基于西门子300PLC张力控制系统的设计开题报告

 2021-08-08 21:43:24

1. 研究目的与意义

本课题主要研究利西门子300PLC作为逻辑控制单元,通过与传感器和执行机构形成闭合控制系统,保证张力的恒定。本系统意义在于利用PLC和传感器技术,保证生产过程卷材张力的恒定,保证系统稳定运行等。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状:二战后,随着世界各国经济发展迅猛,医药、食品、化妆品等物品的需求量增加极大地刺激包装、印刷行业的发展,同时也带动了相关包装、印刷设备的设计和发展,尤其是复合包装设备的发展。早在20世纪60、70年代,欧洲、日本就已经有了比较成熟的复合技术,最早出现的是干式复合技术,伴随着各国环保要求的提高,又相继出现了无溶剂复合技术并获得一定的研究和提高。早期的传动生产厂商大都提供交流传动作为印刷包装设备的传动机构。

进入21世纪,变频器技术的出现使得复卷机的传动装置进入交流变频的阶段。随着当前通信技术、变频技术、传感器技术与自动化控制器的结合,复卷机控制迈入信息化时代,复卷机也由以前的手动操作转向自动化,人力成本降低,其自动化程度、高效性、稳定性也达到了一个新的水平。

国内研究现状:我国复合机技术起步较晚,早些年相关设备、材料全都依赖国外进口,没有自己成熟的复合机技术,其传动技术也相对落后。直到上世纪的中、后期,国内才开始使用交流传动技术。当时国内印刷包装行业大都使用西门子等公司的成套交流传动系统,如西门子公司的6se70系列的调速装置。目前,国内印刷包装设备的传动系统正渐渐地被交流变频传动系统所替代。此外,因交流变频传动系统结构简单,没有复杂的连线,且现场仪器性能加强,往返的传输信号减少,所以其系统的可靠性得到很大的提高。

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3. 研究的基本内容与计划

本篇论文的首要目的是升级、改造已有干式复合机的plc控制系统,通过对干式复合机的结构、工艺流程及生产过程进行研究,提出以西门子s7-300plc为主控器,结合人机界面的设计来达成对复合机的张力控制。然后,通过对张力控制系统进行力学分析、建立其状态平衡方程,依靠不同工位的受力状况,结合自适应pid与张力控制的思想,将张力控制系统的设计分为两部分:一部分是以气动制动器为执行机构的张力控制;另一部分是以变频器控制的交流电机为执行机构的张力控制。前者是对收、放卷张力控制单元的设计,采用轴承式张力传感器进行张力检测;后者是对复合、牵引部分张力单元的设计,采用浮动辊式张力传感器进行位置检测,通过使用多种张力控制模式从而适合不同控制方式的需要。

研究计划:1.3月1日-3月19日准备工作阶段:阅读相关资料,了解研究课题的相关基本知识; 2.3月20日-4月8日分析研究阶段:结合自己所掌握的知识,以及实际的数据,对比国外及国内的相关行业,得出优点及不足,提出自己的方案和想法;

3.4月9日-5月15日实验阶段:进行电路装配与实验调试; 4.5月16日-6月1日交审毕业论文阶段:答辩阶段:交论文,审核,准备答辩。

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4. 研究创新点

随着时代的发展,软包装开始逐渐取代硬包装的使用。

复合软包装在价格、性能的优越性方面更加受到人们的欢迎,在生活各个方面的应用也更加广泛。

与已有复合机的控制系统不同,本课题针对张力控制系统有人机界面的设计,除了对控制系统操作界面的设计,还增加了对系统的状态监控和故障报警的功能,方便用户及时了解系统的性能。

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