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电线生产线自动化控制系统设计

电线生产线自动化控制系统设计. 一 . 生产工艺及技术参数. 生产品种： 6mm 2 以下单芯或多芯各类聚乙烯塑料电线及电缆 挤塑机选型： Ø45 单螺杆挤塑机，挤塑功率 7.5Kw 生产线最高线速度： Vmax=180m/min 挤出塑料温度范围： 180℃~220℃ 分四段控制 收线最大张力 Fmax=10kg 进线直径 0.5mm~2.73mm; 出线直径 1.1mm~6mm 牵引轮盘直径 630mm 放线盘直径 D 0 =200mm,D m =500mm; 放线盘最大重量 80kg

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电线生产线自动化控制系统设计

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Presentation Transcript

  1. 电线生产线自动化控制系统设计

  2. 一.生产工艺及技术参数 • 生产品种：6mm2以下单芯或多芯各类聚乙烯塑料电线及电缆 • 挤塑机选型：Ø45单螺杆挤塑机，挤塑功率7.5Kw • 生产线最高线速度：Vmax=180m/min • 挤出塑料温度范围：180℃~220℃分四段控制 • 收线最大张力Fmax=10kg • 进线直径 0.5mm~2.73mm;出线直径1.1mm~6mm • 牵引轮盘直径630mm • 放线盘直径D0=200mm,Dm=500mm;放线盘最大重量80kg • 收线盘直径D0=400mm,Dm=630mm;收线盘最大重量100kg • 冷却水温≤40℃;冷却长度6m • 收线计米误差≤0.5m;线径误差≤1％ • 生产线场地：7m 宽，25m长，高3m以上

  3. 工艺流程及控制方案 • 工艺流程如图所示 • 生产主线控制模式为：恒线速度，恒张力调节系统；以牵引机速度为全线的基准速度，实现前后张力分段。收盘机为卷取张力调节系统，放盘机为开卷张力调节系统，前后张力方向相反。 • 挤塑机的速度应跟随电线的牵引速度，同时也受线径的扰动调节。 • 挤塑机温度控制分四段独立控制，也受线速度的影响。 • 水冷却系统采用水箱与水槽循环水温度控制方案 • 卷盘的自动排线系统采用以线速度、卷径、线径作为变量控制步进机，调节线合丝杠的速度方法。

  4. 工艺流程图 V 张力计 排线丝杠 F1 F2 计米器 F1 水冷却系统 耐压检测 线径检测 排线步进电机 F2 V 开卷机 计米光码盘 打字机 N2 N1 卷取机 挤塑机温度控制系统 制动转矩M 挤塑机电机 磁粉制动器 卷取机电机 牵引机电机 线速度光码盘 测速机

  5. 二、系统控制结构图

  6. 牵引机速度给定 Nref 牵引机速度 调节系统 N1 (系统速度联合给定） 牵引机转速 K 挤塑机速度 调节系统 N2 线径检测信号 挤塑机速度 线速度V V 排线机 丝杠速度 卷取机转速N3 卷径D 步进机频率计算 与功率驱动 计算排线速度 N3 线径d F2 开卷机张力给定 开卷机张力 调节系统 F1 卷取机张力 调节系统 卷取机张力给定 运动控制各环节结构图

  7. 水 槽温度T2 冷却水槽 V 水槽温度给定T2ref 温度控制器 溢出放水管 水箱温度给定T1ref 温度控制器 冷却水箱 自来水阀 溢出放水管 变频器 水泵 水箱温度T1 挤塑机加热器1 Tref= f（t1,t2,t3,t4,V) 挤塑机温度给定 Tref 4路温控仪 挤塑机加热器2 电线线速度V 挤塑机加热器3 过程控制各环节结构图 挤塑机加热器3

  8. 三。控制系统集成设计 工作站PC机 学生仿真用PC机1 学生仿真用PC机n 学生仿真用PC机 工作站 网络 学生仿真用PC机 网络 • 两种方案：现场总线方案和PLC方案 N 1 SIEMENS S7-300 PROFIBUS-DP总线 数出摸板 322-1bloo 计数摸板FM350-2 模入板 模出板 数入摸板 321-1bloo 通讯摸板 CPU 2 × 331-7KF01 315 DP/PA耦合器 总线连接器 332-5hd01 回路调节器1 回路调节器N PROFIBUS-PA总线 调速器 调功器 变送器1 变送器N 光码盘1 光码盘N DCV ACV 加热器 阀门变送器等 i 基于PROFIBUS现场总线的系统集成 基于PLC的系统集成

