【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)-電氣工程及其自動(dòng)化

類別： 非全日制本科生 密級(jí) 華中科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題 目：生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng) 院 系：遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2010 年秋 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： I 目 錄 摘要 . . 、選題背景 . 1 題設(shè)計(jì)要求 . 1 題設(shè)計(jì)的目的與意義 . 1 二、方案論證 . 2 1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 . 2 純的張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 . 2 產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 . 3 2系統(tǒng)構(gòu)件組成 . 5 3. 工作原理介紹 . 5 三、過(guò)程論述 . 7 . 7 2. 選擇 . 9 3. 選擇 . 9 . 11 . 12 . 13 7. E/P (電氣比例閥 )的選擇 . 15 8. 差動(dòng)變壓器 )的選擇 . 16 四、結(jié)果分析 . 18 1傳統(tǒng)收卷裝置的弊端 . 18 2張力控制變頻收卷的優(yōu)點(diǎn) . 18 訊的干擾 . 18 變頻器的控制 . 19 五、總結(jié) . 20 致謝 . 22 參考文獻(xiàn) . 23 錄 . 24 要 張力控制系統(tǒng)主要是由張力控制器和張力傳感器組成的，應(yīng)用于織布 、 造紙 、塑料薄膜 、 冶金等設(shè)備，是一種實(shí)現(xiàn)設(shè)定張力，保持恒定不變的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其作用主 要是實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)間的同步運(yùn)行，發(fā)送和卷取均勻控制。 張力控制在設(shè)備運(yùn)行速度上不受限制，都必須保持與設(shè)定值一致，允許一定的誤差存在，包括設(shè)備加速，減速和勻速運(yùn)行。即便是在按下緊急停車情況下，也不會(huì)損壞產(chǎn)品或是產(chǎn)品松脫。張力的穩(wěn)定與否直接影響產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。若張力不足，產(chǎn)品生產(chǎn)運(yùn)行中因漂移，出現(xiàn)折痕現(xiàn)象或是設(shè)備無(wú)法開(kāi)啟；若張力過(guò)大，產(chǎn)品易拉斷，導(dǎo)致?lián)鯔C(jī)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容是介紹生產(chǎn)工作中實(shí)際應(yīng)用的張力控制系統(tǒng)，張力控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中通過(guò)張力的大小設(shè)定，張力的大小檢測(cè)，兩者之間比對(duì)計(jì)算后，再通 過(guò)多點(diǎn)傳動(dòng)的速度反饋和速度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品上的張力控制，使產(chǎn)品達(dá)到客戶要求。 關(guān)鍵詞 ： 張力控制 張力控制器 張力傳感器 is of in Is a to is to of of is to a of in it or of or of a on If is to in or be if is is to in of is to in of in by of is of of on of so 1 一、選題背景 題設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)電子級(jí)玻璃纖維布的張力控制系統(tǒng)。通過(guò)人機(jī)界面 ,可編程控制器 ,張力控制器 ,張力傳感器 ,差動(dòng)變壓器 ,電氣比例閥 ,電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換板 ,變頻器 ,三相異步電動(dòng)機(jī) ,編碼器 ,組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，使系統(tǒng)張力控制在生產(chǎn)條件下張力的設(shè)定值 ，即為生產(chǎn)中保持布面張力恒定不變 的控制系統(tǒng) 。 題設(shè)計(jì)的目的與意義 在工業(yè)生產(chǎn)的諸多行業(yè)中，張力控制廣泛應(yīng)用。隨著電子工業(yè)的繁榮，電子級(jí)玻璃纖維布的需求迅速增長(zhǎng)。 目前全世界玻璃纖維年總產(chǎn)量已達(dá)到 250 萬(wàn)噸，其中電子級(jí)玻璃纖維年產(chǎn)量已突破 30萬(wàn)噸，約占總產(chǎn)量的 13左右。