铺网机中电机正反转控制_本科毕业设计论文(编辑修改稿)

铺网机中电机正反转控制_本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

超纤无纺有限公司使用的是法国阿斯兰公司（ Asselin）的 Profile 交叉铺网机，图 12 为现场拍得的实物图片。 图 12 现场实物图 取某瞬间，小车自左往右运动的，其运动原理如图 13 所示。 井冈山大学学士学位论文 4 图 13 交叉铺网机工作示意图 就图 13 分析铺网 机的运动过程：各部位运动速度图中以标明，梳理机的出网速度即为交叉铺网机的入网速度，这个速度在整个运行期间是稳定的，也就是说纤网一恒定的速度源源不断地铺到输出帘上。 小车 A 和补偿辊 C 固定在同步带上由 M1 电机拖动共同运动。 小车 B 和补偿辊 D 固定在同步带上由 M2 电机拖动共同运动。 两小车在导轨上高速度做往复运动（由图可知，小车 A 的平均速度是小车 B 的两倍），把梳理机送来的纤网源源不断地经过 A 小车的下出网帘交叉铺到输出帘上，输出帘由电机 M3 驱动，它的速度与铺网速度、幅宽和层数有关。 卷帘电机 M4 和 M5 分别随补偿辊 C 和补偿辊 D 一同运行，辅助 M M2 带动钢丝和皮带运动，并补偿小车运动中前后帘的位置差。 在各小车和补偿辊运动边缘均有限位线圈，为 PLC 提供正反转信号。 高速铺网机运行速度高，运动部件质量大，惯性力大，在往复铺网过程中，上下小车和前帘驱动电机与后帘驱动电机频繁起停，为减少两端换向时的纤网超喂的影响，应尽量缩短加减速时间，在输网帘速度为 80m/min 时，一般加减速时间应控制在 400ms 以内。 但加减速时间短，动态冲击力大，运行不平稳，这将影响铺网速度的提高。 为减少的冲击，一是减径运动部件质量，为此运动辊子采用碳纤维材料；另外 从运动控制角度着手，如何保证在机器运动平稳的前提下，实现以加减速时间最短为目标的最优加减速控制规律，使机器具有满足高速加工要求的加减速特性。 常见的加减速方式有：直线加减速、指数加减速和 S 曲线加减速，其中 S 曲线可以实现匀加加速度 (加速度的变化率 )，加减速在任何一点的加速度都是连续变化的，从而避免了冲击，速度的平滑性很好，运动精度高，但是算法比较复杂。 本控制系统可采用 S 曲线加减速，如图 23 所示。 井冈山大学学士学位论文 5 图 14 输出帘上纤维运动路径俯视图 设计目标及任务 设计目标 对于纵横向强度比有一定要求 ，克重较重的产品，在梳理机后还要经过交叉铺网机及牵伸机。 传统的交叉铺网机有三大弊端： （ 1）由于纤网的张力，使纤网产生横向收缩； （ 2）铺网小车变换方向时，由于存在死点 (铺网速度为 0)，与梳理机以恒速输出之间产生差异，在纤网边缘部分产生超喂，致使边网部分的重量大于中间； （ 3）当后续固结时，产品横向进一步收缩，使两边偏重的问题更加突出。 此外，高速铺网机在非织造布生产线中占有举足轻重的低位，它直接影响整条生产线的生产效率和厂品质量， 围绕这些问题，国内外主要生产交叉铺网机的厂家都采取了各种措施，并使铺网机铺网速度越来越向均匀、高速方向改进，生产出高性能的交叉铺网机。 目前高性能的交叉铺网机均为国外厂家产品，主要有德国奥特法 (AUTEFA)公司 CL2020和 CL4000 铺网机，法国阿斯兰公司 (Asselin)的 Profile 交叉铺网，纤维网喂入速度已高达 150r/min。 国内企业的交叉铺网机相对比较落后，其中以郑州纺机为代表的新型交叉铺网机最高速度己经达到 80n/min，但同国外的交叉铺网机相比差距仍比较大，而这类国产新型交叉铺网机目前并没有在际生产中得到应用。 国内外铺网机性能对比如表 11 所示。 井冈山大学学士学位论文 6 表 11 国内外各种铺网机性能对比 项目 Asselin AUTEFA 郑州纺机 喂入幅宽 /mm 2500 2500 2500 喂出幅宽 /mm 1800~7000 1800~7000 1800~7000 喂入速度 m/nin 可达 150 可达 150 可达 80 纤维网喂入克重 /(g/m2) 5~80 5~80 5~80 纤维网喂入克重 /(g/m2) 20~4000 20~4000 20~4000 均匀度 CV 值 /% 小于 3% 小于 3% 小于 3% 小车数量 /个 2 4 4 电机数量 /个 3 5 5 主传动驱 动方式 伺服控制 伺服控制 伺服控制 通过与国外铺网机的性能对比可知，不同产品对铺网机要求不尽相同，越是复杂精美的产品，铺网机的电机数量越多，控制精度越高，只有在各个电机高度、有效配合下才能实现。 本文的设计目标就是采用 PLC 控制电机的快速正反转，解决传统铺网机的各种弊端，满足生产需求。 设计 任务 交叉铺网机在工作过程中需要进行频繁的正反转，并且要求能快速、高效、稳定的实现其生产过程。 这就需要对铺网机的控制电机提出严格要求，我们可以通过 PLC 控制直铺网机异步电机系统的快速正反转。 随着生产的发展 ，调速性能成了电气传动设备的一项基本要求，除了满足一定的调速范围以及速度连续可调之外，还必须具有良好的动态性能和鲁棒性。 异步电机由于结构简单、维护容易、价格便宜、对环境要求低等优点，已广泛运用于工农业生产之中。 但由于异步电机的磁链和电流的强祸合性、时变性与非线性，其调速难度很大。 在一般性能的节能调速系统中，过去大量的所谓不变速交流传动，如风机、水泵等总容量几乎占工业电气传动总容量的一半，其中有不少场合不得不依赖挡板和阀门来调节送风和供水的流量，因而对能源造成了很大的浪费。 若采用交流调速系统，节省消耗在挡板和阀门上的能量，可明显提高经济效益。 随着电力电子技术、微电子技术的发展和现代控制理论、计算机控制技术的广泛应用，井冈山大学学士学位论文 7 交流调速技术发展十分迅速，理论上取得了突破性的进展，获得了许多创造性的成果，并广泛应用于实际调速系统中。 电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数 字控制技术取代模拟控制技术己成为发展趋势。 异步电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以及提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种重要手段。 交流变频调速结合 PLC 控制系统，有优异的调速和起制动性能，高效率和节能效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 井冈山大学学士学位论文 8 2 总体方案 PLC 是活跃在现代工业控制领域的生力军，它可靠性高，抗干扰能力强，编程简单易学，具有很高的性价比。 因此，应用 PLC 技术改进电机的正反转控制，在现代工业控制领域中具有非常重要的实用价值和现实意义，本文就是用 尝试运用 PLC 控制交叉铺网机中各个伺服电机的正反转。 伺服系统的电气控制部分总体方案如图 21 所示，主要由 PLC、人机界面、伺服部分三部分组成。 图 21 总体方案示意图 交叉铺网机中使用的伺服系统是由施耐德公司的 Lexium 组成。 它是一种高端的伺。