復(fù)卷機(jī)退卷張力控制系統(tǒng)開題報(bào)告

1、。（論文）開題報(bào)告表課題名稱復(fù)卷機(jī)退卷張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題來(lái)源生產(chǎn)實(shí)踐課題類型工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化課題的意義以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：意義 :本課題來(lái)源于科研生產(chǎn)實(shí)踐。隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)復(fù)卷過(guò)的成品紙卷要求、對(duì)復(fù)卷機(jī)的電氣性能指標(biāo)的要求不斷提高，復(fù)卷機(jī)張力控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不但具有現(xiàn)實(shí)意義，而且要求學(xué)生們靈活運(yùn)用大學(xué)中所學(xué)到的專業(yè)課程知識(shí)，結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)的需要，學(xué)習(xí)張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟與方法，找出系統(tǒng)關(guān)鍵的被控量，尋求關(guān)鍵量的控制方法及原理。紙幅張力控制是保證紙卷形態(tài)至關(guān)重要的因素之一，紙幅張力最重要的作用是展平紙幅，同時(shí)穩(wěn)定的紙幅張力還將避免紙幅橫向偏移。正確地選

2、用紙的張力能在一定程度上改善紙卷的質(zhì)量，減少斷頭，保證復(fù)卷機(jī)工作穩(wěn)定。因此，復(fù)卷機(jī)的傳動(dòng)應(yīng)自動(dòng)保持張力穩(wěn)定，并能根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。在復(fù)卷過(guò)程中，紙幅張力的調(diào)節(jié)受其他因素的限制很大，如紙幅張力太低，紙幅將松垮或在卷曲輥上打滑；如太高，則殘余應(yīng)力過(guò)大，甚至爆卷或損傷紙芯。因此，要得到很好的紙卷，就要求相應(yīng)復(fù)卷設(shè)備具有良好的紙幅張力控制系統(tǒng)，以控制張力于設(shè)定值范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上， 能掌握對(duì)實(shí)際做出的系統(tǒng)進(jìn)行初步調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的方法、步驟、要點(diǎn)等，加強(qiáng)動(dòng)手能力。完成本課題的設(shè)計(jì)不論是對(duì)學(xué)生們的專業(yè)知識(shí)的鞏固和理解，還是對(duì)實(shí)際動(dòng)手、動(dòng)腦能力都是很好的鍛煉。國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：目前國(guó)際上復(fù)卷機(jī)

3、的發(fā)展方向是高車速、大成品紙卷、大幅寬、高利用率，其最終目的是提高生產(chǎn)效率，從而降低對(duì)資源的消耗和浪費(fèi)。國(guó)外生產(chǎn)的高檔復(fù)卷機(jī)中，幾乎所有的操作均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，不僅提高了效率，同時(shí)也保障了操作人員的安全。在張力控制方面，復(fù)卷控制與電氣傳動(dòng)控制集成在一起，從而獲得極佳的紙幅張力控制，復(fù)卷中可施加最大的加速度，方便操作。國(guó)產(chǎn)復(fù)卷機(jī)的工作車速一般不高，大都集中在 1500 米/ 分鐘以下，并且國(guó)產(chǎn)復(fù)卷機(jī)的品種比較單一，主要是上、下引紙兩種，另外比之于進(jìn)口復(fù)卷機(jī)，國(guó)產(chǎn)復(fù)卷機(jī)的另一個(gè)弱勢(shì)是自動(dòng)化程度不高。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于復(fù)卷機(jī)間接張力控制的研究，大多以直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ)，通過(guò)控制退紙輥電機(jī)的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)控制

4、紙幅的張力。1。本課題的研究?jī)?nèi)容、方法、手段及預(yù)期成果研究?jī)?nèi)容 :紙幅張力控制有多種方法，主要為電氣控制。電氣控制又分為直接張力控制和間接張力控制兩種。直接張力控制是用張力傳感器直接測(cè)量紙幅的張力，構(gòu)成張力閉環(huán)控制達(dá)到調(diào)節(jié)紙幅張力的目的。直接張力控制方式精度高，需要安裝張力傳感器，投資較高；間接張力控制即控制放卷輥電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)功率，使之恒定。對(duì)于要求高精度張力控制及高生產(chǎn)率的復(fù)卷機(jī)系統(tǒng)，用間接張力控制升速及降速期間要進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償，以獲得較高的張力控制精度。兩種張力控制方式根據(jù)不同使用場(chǎng)合使用。不管采用哪種控制方式，放卷輥在正常工作時(shí)，總是長(zhǎng)期處于制動(dòng)狀態(tài)，以建立復(fù)卷時(shí)的紙幅張力，引紙時(shí)放

