电线生产线自动化控制系统设计

1、电线生产线自动化控制系统设计一.生产工艺及技术参数生产品种：6mm2以下单芯或多芯各类聚乙烯塑料电线及电缆挤塑机选型：45单螺杆挤塑机，挤塑功率7.5Kw生产线最高线速度：Vmax=180m/min挤出塑料温度范围：180220分四段控制收线最大张力Fmax=10kg进线直径 0.5mm2.73mm;出线直径1.1mm6mm牵引轮盘直径630mm放线盘直径D0=200mm,Dm=500mm;放线盘最大重量80kg收线盘直径D0=400mm,Dm=630mm;收线盘最大重量100kg冷却水温40;冷却长度6m收线计米误差0.5m;线径误差1生产线场地：7m 宽，25m长，高3m以上工艺流程及控制

2、方案 工艺流程如图所示 生产主线控制模式为：恒线速度，恒张力调节系统；以牵引机速度为全线的基准速度，实现前后张力分段。收盘机为卷取张力调节系统，放盘机为开卷张力调节系统，前后张力方向相反。 挤塑机的速度应跟随电线的牵引速度，同时也受线径的扰动调节。 挤塑机温度控制分四段独立控制，也受线速度的影响。 水冷却系统采用水箱与水槽循环水温度控制方案 卷盘的自动排线系统采用以线速度、卷径、线径作为变量控制步进机，调节线合丝杠的速度方法。工艺流程图VF1F2卷取机卷取机电机测速机牵引机电机张力计F1F2排线步进电机排线丝杠计米器开卷机磁粉制动器挤塑机电机V水冷却系统打字机线径检测耐压检测挤塑机温度控制系统

3、线速度光码盘制动转矩M计米光码盘N1N2 二、系统控制结构图牵引机速度调节系统N1牵引机速度给定Nref(系统速度联合给定）K挤塑机速度调节系统N2线径检测信号卷取机张力调节系统F1卷取机张力给定开卷机张力给定F2开卷机张力调节系统卷取机转速N3线速度V卷径DVN3线径d计算排线速度步进机频率计算与功率驱动运动控制各环节结构图排线机丝杠速度牵引机转速挤塑机速度过程控制各环节结构图V冷却水槽冷却水箱水泵自来水阀水箱温度T1槽温度T2溢出放水管溢出放水管水水槽温度给定T2ref水箱温度给定T1ref温度控制器温度控制器挤塑机加热器1挤塑机加热器2挤塑机加热器3挤塑机加热器34路温控仪Tref挤塑机

4、温度给定电线线速度V Tref = f（t1,t2,t3,t4,V)变频器三。控制系统集成设计两种方案：现场总线方案和PLC方案工作站PC机学生仿真用PC机1学生仿真用PC机n回路调节器1回路调节器N阀门变送器等DP/PA耦合器总线连接器PROFIBUS-DP总线PROFIBUS-PA总线基于PROFIBUS现场总线的系统集成通讯摸板CPU模入板模出板网络网络工作站学生仿真用PC机学生仿真用PC机 1315331-7KF01332-5hd012数入摸板 321-1bloo数出摸板 322-1bloo计数摸板FM350-2ACVDCV调速器调功器加热器变送器1变送器N光码盘1光码盘NSIEMEN

5、S S7-300N基于PLC的系统集成i模拟量输出模块接口连接332-5hd011FRN3.7G11S-4CSTG3KW异步机牵引机电机V卷取机去转速N排线机计算单元直流调速控制器前张力计卷取机电机/DC3KW速度给定前张力给定磁粉制动器控制器后张力计磁粉制动器后张力给定直流调速控制器可逆直流调速控制器挤塑机电机DC7。5KW挤塑机速度给定挤塑机调功器挤塑机调功器挤塑机调功器挤塑机调功器直流调速控制器加热器1加热器2加热器3加热器4温度1温度2温度3温度4FM355FVR0.4E9S-4JE300W/3相异步电机水冷却自来水阀FM355C水泵电机水箱温度水槽温度332-5HD01步进机控制器盘

6、厚H线径d331-7KF01模入板模拟量输入模块连接图前张力 后张力高速计数模块接线图（自制？）卷取机转速N1牵引机转速N2 挤塑机转速N3 计米器线速度V 测厚信号5XFM350-1微处理器最小系统MC3467 /或 PBD3517单相或两相步进机步进机专用驱动芯片 线速度V（计数脉冲）卷取机转速N（计数脉冲）线径D 线盘厚H键盘输入数码显示AD由PLC给出D和H四。软件框图（略）技术参数卷取线速度：V=180m/min=3m/s；最大张力：Fmax=10kg；最大卷径Dmax=0.5m,最小内径Dmin=D。=0.113m；卷盘厚H=59.6mm分盘机分盘机技术参数技术参数分盘机结构设计分

7、盘机控制器框图张力测量线速度测量卷取电流测量开卷电流测量80C196KC 最小系统卷取电机 控制器排线电机 控制器开卷控制器卷取电机排线步进机磁粉制动器键盘液晶显示器五。基本生产线预算及计算机控制系统预算基本生产线预算（62万元） 一、上海电工机械厂制作-25万元1。配置：前后恒张力，牵引恒线速度，挤出机为单镙杆（25型，生产6平方毫米以下）直流传动2。设备清单：挤出机1台（温控及直流传动），放线机1台（直流可逆传动，恒张力），收线机1台（直流传动恒张力，步进机自动排线系统（自制），牵引机1台（交流变频传动，高压火花机1台，印字机1台，水冷却槽一套（温控系统自制），操作台3个 二、自制-18万

8、元1。自动排线系统（单片机控制步进机跟随系统）（3万元），冷却水系统（三阶系统，含水箱 5万元） 电气工程（6万元），装修（5万元）三、试车材料 4万元四、分盘机设备-自制 （功能和配置祥见设计）-15万元 2mm 后期系统升级工程 （plc及计算机控制系统）-20万元1。CPU315 7500。002。332-5HD01 2块 2X4000。00=8000。003。355C 2块 2X7460。00=14920。004。FM350-1 5块 5X3000。00=15000。005。331-7KFO1 4800。006。322-1HF01 2块 1200。00X2=2400。007。322-1BL00 3800。008。321-1BL00 2块 2800。00X2=5600。009。POWER 860。0010。中央基板 1400。0011。扩展板 1600。0012。