基于组态软件的二轴玻璃钢纤维缠绕机控制系统设计

摘要

玻璃钢纤维缠绕是近几年的研究热点之一，随着科学技术的发展，在诸多领域如国防工业、医疗卫生、航空航天等行业对玻璃钢纤维制品的需求日益剧增。相较于其他材料的圆筒制品，玻璃钢纤维材料具有韧性高、成本低、不易腐蚀的优势，特别适于在地下及和液体接触的地点使用，且玻璃钢纤维制品易运输。研究玻璃钢纤维制品的加工具有重要的理论意义和实用价值。
　　本课题利用组态软件结合PLC，开发了一套基于组态王的二轴玻璃钢纤维缠绕控制系统。研发工作的主要内容如下:
　　(1)对玻璃钢纤维缠绕机的国内外研究现状进行了综述分析，在此基础上，结合二轴玻璃钢纤维缠绕机和组态监控软件的技术参数要求，完成监控控制系统的总体方案设计。
　　(2)根据玻璃钢纤维管线生产的特点，结合实际加工时控制系统的工作过程，对玻璃钢纤维缠绕流程进行分析，并根据控制流程图阐述了纤维缠绕规律。
　　(3)确定了二轴玻璃钢纤维缠绕机的控制系统所具有的功能，包括对不同缠绕要求的控制情况和在线调整缠绕参数的控制设计。设计了PLC输入、输出硬件连接和I/O接口分配等在内的硬件系统。在此基础上设计了设计了玻璃钢纤维缠绕控制程序，为监控系统设计提供了基础。
　　(4)建立了二轴玻璃钢纤维缠绕机人机界面监控系统。在上位机通过设计监控画面、动画连接、I/O设备的设置使得软件可以与现场下位机进行通讯。通讯成功后可以通过监控画面发送控制命令到现场设备，也可以从现场获取运行信息。
　　(5)进行了二轴玻璃钢纤维缠绕机的缠绕实验，验证了归纳总结的纤维缠绕规律的正确性，利用监控系统控制二轴缠绕机的运动，实现了人机界面对缠绕机控制要求的功能。
　　基于组态软件的二轴玻璃钢纤维缠绕机控制系统可以有效监控和控制玻璃钢纤维缠绕机的缠绕过程，对缠绕机的缠绕情况进行实时监控和控制，可有效的解决对玻璃钢纤维缠绕机的监控问题。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景情况

1．3 纤维缠绕机控制系统国内外发展情况

1．3．1 国内缠绕机控制系统发展情况

1．3．2 国外缠绕机控制系统发展情况

1．3．3 国内缠绕仿真情况的研究

1．4 课题研究主要内容

1．4．1 纤维缠绕过程的控制

1．4．2 纤维缠绕过程的监控

1．5 选题的目的和意义

第2章 纤维缠绕规律及控制分析

2．1 纤维缠绕的理论模型及缠绕规律分类

2．1．1 环向缠绕

2．1．2 纵向缠绕

2．1．3 螺旋缠绕

2．2 纤维缠绕规律及控制分析

2．2．1 无封头缠绕控制流程

2．2．2 带封头缠绕控制流程

2．2．3 切点法描述螺旋缠绕规律

2．2．4 转速比

2．2．5 线型设计

2．2．6 带封头缠绕控制流程设计

2．3 本章小结

第3章 二轴玻璃钢纤维缠绕控制系统设计

3．1 纤维缠绕硬件部分的组成

3．1．1 二轴纤维缠绕机模型的功能要求

3．1．2 纤维缠绕机硬件的设计

3．2 纤维缠绕控制系统的硬件设计

3．2．1 纤维缠绕机控制系统硬件的功能要求

3．2．2 控制过程的确定

3．2．3 输入量的确定

3．2．4 输出量的确定

3．2．5 关键电气元件的选择

3．3 控制系统电路的设计

3．3．1 主电路设计

3．3．2 PLC I／O接口设计

3．3．3 编码器与PLC连接电路设计

3．3．4 伺服电机驱动器与PLC连接电路设计

3．4 PLC控制程序设计

3．4．1 内存变量分配

3．4．2 控制程序设计

3．4．3 程序参数说明

3．5 本章小结

第4章 监控系统设计及模拟实验

4．1 组态王介绍

4．1．1 组态王软件概述

4．1．2 组态王工作原理

4．1．3 组态王基本构成

4．2 纤维缠绕监控总体设计

4．2．1 基本组成

4．2．2 监控系统总体结构

4．2．3 控制流程

4．3 纤维缠绕监控界面设计

4．3．1 定义变量

4．3．2 设计监控界面

4．4 监控系统与控制系统的通讯

4．4．1 建立新IO设备

4．4．2 监控系统与控制系统的通讯调试

4．5 模拟实验

4．5．1 实验目的

4．5．2 实验内容

4．5．3 实验结论

4．6 本章小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献