来源：bb平台体育下载 发布时间：2024-03-26 00:37:50
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1、一种张力控制的可编程序控制器方法本文介绍了一种基于可编程序控制器的超细拉丝机自动控制系统，利用可编程序控制器的功能指令可以方便地控制拉丝机的张力。1.拉丝机的工作原理和控制要求。拉丝机的工作原理及控制要求超细漆包线是一种细线，大范围的应用于电子电气行业。超细拉丝机是其主要生产设备之一。拉丝机的结构图如图1所示。图1拉丝机1的结构。工作原理：原丝通过定速轮组和拉丝模形成成品，成品通过最后一个定速轮以一定速度通过排线导轮输送到收线轮。拉丝机是为了能够更好的保证定速轮和收线轮之间有一定的张力来完成拉丝过程。定速轮组由主电机驱动，转速取决于产品规格，线速度也是一定的。收线盘的线速度随着收线盘直径的增加而增加。为了保
2、证一定的张力，即保持送丝和收线的线速度一致，要一直降低收线轮的转速，以保证收线轮的收线速度恒定。收线盘的速度调节由调速电机实现。2.控制要求(1)长丝张力控制：收丝速度过快，张力过高，易造成断丝；收丝速度太慢，拉力太小，影响生产效率。速度调节的精度是必需的。(2)系统适应性：拉丝机需要加工10-70 m不一样的规格的长丝，不同的产品有不同的张力控制要求。(3)超细铜线价格昂贵，容易变形和断裂，对系统的可靠性要求很高。如何测量速度信号，怎么样保持恒定的收线速度，如何满足产品的速度控制精度要求，是该系统的控制关键。2.控制模式2。控制模式1。为实现拉丝和收线的速度控制，必须先测量速度信号。恒速轮的线、速度反映牵引速度，而扁平电缆导向轮由细丝驱动旋转，其线速度反映卷取轮的线速度，即卷取速度。由于定速轮与扁电缆导向轮之间的细丝之间有一定的张力，细丝与两个轮之间有摩擦，扁电缆导向轮的线速度不等于定速轮的线速度，而是有一定的比例关系K(由拉丝工艺决定)。因此，在定速轮和排线导轮的两端设置两个光电速度传感器，测量定速轮和排线导轮的实际转速，间接反映拉丝和卷绕的速度。2.根据设备对速度稳定性和精度的要求，采用了PI调节闭环控制管理系统。根据实际线速与给定线速的差值，通过PI控制环节，获得控制量，调节变频器的输入信号，改变调速电机的速度，使线速保持恒定。系统控制框图如图2所示。图2系统控制框图：由于NI
4、/Nd=K，该公式反映了给定速度与实际速度之间的偏差值，该偏差值可由速度传感器的信号值计算得出。(3)PI控制公式中：N为PI控制环节的输出；Kp是比例调整系数；t1是积分时间常数。为了用可编程控制器实现比例积分控制算法，采用离散化后的比例积分差分方程的递推表达式：其中：积分调整系数；t是采样周期。根据系统的调速精度确定KP和KI，接着进行调试。4.根据PI调节量n，通过PLC实现脉宽调制，然后通过低通滤波电路输出到变频器的控制端(见图3)，从而控制运行频率，以此来实现线速的调节。这里，脉宽调制功能该系统控制规模小，但需要速度测量、数据处理、PI调节、PWM控制、数字显示等功能，因此系统控制精度
5、高。可编程控制器是一种适用于机电产品的控制器，具有控制功能强、应用灵活、运行可靠性高、性价比好等特点。作者选用三菱公司的FX2系列可编程控制器，它是一种高功能、超小型的16位微处理器。内部资源丰富，指令使用起来更便捷，能够很好的满足本系统的控制要求(在图4中，除了低通滤波电路、变频器和调速电机外，其他所有环节均由PLC实现)。硬件组成如图4所示。为了更好的提高速度测量信号的精度，安装在定速轮轴和扁平电缆导向轮轴上的速度测量分度盘增加了齿数b以提高分辨率。图4系统硬件结构框图2。软件设计根据设计思想，编制了程序。程序分为两部分：点动和自动。FX2系列可编程控制器功能指令丰富，极大地方便了编程。程序中速度检测、算术
6、运算、传输比较、脉宽调制、显示等功能指令的应用充足表现了可编程控制器功能控制的特点，使总系统简单直观。自动顺序流程图如图5所示。图5自动程序流程图(1)对于不同线径的长丝，由于摩擦力不同，速度成比例关系也不同。通过操作面板上的参数设置开关和按钮，可设为和显示速比K值。(2)一般来说，拉丝机断丝的判断是根据铜棒的电位值来决定的。由于灯丝的接地电阻较高，容易受到气流的影响，导致与铜棒接触不良，这种方法对于断丝的判别是极不可靠的。该系统设计了断线判别程序，将扁平电缆导向轮的转速信号与断线设定值作比较，根据比较结果判断断线。与变频器配合使用，实现断线)利用可编程控制器丰富的功能指
7、令实现了比例积分控制算法。在可编程控制器指令系统中，没有十进制或负数运算，因此就需要进行数字处理。PLC中有大量的数据寄存器，便于编程。在程序设计中，为了更好的提高速度控制精度，速度检测每1秒读取传感器信号值。根据调速要求，经调试确定采样周期t为1s；integratIon时间常数ti为25 s。比例调整系数KP为0.8。考虑到它的后续环节，PI调节的输出N应该进行数值归一化。结论该系统采用PI调节控制方式，由可编程控制器实现，提高了系统的控制精度，满足了不一样的产品的调速要求，大大方便了设备调试。该控制管理系统已在工厂运行一年多，效果良好。可编程控制器的应用提高了系统的自动化程度和运行可靠性。新一代可编程控制器既能满足控制管理系统的常规要求，又能满足一些特别的条件(如数字运算、速度检测、脉冲输出、脉宽调制控制、数字显示等)。)，并将大范围的应用于工业生产。
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