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工业铺布机控制系统的研究与实现

作　者: 李明星
导　师: 游林儒
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 铺布机 PLC 伺服系统 触摸屏
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


中国服装产业的迅猛发展，扩大了对工业铺布机的需求，也带来了拉布设备升级的发展要求。随着纺织业的发展、自动控制技术的提高，服装产业对自动化设备的需求也越来越高，这对铺布设备的自动化控制水平提出了更高的要求。由于国内大部分铺布设备不具有自主知识产权，我国铺布机制造行业长期处于被动局面，因此研究并开发具有自主知识产权的铺布机系统对我国服装制造行业甚至自动控制领域都具有非常重要的意义。工业自动化领域，可编程控制器（PLC）、CAD/CAM、机器人已成为自动控制的三大技术支柱。PLC是用于工业现场的电控制器，采用可以编制程序的存储器，用来在执行逻辑运算、顺序运算、定时计时和算术运算等指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。目前伺服电机控制系统的应用已相当广泛，PLC与高性能伺服系统的综合应用能够实现精确的定位控制。本文首先介绍了工业铺布机的结构与工艺控制流程，然后确定了系统的总体控制方案，主运动控制平台采用PLC与高性能伺服系统组成的运动控制系统，配合普通I/O控制完成对电机的驱动。主行程的控制既满足位置控制精度的要求，又对速度曲线作了规划，保证了整个系统的平稳运行。完成了触摸屏的组态，并实现与下位机的通信，设计的人机界面友好，直观形象，操作简便。经过测试，所设计工业铺布机的控制系统达到了预期的效果，铺料位置误差控制在3mm之内，铺布机的功能较为完善。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外铺布机应用现状  11
  1.3 可编程控制器应用现状  11-13
  1.4 研究意义  13-14
  1.5 课题主要研究内容  14-15
第二章 工业铺布机总体方案设计  15-24
  2.1 概述  15
  2.2 工业铺布机的结构  15-16
  2.3 工业铺布机控制的工艺要求  16-18
    2.3.1 工艺要求  16-17
    2.3.2 铺布的方式  17-18
    2.3.3 控制要求  18
  2.4 铺布机控制器的选择  18-21
    2.4.1 运动控制器种类  19-20
    2.4.2 控制器选择  20-21
  2.5 工业铺布机控制策略的制定  21-23
  2.6 本章小结  23-24
第三章 工业铺布机的驱动系统  24-36
  3.1 伺服系统原理  24-32
    3.1.1 伺服系统的组成  24-26
    3.1.2 伺服系统的性能指标  26-28
    3.1.3 伺服系统的校正  28-29
    3.1.4 单环位置伺服系统  29-30
    3.1.5 双环位置伺服系统  30-32
  3.2 台达伺服驱动器  32-35
    3.2.1 工作模式  32-34
    3.2.2 电子齿轮比设定  34-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章 工业铺布机控制器与组态  36-46
  4.1 可编程控制器  36-40
    4.1.1 PLC 的硬件组成  36-37
    4.1.2 输入输出模块  37
    4.1.3 PLC 输入输出特性  37-39
    4.1.4 可编程控制器工作原理  39-40
  4.2 编译环境  40-41
  4.3 系统组态  41-42
    4.3.1 触摸屏原理  41
    4.3.2 工业铺布机控制界面设计  41-42
  4.4 上位机与下位机通信  42-45
    4.4.1 上位机与控制器连接  42-43
    4.4.2 MODBUS 通信协议  43-44
    4.4.3 MODBUS 两种通信方式  44
    4.4.4 数据校验方式  44-45
  4.5 本章小结  45-46
第五章 铺布机系统的实现  46-61
  5.1 控制电路设计  46-50
    5.1.1 PLC 与伺服的连接  46-47
    5.1.2 差分信号转换电路  47
    5.1.3 对边电路设计  47-49
    5.1.4 PLC 对电磁继电器的驱动  49-50
  5.2 输入输出端口分配  50-51
  5.3 伺服驱动器参数设定  51-52
  5.4 铺布机系统软件实现  52-60
    5.4.1 主行程控制  52-53
    5.4.2 自动对边控制  53-55
    5.4.3 上布控制  55-56
    5.4.4 布料裁断控制  56-57
    5.4.5 主控平台协调控制  57-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章 测试与总结  61-63
  6.1 铺料长度准确性测试  61
  6.2 铺布机功能测试  61-62
  6.3 总结  62-63
附录  63-65
参考文献  65-67
致谢  67-68
附表  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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