在電子級(jí)玻璃纖維中，約有 15萬(wàn)噸是覆銅箔板用電子級(jí)玻璃纖維布。 電子級(jí)玻璃纖維布 其主要性能特點(diǎn)：電絕緣性能好、防火阻燃、防水、耐老化、耐氣候性、高強(qiáng)度、高模量等特點(diǎn)。 被廣泛用于制作環(huán)氧 覆銅基板、絕緣板、 印刷電路板 、 矽膠絕緣導(dǎo)熱布、緣絕布、防火布、工程塑料補(bǔ)強(qiáng)、 及航空、軍工領(lǐng)域 等 ，其生產(chǎn)工藝中張力的控制尤為重要，直接影響布面的品質(zhì)，導(dǎo)致應(yīng)用中性能嚴(yán)重下降，甚至無(wú)法應(yīng)用。電子級(jí)玻璃纖維布的性能優(yōu)良必須配上準(zhǔn)確控制張力的張力控制器，才能對(duì)系統(tǒng)的高效可靠提供保證。 張力控制是生產(chǎn)過(guò)程中極其重要的一環(huán)，良好的張力控制能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。 為了滿足高品質(zhì)的電子級(jí)玻璃纖維布制品的生產(chǎn)要求，本文就電子級(jí)玻璃纖維布生產(chǎn)工作中 的張力的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，分析了整個(gè)生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)。包括生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成，控制原理；卷曲控制過(guò)程的分析，構(gòu)件選擇； 傳統(tǒng)卷取與現(xiàn)在卷取對(duì)比，技術(shù)難點(diǎn)的解決。 同時(shí)本課題設(shè)計(jì)也是讓我們熟練掌握課本上相關(guān)的理論知識(shí)，也是學(xué)習(xí)新知識(shí) 、鞏固加深所學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)過(guò)程，提高我們的綜合運(yùn)用能力，獨(dú)立思考能力和解決問(wèn)題的能力。 2 二、 方案論證 1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 純的張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 單純的張力控制系統(tǒng)是由張力控制器，張力傳感器，磁粉剎車或就是張力控制器和張力傳感器構(gòu)成。 采用磁粉離合器控制輸入收卷輥的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以達(dá)到張力穩(wěn)定的控制方案磁粉離合器由主動(dòng)部分和從動(dòng)部分組成，通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與收卷輥相連，中間填入微細(xì)鐵磁粉作為力矩傳遞媒介。激磁線圈通入一定電流形成磁場(chǎng)。磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成鏈條狀排列。主動(dòng)部分以恒速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，破壞磁粉鏈之間的聯(lián)接力而形成圓周切向力。該切向力與磁粉圈半徑的乘積便是 驅(qū)動(dòng)從動(dòng)部分收卷的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)在連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)中將輸出力矩從主動(dòng)部分耦合到從動(dòng)部分。 若給定激磁電流不變，則輸出轉(zhuǎn)矩： 常數(shù) 式中： 磁粉離合器磁粉圈半徑； 磁粉鏈形成的切向阻力。 而薄膜張力為： 式中： 膜卷半徑。 隨著薄膜母卷的 值逐漸增大，若轉(zhuǎn)矩不作變化，必導(dǎo)致張力減小，張力的變化觸發(fā)傳感機(jī)構(gòu)，發(fā)出一反饋信號(hào) ，與給定信號(hào) 疊加而成綜合信號(hào) 增大（設(shè)定 U 經(jīng)過(guò)電路的轉(zhuǎn)換，使輸出轉(zhuǎn)矩加大，張力得以保持不變。達(dá)到張力穩(wěn)定。 采用張 力傳感器直接進(jìn)行張力檢測(cè)的控制 ， 張力傳感器安裝在張力檢測(cè)輥的軸承下面，將檢測(cè)到的薄膜張力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到張力調(diào)節(jié)器中，與原設(shè)定的張力信號(hào)比較后，進(jìn)行 計(jì)算，然后輸入收卷電機(jī)控制器，達(dá)到控制收卷輥轉(zhuǎn)速的目的。 一般收卷輥的線速度設(shè)定為牽引機(jī)輸出速度的 105% 110%，實(shí)際上，由于薄膜的彈性及張力力矩的影響，收卷輥的線速度不會(huì)超過(guò)牽引機(jī)的輸出速度。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，適用范圍廣。 