高速管材挤出生产线中精确定长切割问题的研究

摘要

该课题以工程项目为背景,从理论上分析了挤出生产线中影响动态定长切割精度的因素,通过采用可编程控制器和伺服技术以及先进的控制方法来实现切割系统的控制任务,并对控制过程中出现的具体问题进行了理论分析和实现.定长切割精度控制涉及到许多领域的技术问题,包括牵引机速度的稳定性控制、机械切割系统的选择、管材行走速度和位移的精确测量以及速度同步控制等方面.该次设计中,采用以PLC为系统主控单元,利用光电编码器对管材行走速度和位移进行检测,刀架的速度同步控制由PLC控制伺服电机来完成.从而设计出一套具有高定长切割精度的管材连续定长切割控制系统.

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文摘

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北京化工大学学位论文原创性声明

第一章绪论

1.1概述

1.2问题的提出

1.3研究本课题的意义

2.1管材加工工艺及辅机设备简介

2.1.1管材加工的工艺及流程

2.1.2牵引机

2.1.3切割机

2.3动态的精确管材位移测量

2.4动态的定长剪切控制

2.5管材行走速度的精确测量和速度同步跟踪

3.1总体设计方案

3.2切割机的机械部分设计

3.3切割机PLC控制系统的设计与实现

3.3.1系统工艺及控制对象分析

第四章管材行走速度的精确测量

4.1常用的3种电机测速方法的原理简介[22]

4.1.1 M法测速原理分析

4.1.2 T法测速原理分析

4.1.3 M/T法的测速原理分析[23]

4.2管材行走速度实时检测系统设计

4.2.1设计思想

4.2.2硬件实现

4.2.3软件设计

4.2.4检测系统的性能分析[23-26]

4.3.1西门子S7-200PLC高速脉冲输出功能

4.3.2 M/T法和T法测量在PLC上的实现

5.1光电编码器及其输出信号和位移检测原理

5.1.1光电编码器组成结构及输出脉冲信号

5.1.2光电编码器的位移检测原理

5.2.1光电编码器四倍频检测原理及电路实现

5.2.2四倍频检测在可编程控制器PLC上的实现

5.3编码器抖动干扰的抑制和处理

5.3.1光电编码器测量中的抖动干扰的产生

5.3.1光电编码器测量中抖动干扰的消除

第六章刀架速度同步跟踪中非线性问题的解决

6.1牵引速度和刀架同步跟踪速比的非线性

6.2采用在线查表非线性补偿的实现方法

6.3速度同步专家控制系统的研究和实现

6.3.1曲线拟合的方法介绍[35]

6.3.2选定数据的非线性补偿

6.3.3在线非线性补偿[36]

第七章结论

7.1课题总结

7.2有待进一步研究的问题

7.2.1编码器抖动干扰的彻底消除

7.2.2速度的同步跟踪问题

7.2.3切刀旋转系统机械设计上的动平衡问题

7.2.4牵引速度稳定性控制

参考文献

附录1 PLC输出脉冲控制伺服系统实现同步跟随STL源程序

攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

致谢