  9. 模拟量输出模块接口连接 速度给定 FRN3.7G11S-4CS TG 牵引机电机 3KW异步机 V 332-5hd01 卷取机电机/DC3KW 直流调速控制器 卷取机去 转速N 前张力给定 可逆直流调速控制器 排线机计算单元 1 后张力给定 前张力计 磁粉制动器控制器 磁粉制动器 后张力计 挤塑机速度给定 挤塑机电机DC7。5KW 直流调速控制器 FM355 直流调速控制器 挤塑机调功器 加热器1 温度1 挤塑机调功器 加热器2 温度2 挤塑机调功器 加热器3 温度3 挤塑机调功器 加热器4 温度4

  10. 水泵电机 FVR0.4E9S-4JE 300W/3相异步电机 FM355C 水箱温度 水冷却自来水阀 水槽温度 332- 5HD01 盘厚H 步进机控制器 线径d

  11. 模拟量输入模块连接图 331-7KF01模入板 前张力 后张力

  12. 高速计数模块接线图（自制？） 卷取机转速N1 牵引机转速N2 挤塑机转速N3 计米器线速度V 测厚信号 5X FM 350-1

  13. 微处理器最小系统 MC3467 /或 PBD3517 线速度V（计数脉冲） 卷取机转速N（计数脉冲） 单相或两相 键盘 输入 线径D 线盘厚H 步进机专用驱动芯片 步进机 数码显示 由PLC 给出D和H AD

  14. 四。软件框图（略）

  15. 分盘机技术参数 技术参数 卷取线速度：V=180m/min=3m/s； 最大张力：Fmax=10kg； 最大卷径Dmax=0.5m, 最小内径Dmin=D。=0.113m； 卷盘厚H=59.6mm

  16. 分盘机结构设计

  17. 分盘机控制器框图 键盘 液晶显示器 卷取电机 控制器 张力测量 卷取电机 线速度测量 80C196KC 最小系统 排线电机 控制器 排线步进机 卷取电流测量 开卷 控制器 开卷电流测量 磁粉制动器

  18. 五。基本生产线预算及 计算机控制系统 预算

  19. 基本生产线预算（62万元） 一、上海电工机械厂制作--------25万元 1。配置：前后恒张力，牵引恒线速度，挤出机为单镙杆（25型，生产6平方毫米以下） 直流传动 2。设备清单：挤出机1台（温控及直流传动），放线机1台（直流可逆传动，恒张力），收线机1台（直流传动恒张力，步进机自动排线系统（自制）），牵引机1台（交流变频传动，高压火花机1台，印字机1台，水冷却槽一套（温控系统自制），操作台3个 二、自制-------------18万元 1。自动排线系统（单片机控制步进机跟随系统）（3万元），冷却水系统（三阶系统，含水箱 5万元） 电气工程（6万元），装修（5万元） 三、试车材料 4万元 四、分盘机设备-自制 （功能和配置祥见设计）--15万元

  20. 后期系统升级工程 （plc及计算机控制系统）--20万元 1。CPU—315 7500。00 2。332-5HD01 2块 2X4000。00=8000。00 3。355C 2块 2X7460。00=14920。00 4。FM350-1 5块 5X3000。00=15000。00 5。331-7KFO1 4800。00 6。322-1HF01 2块 1200。00X2=2400。00 7。322-1BL00 3800。00 8。321-1BL00 2块 2800。00X2=5600。00 9。POWER 860。00 10。中央基板 1400。00 11。扩展板 1600。00 12。561-1M00 PCI卡 4380。00 计 72660。00 折0。65 计47229。00

  21. 工控机 15000。00 学生用PC机 30000。00 盘面及投影设备 40000。00 软件 30000。00 计 115000。00 （ 总计 194500。00

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