兩者結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖 23 圖 2車張力控制系統(tǒng) 圖 2產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)相對(duì)要復(fù)雜得多，因?yàn)樯a(chǎn)傳動(dòng)中是多點(diǎn)傳動(dòng)，要有匹配的傳動(dòng)比，達(dá)到生產(chǎn)設(shè)定張力值保持不變，從而滿足客戶對(duì)布面張力的要求。 張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如下 圖 2 張力控制器 張力傳感器 發(fā)送轉(zhuǎn)盤(pán) 布 張力控制器 張力傳感器 磁粉剎車 發(fā)送轉(zhuǎn)盤(pán) 布 4 圖 2: : B 5 :系統(tǒng)構(gòu)件組成 生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制系統(tǒng)由 編程控制器）， 機(jī)界面），變頻器， 力傳感器），張力控制器， E/P（電氣比例閥）， 動(dòng)變壓器）， （電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換板）組成已達(dá)到生產(chǎn)要求的張力控制。 3. 工作原理介紹 通過(guò) 機(jī)界面 )輸入設(shè)定張力數(shù)據(jù)，張力 數(shù)據(jù)傳輸給 編程控制器 )， 有個(gè)相應(yīng)的 4流輸出給 I/P(電氣比例閥 )， I/P 輸出一定的氣壓到氣缸，從而推動(dòng)氣缸活塞，使 作， 作位置就改變了，這樣 動(dòng)變壓器 )檢測(cè)位置，同時(shí)輸出正負(fù) 0電壓到 （電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換板），由此電路板把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)為 0流電壓給 頻器）進(jìn)行速度補(bǔ)償，馬達(dá)速度會(huì)通過(guò)編碼器反饋給 做速度比較 ,與此同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行中布面通過(guò) 張力傳感器壓力，張力傳感 器檢測(cè)到的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)?壓值給張力控制器，張力控制器給一個(gè) 0壓給其與人機(jī)界面輸入張力值進(jìn)行比較計(jì)算輸出。多點(diǎn)張力檢測(cè)，再通過(guò)多點(diǎn)傳動(dòng)的速度反饋和速度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)傳動(dòng)中的張力控制。 系統(tǒng)控制框圖如下 圖 2 6 圖 2統(tǒng)控制框圖 0c 4c 7 三、 過(guò)程論述 卷徑的計(jì)算原理：根據(jù) 2 來(lái)計(jì)算 卷 取 的卷徑。因?yàn)?1*2* 測(cè)長(zhǎng)輥?zhàn)?過(guò)的紗或布 的長(zhǎng)度與卷 取 收到的紗 或布 的長(zhǎng)度是相等的。即 t=t 1=i*2( 電機(jī)運(yùn)行的圈數(shù)、 盤(pán)頭的周長(zhǎng)、 *D2/i 1*i/為 2(編碼器產(chǎn)生的脈沖數(shù)、 編碼器的線數(shù) ). 1 取 ,即測(cè)長(zhǎng)輥轉(zhuǎn)一 圈 ,由霍爾開(kāi)關(guān)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)接到 1*i*樣 卷 取 盤(pán)頭的卷徑就得到了 . 卷 取 的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析 ： 要能保證 卷 取 過(guò)程的平穩(wěn)性 ,不論是大卷、小卷、加速、減速、停車、啟動(dòng)都能保證張力的恒定 整個(gè)系統(tǒng)要啟動(dòng)起來(lái) ,首先要克服靜摩擦力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 ,簡(jiǎn)稱靜摩擦轉(zhuǎn)矩 ,靜摩擦轉(zhuǎn)矩只在啟動(dòng)的瞬間起作用 ;正常運(yùn)行時(shí)要克服滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩 ,滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩在運(yùn)行當(dāng)中一直都存在 ,并且在低速、高速時(shí)的大小是不一樣的。需要進(jìn)行不同大小的補(bǔ)償 ,系統(tǒng)在加速、減速、停車時(shí)為克服系統(tǒng)的慣量 ,也要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 ,補(bǔ)償?shù)牧颗c運(yùn)行的速度也有相應(yīng)的比例關(guān)系 補(bǔ)償?shù)南禂?shù)是不同的。即加速轉(zhuǎn)矩、減速轉(zhuǎn)矩、停車轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；克服了這些因素 ,還要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ,通過(guò)計(jì)算出的時(shí)實(shí)卷徑除以 2再乘以設(shè)定的張力大小 ,經(jīng)過(guò)減速比折算到電機(jī)軸 卷 取 整個(gè)過(guò)程的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程。