线材自动卷绕装置控制系统的设计

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1、完美.格式.编辑目录1绪论11.1课题提出与研究意义11.2线材卷绕系统的发展现状22线材卷绕系统的特点与应用场合32.1线材自动卷绕系统的特点32.2线材自动卷绕系统的优点32.3线材自动卷绕系统的应用领域43线材自动卷绕系统的设计要求53.1线材自动卷绕系统的控制要求53.2线材自动卷绕系统中被控对象和元件之间的逻辑控制关系54PLC控制系统设计原则64.1可编程控制器的简介64.2PLC的一般结构64.3PLC产品一些常见的技术指标64.4PLC的选用原则74.5PLC控制系统设计基本的原则74.6PLC控制系统设计

2、的基本内容84.7PLC控制系统设计的一般步骤84.8PLC控制系统设计的方法95线材自动卷绕系统的设备选型95.1线材自动卷绕系统设计图95.2PLC的选型105.3触摸屏的选型105.4变频器的选型105.5旋转编码器的选型115.6步进电动机的选型115.7步进电机驱动器的选型115.8其他设备选型126线材自动卷绕系统的理论设计126.1线材自动卷绕系统的初步设计126.2卷绕的进入速度识别126.3卷绕速度计算136.4线材卷绕导向部分13专业.资料.整理完美.格式.编辑6.5卷绕的长度测定146.6卷绕的误差补

3、偿147线材自动卷绕系统的程序设计157.1IO分配157.2程序设计158线材自动卷绕系统的触摸屏画面设计248.1触摸屏画面设计概述248.2触摸屏画面的设计249线材自动卷绕系统主轴卷绕部分设计289.1MMX-440C变频器与三相异步电动机的链接289.2变频器的参数设置与接线28总结30参考文献31附录32线材自动卷绕系统设计材料清单32致谢33专业.资料.整理完美.格式.编辑专业.资料.整理完美.格式.编辑1绪论1.1课题提出与研究意义在工业生产中，有时需要对生产出的线材进行卷绕或要将线材卷绕规定的匝数（如变

4、压器线圈），缠绕到规定直径的卷轴上。在过去的工业生产过程中，该卷绕系统对线材的长度计量和张紧度把握是通过机械或人力来完成的。这样的卷绕方法效率低下，精度较差。对于卷绕有弹性的线材时容易造成拉伸线材变形或卷绕过松的现象。特别需要注意的是，这类机械的卷绕系统只能适应于一种特定弹性和直径的线材，同时也只能适应特定直径和宽度的卷轴。因此需要对现有非自动卷绕系统进行必要的自动化更新或改造。而线材自动卷绕装置是由PLC进行软件卷绕控制。其线材的进入速度通过旋转编码器测得。线材的直径、卷轴的直径和宽度由触摸屏直接输入。当需要改变卷绕线材

5、或卷轴的参数时。只需通过触摸屏改变相应的参数，免去了机械卷绕系统的机械调试工作。相较其它非自动卷绕系统，由PLC控制的自动卷绕系统成本低廉、操作简便、构造简单、便于维护、精度高、效率高。可以替代现有的工业生产中使用的非自动线材卷绕系统。线材绕系统是一种将线材（尤其是有弹性的线材）卷绕到规定直径的轴上的机构。它和线材生产机构一同工作。在卷绕过程中，线材生产部分相当于放卷机，卷绕机相当于是收卷机。只有线材生产部分和卷绕机进行同步转动，也就是说只有当放卷机和收卷机的速度保持一致时，才不会对线材造成损害。由于线材生产部分（放卷机）

6、在转动过程中速度是接近保持不变的，卷绕机在卷绕过程中，收卷直径会越来越大，因此放卷到收卷的传输线速度越来越大，这就需要不断的降低线材卷绕机主轴的卷绕速度以配合放卷的速度。从而达到同步收放的效果。这也是我在设计中的重点和难点我在这次毕业设计中，首先是对卷绕机的机械传动设备和辅助设备进行设计。再对其控制系统提出自己的方案。我对其控制系统所设计的方案是由一台三相异步电动机驱动线材卷绕机主轴转动的速度。由旋转编码器测量线材生产速度（既放卷速度），并把检测到的信号传递给可编程控制器PLC，同时，根据线材直径和卷绕长度（由Siemen

7、sTP-177B触摸屏输入）确定卷绕速度和卷绕长度。由可编程控制器PLC通过计算、把结果传递给变频器，再由变频器控制电动机转速。从而达到收放同步的效果。另外根据线材直径，PLC还需要控制步进电动机实现线材卷绕的导向问题。专业.资料.整理完美.格式.编辑1.2线材卷绕系统的发展现状线材卷绕系统应用于线材或胶管的生产制造、加工等领域。在该系统发展初期，是通过硬性的机械拖动来完成线材的圈绕动作。此时的圈绕系统动力多由靠变电压调速的直流拖动电机实现卷绕动作。这种卷绕系统的优点是结构简单，操作直观。但是，这种卷绕系统由于机械设计的原

8、因大多只能适应一种线材和单一的卷轴。当需要更换另外直径的线材或其他型号的卷轴时。需要调试甚至更换相应的卷绕机械机构以改变卷绕的线速度。另外还需要改变导向机构。此外，这样线材卷绕系统的卷绕线速度和导向机构的移动速度与移动距离是通过机械结构计算，这样的机械变速机构结构复杂，容易磨损，需要定期的维护，且调试、