《自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書12011202

1、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)計(jì)劃、任務(wù)與指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)的目的通過電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，了解一般交直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)要求，并鞏固交直流調(diào)速系統(tǒng)課程的所學(xué)內(nèi)容，初步具備設(shè)計(jì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。為今后從事相關(guān)技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)的要求1、熟悉交直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)內(nèi)容以及設(shè)計(jì)程序的要求。2、掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制圖的基本規(guī)范，熟練掌握電氣控制部分的新圖標(biāo)。3、學(xué)會(huì)收集、分析、運(yùn)用自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)資料和數(shù)據(jù)。4、培養(yǎng)獨(dú)立工作能力、創(chuàng)造能力及綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容完成某一給定課題任務(wù)，按給出的工藝要求、運(yùn)

2、用變頻調(diào)速對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。四、進(jìn)度安排： 共1.5周本課程設(shè)計(jì)時(shí)間共1.5周，進(jìn)度安排如下：1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，熟悉課題設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容。（1.5天）2、分析控制要求、控制原理，設(shè)計(jì)控制方案。（1.5天）3、繪制控制原理圖、控制流程圖、端子接線圖。（2天）4、編制程序、梯形圖設(shè)計(jì)、程序調(diào)試說明。（1.5天）5、整理圖紙、寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（1.5天）五、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容完成下列課題的課程設(shè)計(jì)及報(bào)告（課題工藝要求由課程設(shè)計(jì)任務(wù)書提供）1退火爐溫度控制系統(tǒng)2變頻液位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3變頻流量自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)5變頻調(diào)速恒張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6變頻器在印染機(jī)械多電機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)中

3、應(yīng)用7線纜設(shè)備恒張力變頻器控制設(shè)計(jì)8空氣壓縮機(jī)變頻調(diào)速的設(shè)計(jì)六、參考書1陳伯時(shí)主編 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(第二版), 機(jī)械工業(yè)出版社 19922陳伯時(shí), 陳敏遜. 交流調(diào)速系統(tǒng). 機(jī)械工業(yè)出版社 19983張燕賓著 SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)   機(jī)械工業(yè)出版社 19974王兆義主編·可編程控制器教程 主編5徐世許主編·可編程控制器教程原理、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò) 主編6 工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)（第2版）上、下冊(cè) 中國電力出版社1.退火爐溫度控制系統(tǒng)退火爐溫度控制系統(tǒng)由一臺(tái)上位機(jī)操作臺(tái)、一臺(tái)SIEMENS S7-200 PLC控制柜、一臺(tái)變頻器控制柜，3臺(tái)風(fēng)機(jī)，3臺(tái)水煤

4、漿輸送泵組成。 加熱段的三個(gè)爐段，各段于爐頂設(shè)一支熱電偶，根據(jù)熱電偶采集的爐溫信號(hào)，與設(shè)定值比較，經(jīng)PID計(jì)算后輸出控制信號(hào)變頻器調(diào)節(jié)水煤漿流量，改變燒嘴的輸出功率，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制。同時(shí)根據(jù)助燃風(fēng)量的改變及空/燃比例閥的配比，手動(dòng)調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量燃?xì)獾牧髁?，?shí)現(xiàn)最佳空/燃配比。1、退火爐溫度PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖本系統(tǒng)裝有3套熱電偶反饋的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)，分別控制3臺(tái)3.7KW變頻器調(diào)節(jié)3臺(tái)水煤漿輸送泵化工泵轉(zhuǎn)速，改變燒嘴的輸出功率，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制。滿足退火爐的工藝要求、溫度實(shí)時(shí)顯示。1)分析控制要求、控制原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、溫度傳感器的選

5、擇； 3) 畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4) PID原理分析與選用；PID在PLC中實(shí)現(xiàn)。2、變頻液位自動(dòng)控制系統(tǒng)1.概述汽提塔液位自動(dòng)控制系統(tǒng)用浮子液位計(jì)、PLC與變頻器構(gòu)成反饋的閉環(huán)液位控制系統(tǒng)。用調(diào)節(jié)2.2KW化工泵轉(zhuǎn)速，保證廢水液位穩(wěn)定、滿足汽提塔的工藝要求、并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)處理情況自動(dòng)切換流量，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廢水處理要求。兩臺(tái)變頻器、兩臺(tái)化工泵一用一備（互為備用）保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠。汽提塔液位實(shí)時(shí)顯示。汽提塔液位控制系統(tǒng)的工作原理在廢水處理液位自動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用 PLC的PID 積分分離智能型PI調(diào)節(jié)控制、編程簡單、控制可靠，適合于汽提塔液位自動(dòng)控制系

