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整经是一个重要的织前工艺,它是将卷绕在有边筒子、无边筒子上的聚酯丝线按工艺设计规定的总经数、长度和幅宽,以适宜的、均匀的张力平行卷绕在收卷辊上的工艺过程。其质量的好坏将直接影响到浆轴的好坏和织机的效率。整经过程中聚酯丝线张力控制是影响其质量的关键技术之一,合理的张力能否得到准确和稳定的实施,取决于机械系统与张力控制系统。本课题来源于河南华丰网业股份有限公司,主要工作包括:
根据整经过程中聚酯丝线的特点,设计了聚酯单丝整经机结构,主要包括筒管放丝结构、放卷辊结构、收卷辊结构等。该结构将聚酯丝线分为三个张力区,便于对影响张力重点区域进行精密张力控制。
根据整经工艺,建立卷绕系统的速度闭环和张力闭环数学模型。对整经过程中由于收卷丝团半径的变化而引起的张力变化进行分析,寻找合适的运动控制方案,快速、准确的实现双轴线速度的同步性,特别是寻找出与卷绕控制相关的数学模型,进而推算控制系统的数学模型。选择数字滤波式模糊二自由度PID作为张力的控制算法,并利用Matlab仿真环境对张力控制系统进行了仿真研究。
设计了以PLC为控制核心、交流伺服电机为执行元件、压力式张力检测装置为反馈元件的双闭环控制系统。建立控制软件的总体结构,在PLC平台上,编写后台管理程序,包括初始化模块、命令发送模块、报警模块、程序操作模块、历史数据显示模块等功能模块。采用RS232实现了PLC与OMRON公司NS10型号触摸屏的人-机通讯,实现了友好的人机交互界面。
本套设备实际结果表明,采用数字滤波式二自由度PID算法的聚酯单丝整经机双闭环控制系统满足整机高速、高精度的要求,在整经过程中,张力稳定均匀,达到允许波动±3%的要求;采用PLC、触摸屏实现上-下机位监控与控制。整套设备满足现代化工厂的生产要求。