生箔機控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、在銅箔過程生產(chǎn)中，生箔機傳動控制是極其重要的一環(huán)，良好的生箔機傳動控制系統(tǒng)可以保證銅箔產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。本文針對目前國內(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題進行研究，研發(fā)出一套適合于銅箔生產(chǎn)的控制系統(tǒng)。 首先，通過對銅箔生產(chǎn)線工藝流程、生箔機原理、生產(chǎn)技術(shù)性能及工藝參數(shù)進行詳細分析，揭示出銅箔厚度、陰極輥速度及收卷輥速度之間的關(guān)系，重點探討銅箔張力的產(chǎn)生及張力控制對系統(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，為進行生箔機的控制系統(tǒng)的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)控制依據(jù)。 其次，重點研究生箔機的張力控制策略。針對銅箔卷繞張力具有非線性、強耦合、時變性、強擾動等特點，對銅箔卷繞張力進行動態(tài)分析，建立各種擾動量與張力的數(shù)學(xué)關(guān)系，提出相關(guān)擾動補償策略。其中針對銅箔收卷過程內(nèi)松外緊的問題，重點對生箔機的卷繞特性及動態(tài)張力模型進行研究，在實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)上進行簡化錐度控制模型，結(jié)合恒張力控制原

3、理建立錐度分段恒張力控制模型，提出生箔機系統(tǒng)張力間接控制策略。為了實現(xiàn)生箔機張力間接控制策略，采用了一些控制算法。為防止PID運算的積分飽和，引入改進的積分分離PID控制技術(shù)，并在MATLAB環(huán)境中進行仿真。在試驗過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態(tài)過程，采用積分分離PID控制算法可以滿足生箔機張力控制的性能要求。然后，設(shè)計一套以PLC為主控核心，以變頻器和伺服驅(qū)動器為底層控制器，以變頻電機和伺服電機為執(zhí)行元

4、件，以觸摸屏為人機界面的生箔機二級多機控制系統(tǒng)，具有更好的開放性，自主性和靈活性。通過RS—485通信實現(xiàn)對多機驅(qū)動單元的遠程控制，提高系統(tǒng)的集成度與可靠性。同時對實現(xiàn)生箔機控制系統(tǒng)控制功能的軟件設(shè)計。 最后，針對生在產(chǎn)調(diào)試中的一些動態(tài)參數(shù)調(diào)試及功能調(diào)試進行描述，重點介紹PID參數(shù)整定方法與結(jié)果。采用擴充臨界比例度法對張力PID參數(shù)進行整定，縮短了調(diào)試時間、提高了系統(tǒng)精度。在完成張力控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對張力的靜差率、波動性做了分