6、統(tǒng)。汽提塔液位控制穩(wěn)定、控制精度高、液位穩(wěn)定在20cm±1cm，滿足汽提塔液位控制要求。2.系統(tǒng)控制要求：本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺(tái)2.2電機(jī)拖動(dòng)的水泵機(jī)組能夠滿足廢水總量設(shè)計(jì)要求的前提下,達(dá)到全自動(dòng)閉環(huán)液位控制系統(tǒng),并具有手動(dòng)控制功能,同時(shí)還應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：1) 液位穩(wěn)定在20cm±1cm，滿足汽提塔液位控制要求。2)具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護(hù)功能。3.課程設(shè)計(jì)要求1)分析控制要求、控制原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出液位自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、液位傳感器的選擇； 3) 畫出該供水控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4)

7、 液位控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析；5) PID原理分析與選用；PID在PLC中實(shí)現(xiàn)；3、變頻流量自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.概述汽提塔廢水處理流量自動(dòng)控制系統(tǒng)用渦街流量計(jì)、PLC與變頻器構(gòu)成反饋的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)。用調(diào)節(jié)5.5KW化工泵轉(zhuǎn)速，保證廢水流量穩(wěn)定、滿足汽提塔的工藝要求、并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)處理情況自動(dòng)切換流量（兩擋），滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廢水處理要求。兩臺(tái)變頻器、兩臺(tái)化工泵一用一備（互為備用）保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠。圖3.7 汽提塔流量控制系統(tǒng)的工作原理(1)由流量傳感器測(cè)量污水管的進(jìn)水口流量，流量變化信號(hào)變換成標(biāo)準(zhǔn)420mA電流信號(hào)(便于遠(yuǎn)距離傳送信號(hào))、液位傳感器將緩沖罐液位開關(guān)信號(hào)傳送PLC實(shí)時(shí)控制。

8、(2)把信號(hào)傳到有相關(guān)軟件的PLC、根據(jù)汽提塔工藝要求、現(xiàn)場(chǎng)污水排放量進(jìn)行智能型PI調(diào)節(jié)控制。2.系統(tǒng)控制要求：本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺(tái)5.5電機(jī)拖動(dòng)的水泵機(jī)組能夠滿足廢水總量設(shè)計(jì)要求的前提下,達(dá)到全自動(dòng)閉環(huán)液位控制系統(tǒng), 1) 污水流量進(jìn)行智能型PI調(diào)節(jié)控制。2)具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護(hù)功能。3.課程設(shè)計(jì)要求1)分析控制要求、控制原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出流量自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、渦街流量計(jì)的選擇； 3) 畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4) 流量自動(dòng)控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析；5) PID原理分析與選用；PID在PLC

9、中實(shí)現(xiàn)；4、變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.概述由、實(shí)現(xiàn)的恒壓變量供水控制系統(tǒng)是通過遠(yuǎn)傳壓力表將供水管網(wǎng)的壓力信號(hào)送到PLC(),再由PL根據(jù)用戶對(duì)管網(wǎng)壓力的要求(可以自行設(shè)定),輸出調(diào)節(jié)信號(hào)去控制交流變頻調(diào)速器,以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而控制水泵的出水量;同時(shí)利用plc對(duì)壓力上、下限進(jìn)行判斷,并送到事先已輸入程序的可編程序控制器中,再由它對(duì)電機(jī)水泵實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制,使系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)跟蹤、穩(wěn)定恒壓、變量供水的目的,滿足生產(chǎn)、生活對(duì)水壓水量的需要。2.系統(tǒng)控制要求：本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺(tái)7.5電機(jī)拖動(dòng)的水泵機(jī)組能夠滿足供水總量設(shè)計(jì)要求的前提下,達(dá)到全自動(dòng)恒壓變量供水,并具有手動(dòng)控制功能,同時(shí)還應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)要求

