切精度低,误差大,且无法实现定位（色标处）剪切;（3）调偏机构调偏效率低、故障率高、噪声大;（4）生产线操作复杂,工人劳动强度大。通过对上述问题的分析,进而对卧式二次浸渍干燥生产线调偏机构和整个控制系统进行了全新的设计。改进如下:（1）可编程序控制器（Programmable Logic Controller-PLC）通过RS485通信模块对每一台变频器实现精确控制,各辊筒线速度在人机界面实时显示且可调,保证各辊筒协调运转;（2）剪切刀由伺服电机驱动,PLC通过定位模块控制伺服单元,提高了剪切精度,并加入色标传感器,配合剪切刀完成定位剪切;（3）改进了调偏机的传动机构,调偏机由小功率永磁同步电机驱动,经滚珠丝杠副将调偏动力传至调偏辊,提高了调偏效率及精度,降低了故障率,且消除了噪声;（4）添加了人机界面,通过人机界面显示及设定各种参数,并对风机变频参数设置了配方,大大降低了工人的劳动强度。本课题综合运用了PLC、伺服模块、变频器、编码器、触摸屏等现代控制部件,实现了以PLC为控制核心的卧式二次浸渍干燥工艺的自动化生产,解决了原生产线使用中存在的问题和不足,使生产线操作简单。相比原生产线,系统的稳定性、灵活性、自动化程度得到了提高,生产线适应范围更广,并且大大降低废品率,提高了浸渍纸的加工精度和质量,给企业带来了可观的经济效益,提高了产品的市场竞争力,满足了不同层次客户的需求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 插图索引
  • 附表索引
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景及意义
  • 1.2 卧式浸渍干燥机国内外研究现状
  • 1.3 本课题研究的主要内容
  • 1.4 本课题研究的主要目的
  • 1.5 本章小结
  • 第2章 卧式二次浸渍干燥机生产工艺与系统改进
  • 2.1 卧式二次浸渍干燥机技术发展
  • 2.2 卧式二次浸渍干燥机的生产工艺与工作原理
  • 2.3 卧式二次浸渍干燥机机械传动机构
  • 2.4 现有卧式二次浸渍干燥机存在的问题与不足
  • 2.5 卧式二次浸渍干燥机调偏机构的改进
  • 2.5.1 纸幅跑偏分析
  • 2.5.2 调偏系统优化
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 卧式二次浸渍干燥机控制方案
  • 3.1 卧式二次浸渍干燥机的控制要求
  • 3.1.1 一次浸渍部分控制
  • 3.1.2 二次浸渍部分控制
  • 3.1.3 干燥室风机控制
  • 3.1.4 调偏机控制
  • 3.1.5 牵引电机控制
  • 3.1.6 剪切机控制
  • 3.2 卧式二次浸渍干燥机控制方案选择
  • 3.2.1 现代工业设备的控制方式
  • 3.2.2 可编程控制技术发展史及其发展趋势
  • 3.2.3 PLC 的基本组成与工作原理
  • 3.2.4 PLC 控制方案设计原则
  • 3.2.5 确定PLC 在卧式二次浸渍干燥机上的应用
  • 3.3 卧式二次浸渍干燥机控制系统的构成
  • 3.4 卧式二次浸渍干燥机控制系统结构及工作原理
  • 3.4.1 卧式二次浸渍干燥机控制系统结构
  • 3.4.2 卧式二次浸渍干燥机控制系统工作原理
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 电气系统设计与硬件选型
  • 4.1 卧式二次浸渍干燥机电气控制过程
  • 4.2 卧式二次浸渍干燥机控制系统的组成
  • 4.2.1 控制对象的控制量要求
  • 4.2.2 检测信号的特性及接收要求
  • 4.2.3 操作控制面板及显示系统
  • 4.2.4 控制系统的组成及选型
  • 4.3 PLC 系统的配置方案及依据
  • 4.3.1 FX2N-48MR 主机结构及特性
  • 4.3.2 FX2N-10PG 脉冲输出模块的结构及特性
  • 4.3.3 FX2N-485-BD 通信板作用及特性
  • 4.3.4 DOP-A10TCTD 触摸屏
  • 4.4 伺服系统的闭环控制
  • 4.4.1 交流伺服电机的性能和特点
  • 4.4.2 伺服系统的选型及性能
  • 4.4.3 伺服驱动控制
  • 4.5 系统的变频调速
  • 4.5.1 变频器的选型
  • 4.5.2 异步电机变频开环控制
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 硬件系统设计
  • 5.1 强电配电系统原理图设计
  • 5.2 PLC 输入输出回路的设计
  • 5.2.1 PLC 输入回路
  • 5.2.2 PLC 基本输入口端子配置
  • 5.2.3 PLC 输出回路
  • 5.2.4 PLC 基本输出口端子配置
  • 5.3 伺服接口电路
  • 5.3.1 伺服驱动器的信号及性能
  • 5.3.2 伺服系统端子与定位扩充模块接口
  • 5.4 变频器接口线路
  • 5.4.1 RS485 总线特性
  • 5.4.2 变频器线路的连接
  • 5.5 温度控制接口电路
  • 5.6 本章小结
  • 第6章 人机界面（HMI）设计
  • 6.1 触摸屏的工作原理与分类
  • 6.2 触摸屏的选型和应用
  • 6.3 卧式二次浸渍干燥机触摸屏画面设计
  • 6.4 本章小结
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
  • 附录B 部分梯形图指令语句

    • 相关论文文献

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