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《江西理工大学》 2018年
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基于PROFINET的电缆护套线径控制系统研究与设计

王荡荡  
【摘要】:电缆生产制造的工序可以分为两大过程:电缆芯线的制造和绝缘护套的挤出,本文控制的护套线径是指在芯线品质合格的前提下包裹绝缘护套后的线径,这时的电缆线径主要由线径控制子系统来调节,同时也受其他控制子系统的影响。因此本文所设计的电缆护套线径控制系统是以线径控制子系统为主,温度、收线等控制子系统为辅的广义线径控制系统。为了解决当前电缆护套线径控制系统控制精度不足与智能化水平落后的问题,本文主要从优化线径控制算法和改进控制系统总体架构两个方面进行电缆护套线径控制系统的研究与设计。首先,对线径控制算法进行了优化。通过分析护套生产线及其线径控制系统的设备组成、结构特点和工艺流程,利用实验测试法得到线径控制系统的具体传递函数模型。针对传统PID控制在非线性,时变性和滞后性系统中的局限性,设计了一种模糊控制算法与传统PID结合的模糊自适应PID控制方法,并引入改进的Smith预估补偿环节来克服滞后性对系统的不良影响。其次,对护套线径控制系统的功能需求进行了分析,指出了当前控制系统的不足并给出改进方案。综合对控制单元、上位机监控系统和通讯方式的改进之后,设计出IPC+PLC+PROFINET的护套线径控制系统总体架构,并在此基础上分别进行了系统软硬件的设计。硬件部分,根据护套线径控制系统的功能需求完成了上位机监控系统和各控制子系统的硬件选型,主电路和控制电路电气原理图的设计。软件部分包括PLC项目的开发(包括硬件组态、通讯配置、程序设计)和上位机监控系统设计两部分内容。最后,对所设计的电缆护套线径控制系统进行了仿真调试。包括PROFINET通讯、控制程序、上位机监控系统的调试。调试结果表明,配置的PROFINET通讯网络能够实现正常通讯;所设计的PID参数模糊自整定程序输出结果与MATLAB仿真结果基本一致;上位机监控系统的系统监控主界面信息显示正常,能够实现与PLC之间的数据通讯。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM24;TP273

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