10、1)順序控制:當(dāng)增加水流量時(shí),先變頻升速再工頻運(yùn)行后啟動(dòng)第2臺(tái)泵變頻升速。當(dāng)減少水流量時(shí),先切斷最先運(yùn)行的泵,再變頻調(diào)速。2)均勻工作控制:當(dāng)1臺(tái)泵連續(xù)工作滿24小時(shí)后,自動(dòng)切斷并按順序控制方式啟動(dòng)后續(xù)泵。3)具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護(hù)功能。該系統(tǒng)由2臺(tái)水泵機(jī)組10kw(1#泵、2#泵)和1臺(tái)變頻調(diào)速器(),1臺(tái)可編程序控制器() 1只遠(yuǎn)傳壓力表以及低壓控制線路組成。KM1KM2KM3KM4QS圖5. 恒壓供水系統(tǒng)主電路圖 變頻器 R S T U V WM1 M2 3 3 控制過程為：用水少時(shí)，由變頻器控制電動(dòng)機(jī)M1進(jìn)行恒壓供水控制，當(dāng)用水量逐漸增加時(shí)，M1的工作頻率亦增加，當(dāng)M1的

11、工作頻率達(dá)到最高工作頻率50Hz，而供水壓力仍達(dá)不到要求時(shí)，將M1切換到工頻電源供電。同時(shí)將變頻器切換到電動(dòng)機(jī)M2上，由M2進(jìn)行補(bǔ)充供水。當(dāng)用水量逐漸減小，即使M2的工作頻率已降為0Hz，而供水壓力仍偏大時(shí)，則關(guān)掉由工頻電源供電的M1，同時(shí)迅速升高M(jìn)2的工作頻率，進(jìn)行恒壓控制。 如果用水量恰巧在一臺(tái)泵全速運(yùn)行的上下波動(dòng)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)供水系統(tǒng)頻繁切換的狀態(tài)，這對(duì)于變頻器控制元器件及電機(jī)都是不利的。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，可設(shè)置壓力控制的“切換死區(qū)”如所需壓力為0.3Mpa，則可設(shè)定切換死區(qū)范圍為0.30.35Mpa?？刂品绞绞钱?dāng)M1的工作頻率上升到50Hz時(shí)，如壓力低于0.3Mpa，則進(jìn)行切換，使

12、M1全速運(yùn)行，M2進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)用水量減少，M2已完全停止，但壓力仍超過0.3Mpa時(shí)，暫不切換，直至壓力超過0.35Mpa時(shí)再行切換。 另外，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)可以用兩臺(tái)變頻器分別控制，也可以用一臺(tái)容量較大的變頻器同時(shí)控制。前者機(jī)動(dòng)性好，但設(shè)備費(fèi)用較貴，后者控制較為簡單。3.課程設(shè)計(jì)要求1)分析控制要求、控制原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出恒壓變量供水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、壓力傳感器的選擇； 3) 畫出該供水控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4) 壓力控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析；5) PID原理分析與選用；PID在PLC中實(shí)現(xiàn)；6) plc控制程序軟件編程與調(diào)試。5

13、、變頻調(diào)速恒張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.概述變頻調(diào)速整經(jīng)機(jī)恒張力控制系統(tǒng)控制的方案整經(jīng)是織前準(zhǔn)備的重要工序之一，其任務(wù)是將一定根數(shù)的經(jīng)紗按工藝設(shè)計(jì)要求平行、均勻地卷繞在整經(jīng)軸上。為了保證織物的品質(zhì).在整經(jīng)過程中，要求經(jīng)軸整片經(jīng)紗張力均勻，并保持恒定。在整經(jīng)過程中，經(jīng)紗線速度保持不變，即整經(jīng)軸的轉(zhuǎn)速n隨著其直徑D的不斷增大而減小。根據(jù)這一卷繞特性，提出了用變頻器實(shí)現(xiàn)整經(jīng)機(jī)恒張力控制的方案。該方案是由電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)整經(jīng)軸，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過PLC控制變頻器輸出電壓信號(hào)的頻率調(diào)節(jié)，保持紗線在整經(jīng)過程中線速度恒定。其傳動(dòng)示意簡圖式中f電源信號(hào)頻率(Hz)V紗線線速度(m/s)D-一一整經(jīng)軸直徑(m)P一

