電線生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電線生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一.生產(chǎn)工藝及技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)品種：6mm2以下單芯或多芯各類聚乙烯塑料電線及電纜擠塑機(jī)選型：45單螺桿擠塑機(jī)，擠塑功率7.5Kw生產(chǎn)線最高線速度：Vmax=180m/min擠出塑料溫度范圍：180220分四段控制收線最大張力Fmax=10kg進(jìn)線直徑 0.5mm2.73mm;出線直徑1.1mm6mm牽引輪盤(pán)直徑630mm放線盤(pán)直徑D0=200mm,Dm=500mm;放線盤(pán)最大重量80kg收線盤(pán)直徑D0=400mm,Dm=630mm;收線盤(pán)最大重量100kg冷卻水溫40;冷卻長(zhǎng)度6m收線計(jì)米誤差0.5m;線徑誤差1生產(chǎn)線場(chǎng)地：7m 寬，25m長(zhǎng)，高3m以上工藝流程及控制

2、方案 工藝流程如圖所示 生產(chǎn)主線控制模式為：恒線速度，恒張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)；以牽引機(jī)速度為全線的基準(zhǔn)速度，實(shí)現(xiàn)前后張力分段。收盤(pán)機(jī)為卷取張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，放盤(pán)機(jī)為開(kāi)卷張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，前后張力方向相反。 擠塑機(jī)的速度應(yīng)跟隨電線的牽引速度，同時(shí)也受線徑的擾動(dòng)調(diào)節(jié)。 擠塑機(jī)溫度控制分四段獨(dú)立控制，也受線速度的影響。 水冷卻系統(tǒng)采用水箱與水槽循環(huán)水溫度控制方案 卷盤(pán)的自動(dòng)排線系統(tǒng)采用以線速度、卷徑、線徑作為變量控制步進(jìn)機(jī)，調(diào)節(jié)線合絲杠的速度方法。工藝流程圖VF1F2卷取機(jī)卷取機(jī)電機(jī)測(cè)速機(jī)牽引機(jī)電機(jī)張力計(jì)F1F2排線步進(jìn)電機(jī)排線絲杠計(jì)米器開(kāi)卷機(jī)磁粉制動(dòng)器擠塑機(jī)電機(jī)V水冷卻系統(tǒng)打字機(jī)線徑檢測(cè)耐壓檢測(cè)擠塑機(jī)溫度控制系統(tǒng)

3、線速度光碼盤(pán)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩M計(jì)米光碼盤(pán)N1N2 二、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖牽引機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)N1牽引機(jī)速度給定Nref(系統(tǒng)速度聯(lián)合給定）K擠塑機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)N2線徑檢測(cè)信號(hào)卷取機(jī)張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)F1卷取機(jī)張力給定開(kāi)卷機(jī)張力給定F2開(kāi)卷機(jī)張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)卷取機(jī)轉(zhuǎn)速N3線速度V卷徑DVN3線徑d計(jì)算排線速度步進(jìn)機(jī)頻率計(jì)算與功率驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)圖排線機(jī)絲杠速度牽引機(jī)轉(zhuǎn)速擠塑機(jī)速度過(guò)程控制各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)圖V冷卻水槽冷卻水箱水泵自來(lái)水閥水箱溫度T1槽溫度T2溢出放水管溢出放水管水水槽溫度給定T2ref水箱溫度給定T1ref溫度控制器溫度控制器擠塑機(jī)加熱器1擠塑機(jī)加熱器2擠塑機(jī)加熱器3擠塑機(jī)加熱器34路溫控儀Tref擠塑機(jī)

4、溫度給定電線線速度V Tref = f（t1,t2,t3,t4,V)變頻器三?？刂葡到y(tǒng)集成設(shè)計(jì)兩種方案：現(xiàn)場(chǎng)總線方案和PLC方案工作站PC機(jī)學(xué)生仿真用PC機(jī)1學(xué)生仿真用PC機(jī)n回路調(diào)節(jié)器1回路調(diào)節(jié)器N閥門(mén)變送器等DP/PA耦合器總線連接器PROFIBUS-DP總線PROFIBUS-PA總線基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)集成通訊摸板CPU模入板模出板網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)工作站學(xué)生仿真用PC機(jī)學(xué)生仿真用PC機(jī) 1315331-7KF01332-5hd012數(shù)入摸板 321-1bloo數(shù)出摸板 322-1bloo計(jì)數(shù)摸板FM350-2ACVDCV調(diào)速器調(diào)功器加熱器變送器1變送器N光碼盤(pán)1光碼盤(pán)NSIEMEN

