高速切纸机电气控制系统设计

摘要

高速切纸机是造纸及相关行业广泛使用的一种纸张加工设备，主要完成纸张的裁切功能。目前随着我国经济的发展，各行业及领域对纸张的需求量大大增加，这一方面促进了我国造纸业的发展，同时也对纸张加工设备的性能提出了更高的要求。 本论文主要针对圆筒切刀式高速切纸机电气传动控制系统进行了研究。完成的主要工作及取得成果如下： 1.通过对切纸机的工作原理和生产工艺的分析，得出了切纸机所采用的机械式无级调速控制方法存在调速范围有限、调速误差大、同步控制精度差、调整困难，机械磨损对精度影响大等缺点，导致切纸重复误差偏大，改变切纸长度时，同步调整难度大的弊端。针对这些问题，设计了采用变频调速同步控制的新型电气控制系统方案并完成具体设计。 2.在对2640圆筒切刀式高速切纸机工作原理分析的基础上，提出了一种基于模糊PID的速度同步控制算法，解决了常规PID参数修改不便，控制精度差的问题。 3.根据控制方案和所提出的控制算法设计系统控制程序及操作和运行监控软件。 4.完成了控制算法的仿真工作，在此基础上进行了系统调试。通过对调试结果的分析，新型控制系统满足要求。

目录

文摘

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声明

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究的意义和目的

1.2 切纸机发展的现状

1.2.1 横切纸机的发展

1.2.2 国内外切纸机技术对比

1.2.3 国内切纸机的未来之路

1.3 切纸机传动控制系统的发展

1.3.1 由总轴传动方式到分部传动方式

1.3.2 由直流调速方式到交流调速方式

1.3.3 基于PLC的DCS控制或FCS控制

1.4 本文主要完成的工作

第2章 切纸机控制方案的分析与设计

2.1 切纸机的结构及工作原理

2.1.1 切纸机的结构

2.1.2 切纸机的工作原理

2.2 切纸机控制系统所用技术

2.2.1 变频调速技术

2.2.2 可编程控制器的应用

2.2.3 位置检测技术的应用

2.2.4 总线通信技术的应用

2.2.5 人机界面技术的应用

2.3 切纸机速度控制分析

2.3.1 速度稳定控制

2.3.2 速度相对同步控制

2.4模糊PID进行速度同步控制

2.4.1 模糊PID对切刀速度进行同步控制

2.4.2 模糊PID控制器的设计

2.4.3 仿真及结果分析

2.5 切纸机控制方案的设计

2.5.1 基本控制方案

2.5.2 完善的控制方案

2.6 本章小结

第3章 控制系统的硬件设计

3.1 切纸机的技术参数

3.2 切纸机的负荷分配设计

3.2.1 负荷分配原理

3.2.2 负荷分配的设计

3.3 直流共母线硬件设计

3.3.1 直流共母线的基本原理

3.3.2 切纸机直流共母线硬件设计

3.3.3 直流共母线的优点

3.4 编码器安装设计

3.5 干扰分析及解决措施

3.5.1 PLC的干扰分析及解决措施

3.5.2 变频器的干扰分析及解决措施

3.5.3 编码器干扰分析及硬件设计

3.6 控制原理图及设备接线图的设计

3.7 本章小结

第4章 控制系统的软件设计

4.1 速度链控制的策略

4.1.1 主令参考控制

4.1.2 主从级联控制

4.2 切纸机速度链的数学模型

4.2.1 切纸机传动点速比关系

4.2.2 切刀与送纸辊速度的数学关系

4.2.3 传送带与送纸速度的数学关系

4.3 PLC程序设计

4.3.1 速度控制程序设计

4.3.2 模糊控制程序设计

4.4 触摸屏软件设计

4.5 本章小结

第5章 调试及运行结果分析

5.1 切纸机控制系统的调试

5.1.1 变频器对电机参数整定

5.1.2 通讯参数设置

5.2 运行结果及分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