14、一電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)卷經(jīng)檢測(cè)裝置檢測(cè)出整經(jīng)過程中整經(jīng)軸直徑D的變化，輸入plc中，由平流層計(jì)算出所要求的電源信號(hào)頻頻值，控制變頻器產(chǎn)生該頻率的電源信號(hào)，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證紗線線速度V恒定，即保持紗線張力恒定。卷經(jīng)檢測(cè)裝置采用電動(dòng)變位器。用以存儲(chǔ)整經(jīng)機(jī)的工藝參數(shù)，如紗線支數(shù)、線速度v、張力F、滾筒直徑D、卷繞厚度等。這些參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。紗線支數(shù)(tex) 19工作幅寬(mm) 1600滾筒直徑(mm) 800卷繞厚度(mm) 140整經(jīng)速度(m/min) 01000落軸方式液壓式 張力傳感器LZ-1型 電動(dòng)機(jī)功率 (10 kW) 筒子架矩形筒子架3.課程設(shè)計(jì)要求1)分析控制要求、控制

15、原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、電動(dòng)變位器的選擇； 3) 畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4) plc控制程序軟件編程與調(diào)試。6 變頻器在印染機(jī)械多電機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用5.4.1 變頻調(diào)速在印染行業(yè)中應(yīng)用的特點(diǎn) 變頻調(diào)速在印染行業(yè)中應(yīng)用有以下特點(diǎn)：1、運(yùn)行環(huán)境差 印染設(shè)備運(yùn)行環(huán)境一般很差，潮濕度大（相對(duì)濕度可達(dá)90%以上），環(huán)境溫度高（有時(shí)變頻器周圍溫度可達(dá)50以上），“織物塵”多，這就要求變頻器的防護(hù)等級(jí)要高，同時(shí)變頻器及相應(yīng)的控制設(shè)備盡量與印染機(jī)械隔離，并增加通風(fēng)降溫設(shè)施。2、工作制式是長期連續(xù)工作制 印染機(jī)械是長期連續(xù)運(yùn)行

16、的，即要求“常年不停機(jī)”，每次停機(jī)除減少產(chǎn)量外，還會(huì)產(chǎn)生大量的次品，因此要求變頻器及相應(yīng)的電控設(shè)備具有長期不出故障的高可靠性。 械有燒毛機(jī)、退漿機(jī)、退煮漂聯(lián)合機(jī)、打底機(jī)、顯色皂洗機(jī)、水洗機(jī)、印花機(jī)、布鋏絲光機(jī)、烘干機(jī)等多種，品種千差萬別，功能各不相同，電機(jī)數(shù)量及功率差別較大（電機(jī)功率一般在0.6kW40kW范圍內(nèi)），但就其電氣傳動(dòng)原理而言，卻是大同小異?，F(xiàn)以比較簡單的LMH101烘干機(jī)為例來說明，如圖所示。 布料經(jīng)上漿槽由軋車電機(jī)拖進(jìn)1#烘干機(jī)，在進(jìn)行烘干之前，先經(jīng)過張力架（也叫松緊架），布料從1#烘干機(jī)出來之后再經(jīng)張力架進(jìn)入2#烘干機(jī)，從2#烘干機(jī)出來之后經(jīng)張力架和落布架落入出布車，整個(gè)工作

17、過程結(jié)束。1#烘燥出布車傳感器傳感器傳感器進(jìn)布車上漿槽軋車2#烘燥落布架張力架圖5.4.1 烘干機(jī)示意圖烘筒膠輥導(dǎo)布輥膠輥 L11圖5.4.2 LMH101烘干機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)的主電路軋車（主令） 1#烘燥 2#烘燥 落布QS L21 L3131QSUG131 U V W LI124 R S T1R3M 1U 1V 1WAI1COMR1AR1B1KA33KA1S 11T 592QSUG233 U V W LI124 R S T1R3M2U 2V 2WAI1COMR1AR1B2KA35KA1S 71T 11153QSUG335 U V W LI124 R S T1R3M 3U 3V 3WAI1CO