總結(jié) :電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 =靜摩擦轉(zhuǎn)矩 (啟動(dòng)瞬間 )+滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩 +負(fù)載轉(zhuǎn)矩 在減速時(shí)要減去減速轉(zhuǎn)矩 因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)程序控制減速至設(shè)定的最低速 ,所以停車轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償同減速轉(zhuǎn)矩的處理 . 轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn) ： （ 1） 靜摩擦轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償 :因?yàn)殪o摩擦轉(zhuǎn)矩只在啟動(dòng)的瞬間存在 ,在系統(tǒng)啟動(dòng)后就消失了 （ 2） 滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償 :滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償在系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中都是起作用的 補(bǔ)償量的大小與運(yùn)行的速度有關(guān)系。所以在程序中處理時(shí)，要分段進(jìn)行補(bǔ)償。 8 （ 3） 加減速、停車轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償：補(bǔ)償硬一 卷 取 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的補(bǔ)償系數(shù)應(yīng)該比較穩(wěn)定，變化不大。 計(jì)算當(dāng)中的公式計(jì)算 ： （ 1） 已知空芯卷徑 00200速度的最大值 0m/力設(shè)定最大值 0等于 500 牛頓 );減速比 i=9;速度的限制如下 : 因?yàn)?:V=*D*n/i(對(duì)于 卷 取 電機(jī) )=卷 取 電機(jī)在空芯卷徑時(shí)的轉(zhuǎn)速是最快的 90=.2*n/9=n=1290r/ （ 2） 因?yàn)槲覀冎雷冾l器工作在低頻時(shí) ,交流異步電機(jī)的特性不好 ,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低而且非線性 取的整個(gè)過(guò)程中要盡量避免 卷 取 電機(jī)工作在 2下 卷 取 電機(jī)有個(gè)最低速度的限制 對(duì)于四極電機(jī)而言其同步轉(zhuǎn)速為 :0f1/p=500r/=2n=60r/達(dá)到最大卷徑時(shí) ,可以求出收卷整個(gè)過(guò)程中運(yùn)行的最低速 *D*n/i=0/9=要對(duì)速度進(jìn)行限制 ,否則會(huì)出現(xiàn)飛車 （ 3） 張力及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算如下 :如果 F*D/2=T/i,=F=2*T*i/D 對(duì)于 22交流電機(jī) , 其 額 定 轉(zhuǎn) 矩 的 計(jì) 算 如 下 :T=9550*P/n=T=所以*140*9/200N. 為了克服由于負(fù)載的變化造成電機(jī)轉(zhuǎn)差率變大，電機(jī)特性曲線偏軟的缺點(diǎn)，在每個(gè)單元的電機(jī)后加編碼器反饋，并將編碼器信號(hào)接入變頻器，形成閉環(huán)矢量控制。這樣電機(jī)的特性曲線會(huì)比較硬，能夠有效避免負(fù)載小變化時(shí)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的下降。達(dá)到硬同步控制的效果。所有單元變頻器的頻率給定方式是通過(guò) 樣不僅省略了同步控制器，同時(shí)有效避免了電氣耦合對(duì)模擬量信號(hào)的干擾。系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定而且成本也較低，控制效果也更好。 控制算法如下：速度同樣以圖 2 所示中的 1 單元為主，在人機(jī)上設(shè)定的一般為線速度，要將線速度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率。 由于 1 單元與 2 單元之間在機(jī)械方面的差異、傳送介質(zhì)的打滑等因素的存在，勢(shì)必決定了 1 單元變頻器與 2 單元變頻器的運(yùn)行頻率不可能完全一致，存在一定的系數(shù)關(guān)系。同理， 2 單元與 3 單元、 3 單元與 4單元、 4單元與 5單元之間、 5單元與 6單元之間也存在不同的系數(shù)關(guān)系。