铸锭线在线自动扒皮机速度跟随技术的PLC控制的硬件和程序设计-开题报告-文献综述-参考文献

本领域的应用情况：再生铝行业铸锭线在线自动扒皮机，需要在不影响铸锭线的情况下跟随铸锭机同方向运行，在跟随的过程中完成扒皮的动作。在线扒皮机需要在铸锭线上跟随运行，同时在跟随一段时间后需要返回初始工位进行下一个工作的循环，因此涉及到从启动到加速到跟随速度，然后再减速停止，反方向运行的若干个过程。电机需要频繁的启停，这时设定一个工作循环的工作时间显得尤为重要。设工作的循环时间为T，铸锭线工作线速度为V，扒皮机实际工作区域为S，工作循环时间T应该介于S/V和2S/V之间在铸锭线电机驱动轴上加装一个旋转式增量式的编码器，转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其旋转方向的判别和脉冲数量的增减借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时，可利用 90 度相位差的 A、B两路信号对原脉冲数进行倍频，或者更换高分辨率编码器，以测定驱动轴的角速度，根据已知驱动链轮的节圆直径可以算出铸锭线前进的线速度，经由PLC采集编码器的数值，换算成扒皮机跟随速度的角速度。变频器根据传感器产生的信号，在正常工作时，扒皮机以原有速度运行；当返回初始位时，扒皮机加速或减速运行，在扒皮机驱动轴上加装一个旋转增量式的编码器，由PLC下发一个4到20mA 的跟随角速度，驱动变频器运行，选配一个PG卡反馈实际速度，形成一个闭环控制。本行业通常的电气设计是采用变频器调速、主轴和排线联动、触摸屏输入，联动部分采用的是用旋转编码器从主轴绕线电机中采样出脉冲数据，通过可编程控制器来控制步进电机的脉冲数，从而使排线水平运动与主轴转速同步。

本行业的研究进展：对于同步性能要求较高的场合,可以采用PLC、矢量控制变频器、三相异步电动机、脉冲编码器等构成高性能调速系统。首先将上位机发出的线速度设定值进行单位转换,根据电机所带链轮的节圆直径,计算出对应的电机转速,然后利用三相异步电动机的转速公式计算出这一转速对应的频率值。并将这一计算值传送控制器(变频器)中,拖动电机运行,并利用编码器实时的监测该电动机的实际转速。随动电机（扒皮机电机）将主电机的实际运行速度作为运行命令,计算出随动电机（扒皮机电机）所需频率,随动电机（扒皮机）紧随主电机运行,便可实现两台电机的同步运行，随动电机紧紧的跟随主电机运行,将两台电机的实际速度通过编码器进行实时监控,与各自的控制信号进行比较,构成独立的闭环控制系统,主电机的闭环系统主要实现对预设速度的准确响应,随动电机的闭环系统系统则是为更准确地跟随主电机的实际速度而设置的。针对编码器的问题，在编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。在一个码盘的边缘上开有相等角度的缝隙（分为透明和不透明部分），在开缝码盘两边分别安装光源及光敏元件。当码盘随工作轴一起转动时，每转过一个缝隙就产生一次光线的明暗变化，再经整形放大，可以得到一定幅值和功率的电脉冲输出信号，脉冲数就等于转过的缝隙数。将该脉冲信号送到计数器中去进行计数，从测得的数码数就能知道码盘转过的角度。另外采用带矢量功能变频器调速驱动的扒皮机，矢量控制采取双闭环控制。

尚存在的问题：目前的通用控制方案造价成本相对可能会更低，缺点是响应时间较慢，不满足复杂的现场情况。而且旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。另外采用单闭环的控制方式，生产稳定性不够。

二、^范文提纲

1．问题的提出

1.1 铸锭线在线扒皮机的特点

1.2 传统控制方法的存在的问题

2.本设计方案

2.1 控制方案内容

2.2铸锭线的工作速度和扒皮机的工作区域之间的关系

2.3 选配产品硬件组成和控制程序设计

2.4 技术方案的相应时间及产业化成熟度

3.应用效果

3.1 应用情况介绍

三、参考文献

[1] 《变频器矢量控制的原理及应用》，高伟等，《河南科技》2013年第4期

[2] 《基于单片机的增量式光电编码器接口的设计》 ，许理 等， 《机械与电子》2006年第12期

[3] 《基于旋转变压器的位置检测方法及其应用》，刘永江，华中科技大学2003年硕士学位^范文

[4] 《基于单片机的光电编码器位置检测系统设计》，代杰 等，《计算机测量与控制》2011年第19期

[5] 《绝对值型编码器数据采集设计》，方炜，中北大学学报2007年第28卷

[6] 《基于PLC和变频器的直线电机驱动门控制系统》，黎虎 等，《电机技术》2008年第4期

[7] 《增量式编码器数据采集》，卢涵宇，重庆邮电学院学报2006年6月

[8] Effect of casting speed on surface quality of horizontal direct chill casting 7075 aluminum alloy ingot（铸造速度对水平连铸7075铝合金铸锭表面质量的影响) Qingfeng ZHU,Acta Metall.Sin.(Engl.Lett)Vol.24 No.5 October 2011

[9] 《转速闭环控制的矢量变频器仿真》，李善宝，《起重运输机械》2009（12）

[10]《基于PLC和绝对编码器的定位及转速测控系统》，米玉华 等，《自动化信息》2005年第10期

[11]《利用变频器内置PID实现的闭环控制系统》，张西虎，《工业控制计算机》2001年第3期

[12] 《全数字交流伺服驱动器的研究》，王爱祥 等，《现代雷达》2006年第3期

 [13] 国务院“国发﹝2012﹞19号”通知发布的《“十二五”节能环保产业发展规划》