5、S S7-300N基于PLC的系統(tǒng)集成i模擬量輸出模塊接口連接332-5hd011FRN3.7G11S-4CSTG3KW異步機(jī)牽引機(jī)電機(jī)V卷取機(jī)去轉(zhuǎn)速N排線機(jī)計(jì)算單元直流調(diào)速控制器前張力計(jì)卷取機(jī)電機(jī)/DC3KW速度給定前張力給定磁粉制動(dòng)器控制器后張力計(jì)磁粉制動(dòng)器后張力給定直流調(diào)速控制器可逆直流調(diào)速控制器擠塑機(jī)電機(jī)DC7。5KW擠塑機(jī)速度給定擠塑機(jī)調(diào)功器擠塑機(jī)調(diào)功器擠塑機(jī)調(diào)功器擠塑機(jī)調(diào)功器直流調(diào)速控制器加熱器1加熱器2加熱器3加熱器4溫度1溫度2溫度3溫度4FM355FVR0.4E9S-4JE300W/3相異步電機(jī)水冷卻自來(lái)水閥FM355C水泵電機(jī)水箱溫度水槽溫度332-5HD01步進(jìn)機(jī)控制器盤(pán)

6、厚H線徑d331-7KF01模入板模擬量輸入模塊連接圖前張力 后張力高速計(jì)數(shù)模塊接線圖（自制？）卷取機(jī)轉(zhuǎn)速N1牽引機(jī)轉(zhuǎn)速N2 擠塑機(jī)轉(zhuǎn)速N3 計(jì)米器線速度V 測(cè)厚信號(hào)5XFM350-1微處理器最小系統(tǒng)MC3467 /或 PBD3517單相或兩相步進(jìn)機(jī)步進(jìn)機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片 線速度V（計(jì)數(shù)脈沖）卷取機(jī)轉(zhuǎn)速N（計(jì)數(shù)脈沖）線徑D 線盤(pán)厚H鍵盤(pán)輸入數(shù)碼顯示AD由PLC給出D和H四。軟件框圖（略）技術(shù)參數(shù)卷取線速度：V=180m/min=3m/s；最大張力：Fmax=10kg；最大卷徑Dmax=0.5m,最小內(nèi)徑Dmin=D。=0.113m；卷盤(pán)厚H=59.6mm分盤(pán)機(jī)分盤(pán)機(jī)技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)分盤(pán)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分

7、盤(pán)機(jī)控制器框圖張力測(cè)量線速度測(cè)量卷取電流測(cè)量開(kāi)卷電流測(cè)量80C196KC 最小系統(tǒng)卷取電機(jī) 控制器排線電機(jī) 控制器開(kāi)卷控制器卷取電機(jī)排線步進(jìn)機(jī)磁粉制動(dòng)器鍵盤(pán)液晶顯示器五?；旧a(chǎn)線預(yù)算及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)預(yù)算基本生產(chǎn)線預(yù)算（62萬(wàn)元） 一、上海電工機(jī)械廠制作-25萬(wàn)元1。配置：前后恒張力，牽引恒線速度，擠出機(jī)為單鏍桿（25型，生產(chǎn)6平方毫米以下）直流傳動(dòng)2。設(shè)備清單：擠出機(jī)1臺(tái)（溫控及直流傳動(dòng)），放線機(jī)1臺(tái)（直流可逆?zhèn)鲃?dòng)，恒張力），收線機(jī)1臺(tái)（直流傳動(dòng)恒張力，步進(jìn)機(jī)自動(dòng)排線系統(tǒng)（自制），牽引機(jī)1臺(tái)（交流變頻傳動(dòng)，高壓火花機(jī)1臺(tái)，印字機(jī)1臺(tái)，水冷卻槽一套（溫控系統(tǒng)自制），操作臺(tái)3個(gè) 二、自制-18萬(wàn)

8、元1。自動(dòng)排線系統(tǒng)（單片機(jī)控制步進(jìn)機(jī)跟隨系統(tǒng)）（3萬(wàn)元），冷卻水系統(tǒng)（三階系統(tǒng)，含水箱 5萬(wàn)元） 電氣工程（6萬(wàn)元），裝修（5萬(wàn)元）三、試車(chē)材料 4萬(wàn)元四、分盤(pán)機(jī)設(shè)備-自制 （功能和配置祥見(jiàn)設(shè)計(jì)）-15萬(wàn)元 2mm 后期系統(tǒng)升級(jí)工程 （plc及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)）-20萬(wàn)元1。CPU315 7500。002。332-5HD01 2塊 2X4000。00=8000。003。355C 2塊 2X7460。00=14920。004。FM350-1 5塊 5X3000。00=15000。005。331-7KFO1 4800。006。322-1HF01 2塊 1200。00X2=2400。007。322-1BL00 3800。008。321-1BL00 2塊 2800。00X2=5600。009。POWER 860。0010。中央基板 1400。0011。擴(kuò)展板 1600。0012。