依據(jù)如下的算法處理每?jī)蓚€(gè)單元之間的速度關(guān)系： 調(diào)試時(shí)需要嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行：主速設(shè)定后，通過(guò)調(diào)整 1 單元的比例系數(shù) K（ 將實(shí)際用速度表測(cè)出的線速度調(diào)整到與主速設(shè)定的一致，即完成了 1單元的調(diào)試。同理，其他任意兩單元之間 的同步關(guān)系的調(diào)試也是同理。直到每?jī)蓡卧?9 間的同步系數(shù)全部確定下來(lái)為止。 2. 選擇 電氣控制系統(tǒng)采用 制系統(tǒng)，因 制系統(tǒng)具有連線少，抗干擾能力強(qiáng)，調(diào)試簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)采用了三菱 制系統(tǒng)，張力自然也受控于 據(jù)設(shè)備的工藝操作過(guò)程及相互的連鎖要求向設(shè)備發(fā)出順序控制命令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種故障進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)。 為設(shè)備自動(dòng)化控制的核心進(jìn)行監(jiān)控。為了提高系統(tǒng)的故障診斷能力， 旦發(fā)生 故障，操作臺(tái)上的人機(jī)界面能迅速根據(jù) 來(lái)的故障信息顯示出故障類型及故障發(fā)生地點(diǎn)，以便于技術(shù)人員及時(shí)維護(hù)。 選定 ,我們可以確定所選定的 了可進(jìn)行數(shù)字量邏輯控制外，還應(yīng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力（如：數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換；位操作等等）。而更重要的是，能夠讓操作人員在現(xiàn)場(chǎng)就能方便地輸入?yún)?shù)進(jìn)行測(cè)試。 我們決定選擇 列 要 包括： 1塊。 三菱 功能強(qiáng)大，無(wú)論是在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，它具有以下特點(diǎn)： 極高的可靠性 極豐富的指令集 便捷、易于掌握的操作 豐富的內(nèi)置集成功能 實(shí)時(shí)的特性 強(qiáng)勁的通訊功能 豐富的擴(kuò)展模塊 其中： 連接 8個(gè)擴(kuò)展模塊 ,8K 序存儲(chǔ)空間；獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器，獨(dú)立的高速脈沖輸出，具有 制器； 訊 /編程口，具有訊協(xié)議、 訊協(xié)議和自由方式通訊能力； I/O 端子排可 很容易地整體拆卸；可用于較高要求的控制系統(tǒng)，適用于一些復(fù)雜的中型控制系統(tǒng)。 3. 選擇 選定， 洛菲斯觸摸屏 我們選定的型號(hào)，目前該產(chǎn)品已停產(chǎn)，但該產(chǎn)品完全符合我們使用要求。所以該產(chǎn)品我們還 10 在使用中。具體如下： 產(chǎn)品名稱： 摸屏 ， 型 號(hào)： 產(chǎn)品介紹：型號(hào) 類型 顏色 64 色 , 3 背光燈可更換 用壽命 : 2524小時(shí)使用，至少可維持 50,000小時(shí)。 ) 分辨率 640 x 480 像素 ， 有效顯示區(qū)域 (W) x H)， 亮度控制可通過(guò)觸摸屏 4 級(jí)調(diào)節(jié) ， 可支持語(yǔ)言 (50)字符 (包括歐洲字符 )， 中文 : (簡(jiǎn)體中文字符 ， 日文 : 58, 6962 ( & 2)， 韓文 : ( 1992 符 ， 中文 : ( 繁體中文 ， 文字 ： 8 x 8 點(diǎn)陣 ， 40 字符 . x 30 行 ； 8 x 16 點(diǎn)陣 ， 40字符 . x 15行 ； 16 x 16點(diǎn)陣 ， 20字符 . x 15行 ； 32 x 32 點(diǎn)陣 ， 10字符 . x 7 行 。 字符尺寸 ： 寬度可擴(kuò)展至 1 至 8 倍。高度可擴(kuò)展至 1/2, 1 至 8 倍。（兩倍標(biāo)準(zhǔn)尺寸 (32 x 32)字符為高品質(zhì)字體 。） 應(yīng)用 ： 4數(shù)據(jù)備份 ： 256 使用鋰電池 ， 串行接口 ( 異步傳輸模式 : 據(jù)長(zhǎng)度 : 7 或 8 位 ， 停止位 : 1 或 2 位 ， 奇偶 : 無(wú) , 奇或偶 ， 數(shù)據(jù)傳輸速度 : 2400 至 擴(kuò)展串行接口 ( 異步傳輸模式 : 據(jù)長(zhǎng)度 : 7 或 8 位 ， 停止位 : 1 或 2 位 ， 奇偶 : 無(wú) , 奇或偶 ， 數(shù)據(jù)傳輸速度 : 2400 8400 網(wǎng)絡(luò)接口 ： 以太網(wǎng) (10 口 ， 異步 協(xié)議通訊接口 ， 用軟件和 間傳輸數(shù)據(jù)。利用 2能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 作為條形碼 閱讀器接口。 接口 ： 1 個(gè) ( 擴(kuò)展 接口 ， 前面板接口 ， 打印接口 ： 兼容 L , 24), 打印指令 。 