生箔機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、在銅箔過(guò)程生產(chǎn)中，生箔機(jī)傳動(dòng)控制是極其重要的一環(huán)，良好的生箔機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以保證銅箔產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)銅箔生產(chǎn)設(shè)備的控制精度不高，尤其張力控制性能不好等問(wèn)題進(jìn)行研究，研發(fā)出一套適合于銅箔生產(chǎn)的控制系統(tǒng)。 首先，通過(guò)對(duì)銅箔生產(chǎn)線工藝流程、生箔機(jī)原理、生產(chǎn)技術(shù)性能及工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，揭示出銅箔厚度、陰極輥速度及收卷輥速度之間的關(guān)系，重點(diǎn)探討銅箔張力的產(chǎn)生及張力控制對(duì)系統(tǒng)的影響，建立張力力學(xué)模型及恒張力控

2、制數(shù)學(xué)模型，為進(jìn)行生箔機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)控制依據(jù)。 其次，重點(diǎn)研究生箔機(jī)的張力控制策略。針對(duì)銅箔卷繞張力具有非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變性、強(qiáng)擾動(dòng)等特點(diǎn)，對(duì)銅箔卷繞張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，建立各種擾動(dòng)量與張力的數(shù)學(xué)關(guān)系，提出相關(guān)擾動(dòng)補(bǔ)償策略。其中針對(duì)銅箔收卷過(guò)程內(nèi)松外緊的問(wèn)題，重點(diǎn)對(duì)生箔機(jī)的卷繞特性及動(dòng)態(tài)張力模型進(jìn)行研究，在實(shí)際工程中引入錐度張力控制技術(shù)，并在通用錐度張力控制模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)化錐度控制模型，結(jié)合恒張力控制原

3、理建立錐度分段恒張力控制模型，提出生箔機(jī)系統(tǒng)張力間接控制策略。為了實(shí)現(xiàn)生箔機(jī)張力間接控制策略，采用了一些控制算法。為防止PID運(yùn)算的積分飽和，引入改進(jìn)的積分分離PID控制技術(shù)，并在MATLAB環(huán)境中進(jìn)行仿真。在試驗(yàn)過(guò)程中表明間接張力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型基本上能夠反映張力控制的動(dòng)態(tài)過(guò)程，采用積分分離PID控制算法可以滿足生箔機(jī)張力控制的性能要求。然后，設(shè)計(jì)一套以PLC為主控核心，以變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器為底層控制器，以變頻電機(jī)和伺服電機(jī)為執(zhí)行元

4、件，以觸摸屏為人機(jī)界面的生箔機(jī)二級(jí)多機(jī)控制系統(tǒng)，具有更好的開(kāi)放性，自主性和靈活性。通過(guò)RS—485通信實(shí)現(xiàn)對(duì)多機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的遠(yuǎn)程控制，提高系統(tǒng)的集成度與可靠性。同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)生箔機(jī)控制系統(tǒng)控制功能的軟件設(shè)計(jì)。 最后，針對(duì)生在產(chǎn)調(diào)試中的一些動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)試及功能調(diào)試進(jìn)行描述，重點(diǎn)介紹PID參數(shù)整定方法與結(jié)果。采用擴(kuò)充臨界比例度法對(duì)張力PID參數(shù)進(jìn)行整定，縮短了調(diào)試時(shí)間、提高了系統(tǒng)精度。在完成張力控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)張力的靜差率、波動(dòng)性做了分