18、MR1AR1B3KA37KA1S 131T 17214QSUG437 U V W LI124 R S T1R3M 4U 4V 4WAI1COMR1AR1B4KA39KA1S 191T 23L1 L2 L35.5kW 2.2kW 2.2kW 1.1kW 烘干機(jī)四臺(tái)電機(jī)功率為：軋車5.5KW，1#烘干2.2KW，2#烘干2.2KW，落布1.1KW，主電路如圖5.4.2所示。電機(jī)容量由印染機(jī)械廠提供，為便于同步，一般選用容量較大的電機(jī)，即存在著大馬拉小車現(xiàn)象，除非機(jī)械有故障不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，因此變頻器的容量只須與各單元的電動(dòng)機(jī)容量相符即可。3.課程設(shè)計(jì)要求1)分析控制要求、控制原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出

19、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、電動(dòng)變位器的選擇； 3) 畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4) plc控制程序軟件編程與調(diào)試。7線纜設(shè)備恒張力變頻器控制在電工機(jī)械制造行業(yè)，線纜收放卷設(shè)備使用得非常多。為了保障更好的產(chǎn)品質(zhì)量和效果，線纜的收放卷設(shè)備一般都要求能保持線纜張力的穩(wěn)定。目前市面上有各式各樣的恒張力控制方案，其中最常見的有下列幾種，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。 (1) 力矩電機(jī)加驅(qū)動(dòng)控制器 (2) 磁粉制動(dòng)器/磁粉離合器張力控制(3) 直接張力閉環(huán)控制 (4) 間接張力控制從以上幾種張力控制方案的比較來看，后三種方案設(shè)備投入成本都比較高，且存在維護(hù)或調(diào)試復(fù)雜

20、等問題。而力矩電機(jī)的控制方案雖然成本較低，但控制性能差，難以滿足客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量日益嚴(yán)格的要求。行業(yè)的激烈競(jìng)爭使得電工機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)選用恒張力控制系統(tǒng)時(shí)所考慮的首要條件是既能保證產(chǎn)品性能，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。以上幾種方案顯然都不能完全滿足這些要求。采用通用變頻器是能夠?qū)崿F(xiàn)的低成本高性價(jià)比恒張力控制方案，既能很好滿足電線電纜生產(chǎn)工藝的要求，有效保障產(chǎn)品的質(zhì)量，又能把設(shè)備投入的成本控制在合理水平的控制方案。本文就將提出兩種只需采用通用變頻器就能夠?qū)崿F(xiàn)的低成本高性價(jià)比恒張力控制方案。 下面以采用通用型變頻器在某電工機(jī)械廠的倒軸機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)的同步收放卷恒張力控制系統(tǒng)倒軸機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 該倒軸機(jī)的作用是將一種直

21、徑的卷倒換成另一種直徑的卷。它的主要構(gòu)成包括卷繞裝置和放線裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。卷繞裝置主要包括卷繞電機(jī)M1、收線卷筒和一對(duì)用來測(cè)速的輥。這對(duì)測(cè)速用的輥中，上輥可以上下移動(dòng)，用來將線纜壓在固定的下輥上，以便在線纜運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生磨擦力將拖動(dòng)下輥旋轉(zhuǎn)。而下輥則通過與其同軸安裝的脈沖編碼器來檢測(cè)線纜的線速度。因?yàn)榇藭r(shí)編碼器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)其數(shù)量是與線纜的線速度成正比的。 放線裝置通常是放線架，主要包括放卷電機(jī)M2、放線卷筒和擺桿。擺桿的作用相當(dāng)于位置傳感器，當(dāng)系統(tǒng)的張力變化會(huì)引起擺桿位置偏移，這時(shí)擺桿就會(huì)帶動(dòng)尾部的電位器輸出一個(gè)模擬信號(hào)指示偏移量。為了適應(yīng)不同材料，通常擺桿上有一個(gè)可移動(dòng)的重錘來