入 /輸出 ( 遠(yuǎn)程復(fù)位輸入 1點(diǎn) ， 出 1點(diǎn) ， 系統(tǒng)報(bào)警輸出 1點(diǎn) ，蜂鳴器輸出 1 點(diǎn) ， 音響輸出 1 點(diǎn) ， 聲音 出 1 點(diǎn) ， 有 動(dòng)的打印機(jī)不能使用。當(dāng)然同時(shí)具有 動(dòng)的打印 機(jī)可以使用。要了解詳細(xì)資料請(qǐng)咨詢當(dāng)?shù)卮砩?。額定電壓 ： 允許電壓范圍 ： 消耗功率 ： 50W 以下 ， 允許失電 ： 10下 (兩次之間必須小于 1S)，耐電壓 ： 20絕緣電阻 ： 20上 環(huán)境溫度 ： 0 +50存溫度 ： +60環(huán)境濕度 ： 10% 90% 凝露 , 濕球溫度為 : 39 抗震性能 ： 準(zhǔn) ， 當(dāng)振動(dòng)不連續(xù)時(shí) :10 5757 150 振動(dòng)連續(xù)時(shí) :10 5757 150， X,Y,Z 軸 10 次 (80 分鐘 .) 抗干擾 (通過(guò)干擾模擬器 )， 干擾電壓 : 1000干擾頻寬 : 1s， 持續(xù)時(shí)間 : 1空氣 ： 無(wú)腐蝕性氣體 ， 接地 ： 100 以 11 下，或當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn) *1， 防護(hù) (僅為安裝后的前面板 )： 相當(dāng)于 #250， x/12*2， 重量 ： 以下 ， 冷卻方式 ： 自然冷卻 ， 外形尺寸 ： x x ， 面板切割尺寸 ： 1 / -0) -0) x 1 / -0) -0) ( 0)， 不同的國(guó)家接地標(biāo)準(zhǔn)不同。請(qǐng)依照當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)。提供相當(dāng)于 準(zhǔn)的保護(hù)程度，當(dāng)然他們不能被保證在任何環(huán)境中都能運(yùn) 行。先確定你的工作環(huán)境。 變頻器的定義 : 變頻器是在保證電機(jī)原有性能的情況下，通過(guò)改變電機(jī)的供電頻率和電壓的方式，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)的現(xiàn)代電力電子設(shè)備。它根據(jù)電機(jī)不同負(fù)載可分別實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、增加設(shè)備使用壽命并使設(shè)備下型化等用途，廣泛應(yīng)用在鋼鐵、輕工，化學(xué)、纖維、汽車、電機(jī)（機(jī)械）、機(jī)床、食品、造紙、水泥、礦業(yè)、煤氣、交通、裝卸搬運(yùn)、工廠建筑、農(nóng)業(yè)、生活服務(wù)、電力、實(shí)驗(yàn)研究、石油等領(lǐng)域。 變頻器的用途 ： 提高生產(chǎn)率、生產(chǎn)質(zhì)量、節(jié)約能源和控制功 能的高度自動(dòng)化是變頻器的主要特點(diǎn) 速時(shí)可保持恒轉(zhuǎn)矩輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)矩提升容易實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有交流拖動(dòng)系統(tǒng)的改造；在功率匹配合適的情況下可以用一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)；通過(guò)與 控制設(shè)備的連接可以組成高性能的控制系統(tǒng)；完善的故障診斷和保護(hù)功能過(guò)壓欠壓、 過(guò)流、過(guò)載、短路等故障的檢測(cè)與顯示等等。 變頻器基本構(gòu)成及工作原理 ： 變頻器基本結(jié)構(gòu) 如下圖， 變頻器發(fā)展至現(xiàn)在已有幾十年的歷史，種類繁多，但都有以下的基本結(jié)構(gòu)：外電網(wǎng)頻率電壓可調(diào)的交流電 ，變頻器基本結(jié)構(gòu) ： 一般三相變頻器的整流電路是由三相全波整流橋組成，主要是對(duì)工頻外部電源進(jìn)行整流，給中間電路、逆變電路及控制電路供電。一般情況下，整流輸出含有高頻電壓諧波分量其頻率為電源電壓頻率的六倍或電流紋波，影響了直流輸出的質(zhì)量，這就要用到中間電路進(jìn)行平滑。中間電路的作用是對(duì)整流輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路及控制電路能 得到較高質(zhì)量的整流電路 、 中間電路 、 逆變電路 、 控制電路，平滑電路的主要構(gòu)成與整流電路有關(guān)，若整流輸出是電壓源，則平 12 滑電路的主要元件是大容量是電解電容，若整流輸出是電流源，則平滑電路的主要元件是大容量電感。除此之外，中間電路還包括有制動(dòng)電阻和其它輔助電路。逆變電路是變頻器的主要部件，其作用是在控制電路的控制下，將平滑電路輸出的直流電轉(zhuǎn)換為頻率和電壓均任意可調(diào)的交流電。逆變器的輸出就是變頻器的輸出。控制電路包括主控制電路、信號(hào)檢測(cè)電路、門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路、外部接口電路、保護(hù)電路等。