玻璃钢纤维缠绕机微机控制系统的设计与实现

摘要

玻璃钢管道及容器在比强度、耐腐蚀性、可成型性、耐老化性、安装维修方便性等方面均优于钢、铁管道及容器。随着玻璃钢管道及容器生产技术的不断完善，玻璃钢管道及容器已广泛用于石油、化工、冶金、给排水等行业中。上世纪90年代中后期，国内已较为成功地引进了玻璃钢管道及容器的生产技术及设备，对促进我国玻璃管道及容器的生产及推广应用起到了重要作用。作为生产大口径玻璃钢管道及容器的关键设备，大型璃钢纤维缠绕机主要来自欧州市场，但其价格高，且运行维护相当困难，而国产同类设备在可靠性及缠绕工艺的控制方面与引进设备相比还有一定的差距。因此，对大口径玻璃钢管道及容器的生产设备及其控制系统的优化设计是一项重要的研究课题。 经过对进口与国产玻璃钢管成套设备的深入研究与分析，我们确定玻璃钢纤维缠绕设备生产与制造的关键技术是玻璃钠纤维缠绕机微机控制系统的优化设计。作者学位论文工作正是紧密结合上述研究课题，研究工作内答主要包括以下几个方面。 ①拖动系统的优化设计：针对该设备负载大、运行情况复杂等特点，主轴采用了交流变频调速矢量控制技术，小车采用了先进的交流伺服控制技术。 ②检测系统的设计：主要完成了光栅编码器的计算机数据采集卡的设计，它能同时采集两路信号(分别与主轴和小车输出轴相连的光电编码器脉冲信号)作为反馈量，并具有方向识别、脉冲计数等功能，且结构简单。 ③主轴及小车协调控制策略设计与实现；针对系统运行环境电磁干扰大、不确定因素多，系统建模难等特点，设计了“双模带修正因子的模糊控制器”；并通过设计的双轴漂移校正控制、速度校核控制等模块，较好地完成了小车与主轴的跟踪控制。新设计的微机控制系统不仅可用于玻璃钢管道及容器的缠绕机优化控制，而且亦可方便地作为内衬机、脱模机等设备的控制系统。与国外同类产品相比，该微机控制系统不但价格低，且运行更平稳、可靠，维护更方便。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1玻璃钢材料简介

1.2课题的意义及来源

1.2.1课题的意义

1.2.2课题的来源

1.3学位论文各章主要内容

第2章玻璃钢管纤维缠绕工艺与设备

2.1玻璃钢的成型技术及缠绕工艺

2.2纤维缠绕设备及工作过程介绍

2.2.1纤维缠绕设备介绍[3]

2.2.2微机控制式缠绕设备工作情况介绍

2.3缠绕规律

2.3.1缠绕规律与分类

2.3.2缠绕规律及线型

2.3.3缠绕的有关基本概念

第3章 总体方案设计与实现

3.1微机控制系统总体方案设计

3.1.1微机控制系统设计总框图

3.1.2基于总线的微机系统

3.2驱动系统的设计

3.2.1主轴的拖动系统设计与实现

3.2.2小车拖动系统的设计与实现

3.3检测系统的设计与实现

3.3.1玻璃钢纤维缠绕机的检测系统

3.3.2增量式光电编码器信号采集方法

3.3.3增量式光电编码器信号采集方案[23]

3.3.4核心器件及相关技术介绍

3.3.5数据采集卡设计

第4章应用软件设计

4.1小车控制系统软件设计

4.2控制算法研究

4.3系统应用软件设计

第5章系统调试与维护

5.1控制系统的硬件调试

5.2控制系统的软件调试

第6章结论

6.1课题完成的主要内容

6.2所设计系统的功能特点

6.3课题的技术水平

附录

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