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工程轮胎胎面缠绕生产线的改造

作　者: 李政敏
导　师: 孙丽华；冯达元
学　校: 贵州大学
专　业: 机械工程
关键词: PLC 彩色操作终端直流调速交流变频调速伺服控制
分类号: TQ336.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

贵轮三分厂的老工程胎胎面缠绕生产线于1998投入生产，工艺特点为冷喂料、热挤出胶条、冷缠绕层贴法缠绕胎面。该生产线的电气控制系统是典型的基于PLC控制的机电传动控制系统，它包括：φ120挤出机的直流调速控制系统，缠绕联动线（压型辊、冷却鼓和缠绕鼓）的交流变频调速系统和缠绕移动平台的交流伺服控制系统以及外部的继电器-接触器控制系统。由于原设计的缺陷、设备磨损或功能失效等，该线曾出现6个影响胎面缠绕产、质量的问题：直流调速系统电气故障多，原PLC老化、I／O点损坏较多且缠绕配方号太少（3个），无人机操作界面，胶条断面尺寸和缠贴效果不满足工艺质量要求，速度慢、生产效率低等。本文给出并实施了解决这些问题的技术改造方案：新设计基于FX_1N PLC控制的机电传动电气控制系统，改进胶条成型的口型尺寸及辊压装置。技改过程中，改进了直流调速系统的调速方式，增大其输出功率；新配置了三菱FX_1N-40MT微型PLC及扩展模拟单元的软硬件系统；重新设计了交流变频调速系统和交流伺服控制系统；最新采用F940GOT彩色操作终端作为人机操作界面，与PLC通信，实现数据转换、状态显示和开关软元件化等功能；使用编程软件GX Developer和GT Designer软件设计胎面缠绕用户程序，将缠绕配方号由3个增加到20个以上（可达25个），最大程度地开发了PLC的数据区的数据处理能力；最新应用红外线光电开关测控缠绕胶条供料的连续性；完善了鼓保护功能；改进了机头口型并增加双辊筒胶条压片机，由压型辊口型决定胶条的断面尺寸；改三辊贴压装置为五辊贴压装置，增大辊压压力，改善了缠绕胎面的辊压效果。技改后的控制系统具有自动化程度高、定位准确无抖动、中文操作界面直观方便、数据安全性高、运行稳定和硬件结构比原有系统简洁等特点。实践证明，上述改进，完善了PLC控制系统的自动控制功能，改善了缠绕胶条的几何形状和胎面的致密性等。将工程胎胎面缠绕的一次合格率由90％以下提高98％以上；生产能力由缠12个胎胚提高到缠20个胎胚／8h，每年可提高产值16，800，000元以上：节约备件费用约16，600元。不仅达到提质、降耗、增产、节约成本的目的，而且整体上提高了工程胎胎面缠绕线的稳定运行水平。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-7
前言  7-10
  0.概述  7
  1.选题背景  7-8
  2.课题的来源  8-9
  3.课题的意义  9-10
第1章工程轮胎胎面的制造工艺、特点及技术改造前的设备控制系统简介  10-12
  1-1 工程轮胎的制造工艺  10
  1-2 工程轮胎胎面缠绕的工艺特点  10
  1-3 设备简介  10-12
第2章可编程逻辑控制器与F940GOT彩色操作终端的简介与应用  12-28
  2-1 可编程控制器的定义及特点  12-13
  2-2 可编程控制器的工作原理及构成  13-15
  2-3 MITSUBISH三菱微型可编程控制器FX_(IN)-40MT的应用  15-19
  2-4 FX_(IN)系列PLC的编程软件GX Developer的应用  19-23
  2-5 F940GOT型彩色图形操作终端(触摸屏)的简介及应用  23-28
第3章 φ120挤出机的直流传动控制系统的改进  28-34
  3-1 他励直流电动机的结构、工作原理及特性概述  28-31
  3-2 直流调速器的改型和电气控制系统的改进  31-33
  3-3 Z4直流电机的功率匹配  33-34
第4章三相异步电动机及变频调速器控制系统的应用  34-42
  4-1 基于PLC控制的变频调速控制系统在工程胎胎面缠绕生产线中的应用  34
  4-2 三相异步电动机的工作原理及特性简介  34-36
  4-3 三菱FR-E540变频调速器的应用  36-41
  4-4 压型辊(双辊筒压片机)的速度验算  41-42
第5章全数字闭环交流伺服控制系统在工程轮胎胎面缠绕机中的应用  42-44
  5-1 用于胎面缠绕的全数字闭环交流伺服控制系统的原理  42
  5-2 交流伺服电动机的简介  42-43
  5-3 交流伺服控制器的应用  43
  5-4 脉冲编码器的应用  43-44
第6章工程轮胎胎面缠绕线的PLC控制系统的用户程序软件设计  44-51
  6-1 确定工程胎胎面缠绕线必须完成的动作和顺序  44-47
  6-2 确定三菱FX_(IN)-40MT PLC胎面缠绕用户程序的I/O软元件分配表  47-48
  6-3 编制梯形图(软件设计)  48-51
第7章关于挤出机机头的口型和压型辊的口型改进  51-54
  7-1 原系统胶条成型的工装设备存在的主要问题  51
  7-2 解决原系统胶条成型的工装设备存在问题的方案与实施  51-52
  7-3 如何解决压型辊压出胶条异常问题  52-53
  7-4 五辊贴压装置的应用  53-54
第8章工程胎胎面缠绕线的其它技术改进  54-56
  8-1 关于缠绕鼓"收拢/胀开"限位保护功能的程序改进  54
  8-2 增加工程胎胎面缠绕生产线的缠绕配方号的个数  54-55
  8-3 "断胶条"自动检测控制装置的应用  55-56
结论与讨论  56-57
致谢  57-58
主要参考文献  58-59
附录  59-62
图版  62-73

工程轮胎胎面缠绕生产线的改造

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