涂布流水线是工业领域的重要生产设备,其主要用于无纺布加工以及薄膜生产等。其中涉及众多关键技术,例如张力控制技术、温度控制技术、多电机同步控制技术、湿度控制技术以及机械相关技术等。本文着重于运动控制领域,并针对其中的张力控制以及多电机同步控制技术展开研究。本文首先介绍了涂布流水线的机械结构以及基本生产工艺流程,指出现有设备自动化程度低、控制精度差的缺点。提出改进方案,使用速度与张力传感器作为反馈元件,以闭环代替开环,使用线速度耦合控制方法以提高电机同步性能。在实际控制系统中,选用汇川PLC作为控制器,并提出使用精度较高的伺服驱动器控制多电机的协调运行,以达到速度与张力的稳定。其次,根据张力由速差产生的原理,构建了涂布流水线多电机卷绕控制张力与速度的传动模型,并根据收/放卷环节参数变化特性,首次提出基于改进偏差耦合的分数阶PID控制方法,形成闭环控制,由此控制方法替代原有的经验控制。通过MATLAB/SIMULINK平台搭建模型并进行仿真,对比其他控制方法的优劣,仿真结果表明基于改进偏差耦合的分数阶PID控制方法具有响应速度快、同步性能优越以及抗干扰能力强的优点,完全适用于涂布流水线设备。再次,根据涂布流水线的控制需求对硬件设备进行选型以及电气设计。根据性能要求选择汇川H3U系列PLC,并分配I/O地址以及设计端口接线;根据功率要求搭配汇川IS600P伺服驱动器,选择IS600P配套的ISMH2系列交流伺服电机;根据张力量程选择MWI-22061张力信号放大器,设计了张力检测装置的电路;并且设计了总体电路以及总体通信结构。最后,根据涂布流水线的工艺流程以及多电机同步控制的要求编写PLC程序以及设计上位机界面。根据张力控制要求设计加速减速时间以及系统主程序,并且设计了通信子程序、同步子程序、A/D转换子程序等;同时,设计上位机触摸屏作为人机交互界面,对涂布流水线运行参数进行监测和控制。