主要作用是將檢測(cè)到的各種信號(hào)送至運(yùn)算電 路。使運(yùn)算電路能根據(jù)要求為變頻器主電路提供必要的門(mén)極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)變頻器和電機(jī)提供必要的保護(hù)?？刂齐娐愤€有A/，使變頻器能與外部設(shè)備配合使用?？刂齐娐返膬?yōu)劣決定了變頻器性能的優(yōu)劣。 圖 3變頻器基本工作原理 逆變電路是變頻器的重要部分，要了解變頻器的工作原理，只須了解逆變部分的工作原理。我們知道，逆變部分的作用是將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率和電壓均可調(diào)的交流電。 變頻器的選定，我們選定的變頻器為 O C 3A,功能方面：采用先進(jìn)磁通矢量控制方式。可拆卸式風(fēng)扇和端子，維護(hù)方便。 多種功能適合各種應(yīng)用場(chǎng)合。柔性 現(xiàn)更低噪音運(yùn)行。特點(diǎn)方面：配備 能，高速頻率控制，停電時(shí)減速停止控制，順序制動(dòng)控制，有可移動(dòng)手操器，可讀取和修改變頻器內(nèi)部參數(shù)，使用方便。有顯示報(bào)警代碼功能，便于技術(shù)人員查看維修。 張力傳感 器千差萬(wàn)別，即便對(duì)于相同種類的測(cè)定量也可采用不同工作原理的張交流電 頻率電壓 整流電路 直流中間電路 逆變電路 控制電路 可調(diào) 13 力傳感器，因此，要根據(jù)需要選用最適宜的張力傳感器。如果誤選張力傳感器，就會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。為此，要從系統(tǒng)總體考慮，明確使用的目的以及采用張力傳感器的必要性，絕對(duì)不要采用不適宜的張力傳感器與不必要的張力傳感器。測(cè)量條件列舉如下，即測(cè)量目的，測(cè)量量的選定，測(cè)量的范圍，輸入信號(hào)的帶寬，要求的精度，測(cè)量所需要的時(shí)間，過(guò)輸入發(fā)生的頻繁程度。選用張力傳感器時(shí)，要考慮張力傳感器的下述性能，即精度，穩(wěn)定性，響應(yīng)速度，模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)，輸出量及其電平，被測(cè)對(duì)象 特性的影響，校準(zhǔn)周期，過(guò)輸入保護(hù)。張力傳感器使用條件即為設(shè)置的場(chǎng)所，環(huán)境（濕度、溫度、振動(dòng)等）測(cè)量的時(shí)間，與顯示器之間的信號(hào)傳輸距離，與外設(shè)的連接方式，供電電源容量。其工作過(guò)程當(dāng)布面通過(guò) 用在張力傳感器上時(shí)在彈簧支點(diǎn)上產(chǎn)生成比例的微小位移，此位移由差動(dòng)變壓器測(cè)出后變成電壓信號(hào)。 我們對(duì)張力傳感器的選定為 型號(hào) 體規(guī)格為 給定張力（ N）分別為 1000 和 500，輥位移 *微米 /牛分別為 容許重量 別為 100和 50，重量 為 下圖為張力傳感器外形圖： 圖 3 形圖 我們?cè)趶埩刂破鞯倪x定上選擇了 型號(hào)為 片、紡織品、橡膠等卷取物生產(chǎn)過(guò)程中的卷取張力的測(cè)量器。使用精度高、反應(yīng)快的 傳感器是產(chǎn)生與張力成比例的微小位移并由差動(dòng)變壓器變成電壓信號(hào)，此信號(hào)通過(guò)張力控制器 加算、放大運(yùn)算后，以 張力控制器因相對(duì)滿刻度時(shí)有控制輸出，所以安裝上 電壓計(jì)后可以作為模擬張力控制器用，還可以通過(guò)切斷控制輸出過(guò)濾器，作為控制放大器用。 張力傳感器 張力傳感器的差動(dòng)變壓器的電壓信號(hào)輸入到放大器中進(jìn) 14 行放大、加算和 換?？梢宰鳛轱@示張力值的表示器，也可作為控制放大器。力控制器與回路構(gòu)成見(jiàn)下圖一，圖二。首先把約 兩張力傳感器輸出的電壓放大約為 010V 電壓然后將它們的平均值相加，并進(jìn)行 換后在表示器上表示成張力值。圖中的 關(guān)在 置上時(shí)是作為表示器，在 置上時(shí)作為控制信號(hào) 用。 圖 3 3路構(gòu)成圖 具體規(guī)格 : 額定張力 15 5/10/20/50/100/200/300/500/1000(參數(shù)檢出器的額定調(diào)整 ) 表 示 0000數(shù)點(diǎn)表示 額定張力 0,三種 電 源 10V,200V,220V,50/60制用信號(hào) 負(fù)荷阻抗 2千歐姆以上 周圍溫度 0- +50 重 量 . E/P (電氣比例閥 )的選擇 電 氣比例閥 我們選定 規(guī)格為 氣比例閥工作原 理 及技術(shù)參數(shù) : 自動(dòng)控制可分成斷續(xù)控制和連繼控制 . 斷續(xù)控制即開(kāi)關(guān)控制 ,氣動(dòng)控制系統(tǒng)路使用動(dòng)作頻率較低的開(kāi)關(guān)式 (換向 。 閥來(lái)控制氣路的通斷 ,靠減壓閥來(lái)調(diào)節(jié)所需要的壓力 ,靠節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)所需要的流量 就需要多個(gè)減壓閥 ,節(jié)流閥 ,及換向閥 還公元件需要多成本高 ,構(gòu)成系統(tǒng)復(fù)雜 ,且許多元件都需要預(yù)先進(jìn)行人工調(diào)節(jié) . 