空气包覆纱机检控系统研究

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1、密级★保密期限：（涉密论文须标注）ZhejiangSci-TechUniversityZSTU硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目：空气包覆纱机检控系统研究英文论文题目：Theresearchofdetectionandcontrolsystemforair-coveringmachine学科专业：机械工程作者姓名：沈星林指导教师：袁嫣红完成日期：2015.03.09万方数据万方数据万方数据摘要空气包覆纱机是一种把不同物性的纤维包覆成弹力纱线的预备装置，在纱线包覆过程中，存在纱线张力不均匀

2、以及无法准确获取纱筒纱线长度等问题。本文利用现场总线技术，采用模块化设计方法，完成了一种可实现多点纱线检测和多轴联动控制的检控系统的设计，实现了包覆纱机的多轴运动控制和纱筒纱线长度检测要求，提高了设备的自动化程度。论文设计的包覆纱机检控系统分为上位机、信息中继板和底层纱线监控板三部分，并采用CAN和RS485现场总线网络作为该系统数据通信的桥梁。上位机由三菱PLC和触摸屏组成，主要完成多轴控制及工艺参数设置和生产过程监控。信息中继板完成纱线运行数据的预处理，并实现中继板和上位机之间的数据传输，有效地减轻P

3、LC数据处理和传输的负担。每块底层纱线监控板以LPC11C22为控制核心，准确检测36路纱线状态的和精确控制12路气阀开关。根据包覆纱机实际锭数选用多块纱线监控板，实现多路纱线的检测。在硬件构架的基础上，完成了整个控制系统的软件设计。通过变频闭环调速系统模型的搭建和PI参数整定等方法开展了多轴转速联动调速的研究；通过卷绕成型的理论分析，研究合理的导纱行程和卷绕速度变化规律，实现防叠、防凸卷绕成型控制；开展了纱筒纱线长度信息的传输延迟分析，确保长度检测的精度要求。对完成的控制系统在实验室进行了整机调试，搭建

4、转速测试平台和通信测试平台对转速控制模块和通信模块进行性能调试。整机调试实现多轴转速联动调速，纱筒纱线独立计长等功能。转速测试和通信测试结果表明：整定后的PI值可直接应用于实际系统，并实现良好的转速控制效果；通过合理设置主从设备应答时间可以优化数据通信的准确性和实时性。本系统多轴转速联动控制效果明显，纱筒纱线计长精确可靠，HMI查询效果突出，操作简单，可靠性好，实时性强，为空气包覆纱机的进一步改良提供参考依据。关键词：空气包覆纱机；多轴运动控制；纱筒纱线长度检测；PLC；LPC11C22IAbstract

5、Air-coveringyarnmachineisapreparingdevicewhichcladsthedifferentphysicalpropertiesoffibersintoelasticyarn.Itexiststhephenomenonthatuneventensionoftheyarnandunabletogetthelengthoftheyarnbobbinsaccuratelyintheprocessofyarncoated.Inthispaper,itusesfieldbustec

6、hnologyandmodulardesignapproachtodesignasystemwhichcanachievemulti-yarntestingandmulti-axiscontrol.Thesystemrealizesthemulti-axismotioncontrolandtherequirementofbobbinyarnlengthtestingforair-coveringyarnmachinetoimprovetheautomationdegree.Inthispaper,thet

7、hreepartsofPC,informationexcessive-boardandtheunderlyingmonitoring-boardmakesupthedetectionandcontrolsystemforair-coveringmachine.AnditusesCANandRS485fieldbusnetworktoworkasacommunicationchannel.PCiscomposedofMitsubishiPLCandHMI.Itmainlycompletesthecontro

8、lofmulti-axis,thesettingofprocessparameterandthemonitoringofproductionprocess.Excessive-boardcompletesthepretreatmentofdataforrunningyarnandthedatatransmissionbetweenPCandexcessive-board.Itreducestheburdentoprocessa