22、調(diào)整系統(tǒng)張力。需要在調(diào)試時(shí)事先整定好。要說明的是，雖然是張力變化導(dǎo)致的擺桿位置變化，但擺桿反映的是位置量而非張力，因?yàn)樵陟o態(tài)的時(shí)候擺桿可以在任何位置平衡。 在工作過程中，放卷電機(jī)M2需要隨時(shí)緊跟卷繞電機(jī)M1動(dòng)作，以保證放線速度和卷繞速度一致，保持線纜張力的穩(wěn)定。張力穩(wěn)定時(shí)，擺桿將保持在平衡位置。當(dāng)卷繞速度比放線速度快時(shí)，擺桿就會(huì)偏離平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)就需要放卷電機(jī)M2加速運(yùn)行；反之，當(dāng)卷繞速度比放線速度慢時(shí)，擺桿就會(huì)偏離平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)就需要放卷電機(jī)M2減速運(yùn)行；如果減速到零速時(shí)擺桿依然在往下運(yùn)動(dòng)，則就要求放卷電機(jī)M2自動(dòng)反轉(zhuǎn)。卷繞電機(jī)M1是主牽引，它的轉(zhuǎn)速n1決定了生產(chǎn)過程中線纜的

23、線速度。與n1的關(guān)系為： =*D1* n1 (1)式(1)中，D1為收線卷筒的直徑。對(duì)于放卷電機(jī)M2，它的轉(zhuǎn)速處于被動(dòng)跟隨狀態(tài)，只有很好地和電機(jī)M1同步，才能保證系統(tǒng)張力F的穩(wěn)定。另一方面，系統(tǒng)張力F的大小取決于放卷電機(jī)M2的輸出轉(zhuǎn)矩T2。T2與F的關(guān)系為： T2=F*D2/2 (2) 上式中，D2為放線卷筒的直徑。通過控制M2的輸出轉(zhuǎn)矩T2可以改變系統(tǒng)的張力F，這會(huì)使擺桿的平衡位置改變。因此擺桿的位置能夠反映系統(tǒng)張力F的大小。對(duì)于倒軸機(jī)系統(tǒng)，要保持工作過程中線纜的張力不變，則必須保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與卷筒直徑成反比，且轉(zhuǎn)矩的變化與卷筒直徑成正比。而在倒軸機(jī)工作過程中，卷筒直徑都是在一直變化著的

24、。因此如果要通過直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)線纜張力的恒定，就必須在線檢測(cè)或計(jì)算收線卷筒的直徑，這樣就需要增加檢測(cè)設(shè)備，系統(tǒng)的設(shè)備成本必然大幅增加，顯然并不可取。 1.考慮到倒軸機(jī)的卷繞裝置本身利用脈沖編碼器檢測(cè)出了系統(tǒng)線速度的信號(hào)，利用這個(gè)信號(hào)作為過程量反饋進(jìn)行閉環(huán)控制，就可實(shí)現(xiàn)線纜線速度的恒定，從而間接達(dá)到恒定線纜張力的目的。2.放卷裝置的恒張力控制利用放卷裝置中擺桿的位置偏移量反映出系統(tǒng)張力的變化，所以對(duì)放卷裝置的張力控制就以擺桿的位置量作為直接的控制對(duì)象。放卷裝置控制系統(tǒng)的原理圖如圖對(duì)于本系統(tǒng)，擺桿是以一端為支點(diǎn)，另一端在水平位置的-90+90°之間擺動(dòng)，其中間位置為水平位

25、置。因此以擺桿的水平位置作為控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)目標(biāo)，即系統(tǒng)的平衡位置。 在使用時(shí)，為了滿足不同型號(hào)線纜不同生產(chǎn)工藝的要求，在擺桿上有一個(gè)可移動(dòng)的重錘，通過調(diào)節(jié)該重錘的位置可以對(duì)系統(tǒng)張力進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)為了更好地保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性.。1)分析控制要求、控制原理設(shè)計(jì)控制方案；畫出流量自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；2) PLC、變頻器、選擇； 3) 畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4) PID原理分析與選用；PID在PLC中實(shí)現(xiàn)；8 空氣壓縮機(jī)變頻調(diào)速的設(shè)計(jì)空氣壓縮機(jī)加、卸載供氣控制方式存在的問題 1空氣壓縮機(jī)加、卸載供氣控制方式的能量浪費(fèi) 1) 壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量 當(dāng)儲(chǔ)氣罐中空氣壓力達(dá)到Pmin后，加、還要使其壓力繼續(xù)上升，直到Pmax。這一過程中需要電源提供壓縮機(jī)能量。 2）減壓閥減壓消耗的能量 氣動(dòng)元件的額定氣壓在Pmin左右，高