電氣比例閥控制屬于連續(xù)控制 ,其特點(diǎn)是輸出量隨輸入量的變化而變化 ,輸出量與輸入量之間存在一定的比例關(guān)系 分 通過(guò)轉(zhuǎn)換元件將輸入量 (電信號(hào)或氣信號(hào) )按比例轉(zhuǎn)換成機(jī)械力和位移 ,通過(guò)放大元件 ,轉(zhuǎn)換成氣體的壓力或流量 ,去推動(dòng)執(zhí)行元件動(dòng)作 信號(hào)要檢測(cè) ,傳輸 ,綜合 ,放大等都很方便 ,而且?guī)缀醺鞣N物理量都能轉(zhuǎn)換成電量 ,故氣動(dòng)比例控制系統(tǒng)路的輸入量以電信號(hào)居多 ,轉(zhuǎn)換元件便以電磁式居多 ,其典型代表便是比例電磁鐵 通過(guò)此位移用來(lái)調(diào)節(jié)氣動(dòng)放大器 (放大元件 )的節(jié)流面積 ,從而控制通過(guò)氣動(dòng)放大器的 氣體壓力或流量 噴嘴擋板閥等 . 16 電氣比例閥是由電 轉(zhuǎn)換元件 )和氣動(dòng)放大器 (放大元件 )所組成 機(jī)械轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的功率一般只需要幾瓦 ,而氣動(dòng)放大器的輸出氣流的功率可達(dá)幾千瓦 . 電氣比例閥的特點(diǎn) : 速度的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) ,避免了傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)式氣閥換向時(shí)的沖擊波現(xiàn)象 . 系統(tǒng)簡(jiǎn)化 ,元件大大減小 . 體積小重量輕 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,成本較低 ,但響應(yīng)速度比液壓系統(tǒng)慢得多 ,對(duì)負(fù)載變化也比較敏感 . 發(fā)熱少 噪聲低 . 還污染環(huán)境 通過(guò)電氣比例信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮空氣的無(wú)段控制 。 列上追加了 應(yīng)規(guī)格 。 8. 差動(dòng)變壓器 )的選擇 一種廣泛用于電子技術(shù)和非電量檢測(cè)中的變壓裝置。用于測(cè)量位移、 圖 3動(dòng)變壓器 壓力、振動(dòng)等非電量參量。它既可用于靜態(tài)測(cè)量，也可用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。 差動(dòng)變壓器的基本組成部分包括一個(gè)線框和一個(gè)鐵心。在線框上設(shè)置一個(gè)原繞組和兩個(gè)對(duì)稱的副繞組，鐵心放在線框中央的圓柱形孔中。在原繞組中施加交流電壓時(shí)，兩個(gè)副繞組中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 果 兩個(gè)副繞組按反向串聯(lián) (圖 1),則它的總輸出電壓 u2=鐵心處在中央 17 位置時(shí)，由于對(duì)稱關(guān)系， e1=出電壓 零。如果鐵心向右移動(dòng)，則穿過(guò)副繞組 2 的磁通將比穿過(guò)副繞組 1 的磁通 多，于是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e2動(dòng)變壓器輸出電壓 等于零 ,而且輸出電壓的大小與鐵心位移 x 之間基本成線性關(guān)系 ,其特性如圖 2 所示，呈 V 字形。用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量 ,可以得到差動(dòng)變壓器輸出與位移 x 成比例的線性讀數(shù)。最常用的測(cè)量電路是差動(dòng)整流電路，它把兩個(gè)次級(jí)電壓分別整流后，以它們的差作為輸出。差動(dòng)整流電路有電流輸出型和電壓輸出型，前者用于連接低阻抗負(fù)載的場(chǎng)合；電壓輸出型差動(dòng)整流電路則用于連接高阻抗負(fù)載的場(chǎng)合。 差動(dòng)變壓器式位移變送器 由同心分布在線圈骨架上一初級(jí)線圈 P，二個(gè)級(jí)線圈 成， 線圈 組件內(nèi)有一個(gè)可自由移動(dòng)的桿裝磁芯（鐵芯），當(dāng)鐵芯在線圈內(nèi)移動(dòng)時(shí)，改變了空間的磁場(chǎng)分布 ,從而改變了初次級(jí)線圈之間的互感量 M，當(dāng)初級(jí)線圈供給一定頻率的交變電壓時(shí)，次級(jí)線圈就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 隨著鐵芯的位置不同， 次級(jí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不同， 這樣， 就將鐵芯的位移量變成了電壓信號(hào)輸出。 差動(dòng)變壓器我們選定 規(guī)格為 00/220V,0/608/86V. 內(nèi)部示意圖 : 圖 318 四、 結(jié)果分析 1傳統(tǒng)收卷裝置的弊端 傳統(tǒng)的收卷都是采用機(jī)械傳動(dòng)，因?yàn)闄C(jī)械的