5、卷輥工作在電動(dòng)狀態(tài)，工作運(yùn)行時(shí)自動(dòng)切換到張力控制狀態(tài)，故要配以四象限運(yùn)行系統(tǒng)。在基于直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的方案中，重點(diǎn)分析了原紙卷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，指出由于原紙卷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是漸變的，因此盡管紙幅負(fù)載在車速不變時(shí)是恒功率負(fù)載，但是電機(jī)的電磁制動(dòng)功率卻不應(yīng)該是恒定的，因此退紙輥電機(jī)的調(diào)速過(guò)程并不是恒功率調(diào)速。通過(guò)原紙卷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式，以及相應(yīng)的離散化方程和便于在PLC 中編程的近似計(jì)算方程可以給出了以原紙卷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為補(bǔ)償量的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩限幅值的計(jì)算公式。 當(dāng)工作車速不變時(shí)，實(shí)際張力與設(shè)定張力之間有一個(gè)固定的誤差，但張力是穩(wěn)定的，當(dāng)沒(méi)有對(duì)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，實(shí)際張力是隨著復(fù)卷的進(jìn)行逐漸增大的，并且工作

6、車速越高，這種漂移越大，從而證明在高車速?gòu)?fù)卷機(jī)的設(shè)計(jì)中，必須考慮原紙卷慣性轉(zhuǎn)矩的影響。在基于轉(zhuǎn)速控制的紙幅張力控制方案，其理論基礎(chǔ)是彈性力學(xué)中的胡克定律。當(dāng)紙幅的變形處于彈性變形范圍內(nèi)時(shí)，紙張的應(yīng)變與張力成正比。而紙幅的應(yīng)變又可以用紙幅運(yùn)行兩端的線速度來(lái)表示，所以控制紙幅的張力，就等效于控制紙幅的應(yīng)變，也等于控制紙幅兩端的線速度。計(jì)算出原紙卷的半徑后，則控制其線速度可以通過(guò)控制其電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速控制方案是一種通用型的方案，既可應(yīng)用于直流電機(jī)，也可應(yīng)用于交流電機(jī)。方法和手段 :1、搜集并熟悉有關(guān)復(fù)卷機(jī)機(jī)械、工作機(jī)理和電控系統(tǒng)的相關(guān)資料。2、掌握復(fù)卷機(jī)的工藝過(guò)程及成品紙卷的質(zhì)量指標(biāo)要求。3、掌

7、握復(fù)卷機(jī)工藝過(guò)程對(duì)復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)提出的退卷張力控制要求。4、建立退卷張力的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上確定退卷張力的可行性控制方案，理清退卷張力的控制思路。2。5、針對(duì)一套具體復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)協(xié)議，考慮系統(tǒng)必須達(dá)到的控制要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件配置，確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，控制方案。6、針對(duì)具體的系統(tǒng)配置，設(shè)計(jì)各退紙輥的組態(tài)功能，程序流程。7、對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)真完成論文及答辯。預(yù)期成果 :直接張力控制應(yīng)當(dāng)與間接張力控制方案相結(jié)合，才能發(fā)揮其響應(yīng)快速的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免其它方面的不足。而目前情況下，在設(shè)計(jì)復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)時(shí)，以間接張力為主，張力反饋為輔的設(shè)計(jì)思路才是切實(shí)可行的。張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完成將使控

8、制響應(yīng)的快速性和控制的平穩(wěn)性進(jìn)一步提高，從而使復(fù)卷機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。3。任務(wù)完成的階段安排及時(shí)間安排：周 次1-45-67-1213-141516設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及要求。收集相關(guān)資料，做開題工作。畢業(yè)實(shí)習(xí)。建立數(shù)學(xué)模型，分析可行性控制方案，設(shè)計(jì)張力控制系統(tǒng)。著手構(gòu)思論文，參與復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)的調(diào)試工作。以正規(guī)的格式、通順的語(yǔ)言，條理清楚地撰寫論文。完成論文，并準(zhǔn)備答辯。參考文獻(xiàn)：1 陳伯時(shí) . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) . 機(jī)械工業(yè)出版社 .1999.102 孟彥京 . 造紙機(jī)變頻傳動(dòng)原理與設(shè)計(jì) . 陜西人民出版社 .20023 . . 費(fèi)里雅捷 . 紙的性能 . 輕工業(yè)出版社 .1985.74

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