基于自抗扰控制器的高速卷绕头控制系统的分析与应用

《基于自抗扰控制器的高速卷绕头控制系统的分析与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、山东大学硕士学位论文题上有突破，国产化率会大大加快。为此，国家通过“十五”火炬化纤发展规划，对我国的产业化纤用丝发展进行了预测，且国家经贸委已把研制高速卷绕头列入行业技术重点发展项目。中国是全球最大的化纤生产国，掘国家统计局提供的数掘分析，2003年中国化纤产量突破1181)j-吨，占世界产量的l，3，以后每年化纤加工总量都将增加。现在人们对衣着、装饰、产业用纺织品的需求进入一个新的阶段，装饰、产业用纺织品的比重将逐步加大，．有关部门预测，今后50年内世界纤维消耗量仍将以每年2％～3％的速度增长，而增长将主要集中在亚洲、非洲、南美洲等发展中国家，从这可以看出，化纤工业生产

2、还会有～定的市场。化纤工业的发展带来化纤机械的发展，而且要在发展中不断改进提高。我国目前正处于一个新的增长期，我们可以借鉴发达国家成功的经验，利用现有的高新技术对现有的化纤机械进行技术改造和创新，特别是高速卷绕头，它是纺丝生产的关键设备，必须加快它的研究与丌发，以适应市场需求，努力实现传统纺织机产品的机、电、信息技术一体化，从而提高我国化纤机械的纺织水平。在化纤纺丝、卷绕方面，继续向着高速、高效、短流程、自动化、多功能化方向发展。通常对高速卷绕头的基本要求是：卷装形状稳定，经久不变；容量大，丝条分布均匀，密度一致；张力均匀，没有起皱和涨边现象；退绕容易、没有相互纠缠，不产

3、生塌边和脱圈等现象。所以开发卷绕头时，要将机、电技术有机地结合起来，采取行之有效的控制手段，提高卷绕速度的精度，确保卷装的成形良好。上海贝加莱公司与上海二纺机公司合作主要研制开发6、8和10丝饼，卷绕速度最高可达6000m／min的EJQ29X型全自动切换摩擦辊式高速卷绕头，在国内同类产品中处于领先地位，也达到了国外的先进水平。本课题把现代化的计算机控制系统和先进的控带f算法应用于化纤纺丝的高速卷绕过程中，使我国的化纤设备跟上时代发展的步伐，努力实现高速卷绕头的国产化，打破国外公司垄断高速卷绕头市场的局面，节省大量外汇，提高我国化纤长丝的产量和质量。1．2系统概况一套完整

4、的高速纺丝的工艺生产流程如下(以常用的POY丝为例)：PET熔体专熔体输送管线号熔体分配阀号熔体增压泵÷熔体热交换器—}静态混合器—}熔体分配管—》纺丝箱体—争计量泵—}纺丝组件—}喷丝板—}冷却吹风—争喷嘴集束上油—}导丝盘牵引—}网络—争卷绕成形，高速卷绕头就是实现卷绕成形的功能，是最关键的环节。6山东大学硕士学位论文本机用于高速纺织机，纺纱牵伸机的丝束卷绕，最终卷绕成具有一定容量的圆杜形卷装。其主要由横动导丝部件、生头装置、升降转盘箱机座、筒管央头及驱动装置、推简装置和控制器等部分组成。本机的最大特点是能自动完成满筒与空管之J’日J的自动切换和生头，从而大大降低废丝

5、量，同时降低劳动强度，提高生产效率【6J。此项目采用奥地利贝加莱(B&R)公司的可编程计算机控制器(pcc)作为主控制系统，调速系统采用多功能驱动器(ACOPOS)，依据当今最新控制理念通过EthemetPowerlink．通讯网络实现自动切换高速卷绕头控制系统的完美方案。如图卜1所示，控制系统为两级计算机控制形式，第一级为驱动级，通过EthemetPowerlink总线形式，采用ACOPOS，使各单元的同步电机或异步电机响应快、精度高、稳定性好，从而实现对锭轴电机、横动电机和切换电机的变频控制和伺服控制；第二级为控制级，采用PCC2005实现卷绕头逻辑状态、动作、位置的

6、控制，使时序控制更准确、可靠，同时也执行速度控制算法和卷绕工艺算法，实现了卷绕速度的精确控制和卷绕工艺要求1”。霍霉一I_一●一鲤馔：强赴沁也k蠊蚴匝印图1．I系统硬件配置绐构图片步屯机B图1．2卷绕头控制结构图整个系统的控制中心是PCC，包括电源模块PS485、CPU模块CP260、数字量输入D1450、输出模块D0650、数字量混合模块DM476和空模块BMl50，D1450主要连接操作面板上的按钮开关信号，D0650输出驱动电磁阀，根据卷绕头各部位当前的工作状态、控制逻辑及时序控制的要求，PCC发出相应的控制信号到电磁阀，电磁阀打开或关断相应的气路使气缸带动有关的机

7、械部件运动，卷绕头上许多部位装有位置传感器一接近开关，传感器将各点的状态信号送入PCC，即DM476的输入部分，输出部分则用束控制操作面板上的状态灯。BMl50只是用于填补未用槽，没有实际意义。丝线卷绕过程中，通过检测摩擦辊测速齿轮和锭轴电机测速齿轮转过的齿数脉冲计算出二者的实际转速值，如图卜2所示，PCC计算出电机速度给定值，7山东大学硕士学位论文由ACOPOS驱动器实现对锭轴电机的变频调速，不断减小锭轴电机的转速，从而保持丝线卷绕线速度不变；转盘转动则是通过ACOPOS驱动器处于伺服模式下控制切换电机，实现转盘的准确定位，