纺丝卷绕专用变频控制系统的研究与开发

摘要

可编程控制器(PLC)作为控制系统的核心装置，功能强大、性能稳定可靠，抗干扰能力强。变频器采用变频率的方法进行电机速度调整，可以对卷绕设备进行无级调速，具有噪音低、速度变化平滑等优点。　　本文以纺织行业长短丝卷绕控制系统为背景，详细阐述了集PLC和触摸屏、一拖多变频器、光电感应技术、通信技术于一体的纺织长短丝卷绕专用变频控制系统的原理和构成。文章提出了一拖多变频器的概念和设计过程，并对变频器的原理和主要的保护电路进行了介绍和设计；对于卷绕过程中可能出现的叠丝、凹凸肩、蛛网等瑕疵的形成进行了分析；采用三菱公司的编程软件Gppw进行了PLC的程序编制，根据控制要求设计了卷绕过程的梯形图、卷绕以及RS485通信等子程序；采用三菱的触摸屏编程软件FX-PCS-DU-WIN-C对触摸屏(F930GOT)的控制界面进行了设计，完成数据的输入和卷绕系统的工作过程监控。

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文摘

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第一章绪论

1.1课题的来源和意义

1.2国内外先进纺机卷绕头系统现状与分析

1.3 PLC的应用情况

1.4交流调速技术的应用情况

1.5 PLC与其它控制系统的比较

1.6本论文的主要工作

1.7本章小结

第二章纺丝卷绕控制系统的总体设计

2.1纺丝整体工艺过程

2.2卷绕头结构分析

2.3卷绕头工作过程分析

2.4控制系统总体方案的设计

2.5 PLC控制系统的运行方式

2.6控制系统的硬件总体设计

2.7本章小结

第三章变频原理和部分硬件电路设计

3.1变颇调速技术的原理

3.2变频器功率元件的发展情况

3.3包含三个逆变单元的变频器主电路设计

3.4主电路的拓扑结构

3.5驱动电路

3.6故障检测和保护电路

3.7本章小结

第四章卷绕控制的分析与实现

4.1卷绕模型的提出

4.2卷绕过程张力分析

4.3恒线速度PID控制设计

4.4防叠丝变频三角波调整

4.5丝饼成形的原则

4.6本章小结

第五章系统软件编程

5.1系统软件的框架

5.2转速的计算与控制

5.3转速控制的流程图和部分关键程序

5.4 PID控制程序编制

5.5 PLC与变频器之间的RS485通信

5.6卷绕头逻辑动作控制

5.7本章小结

第六章总结与展望

6.1结论

6.2进一步改进的设想

参考文献

附录

攻读硕士期间发表的论文

致谢