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定型机是用于对造纸产业用布和产业用网(以下简称织物)进行定型加工,在适宜的温度、张力下对织物进行定型工艺处理,从而提高织物面的平整度,使之达到成品要求的设备。河南华丰网业股份有限公司是一家以造纸用聚酯网为主要产品的厂家,其原有的热定型设备随着科技的进步已不能满足现在的市场需要,因此我们在其现有热定型机机械结构的基础上配套设计一种能够满足其生产需求的电气控制系统。 我们在研究了聚酯网热定型工艺过程以及国内外先进的相关设备的基础之上,设计出了一种自动化、智能化的电气控制系统,以提高热定型后聚酯网的使用质量,该电气控制系统主要包括以下几个部分: (1)整体系统结构:采用DCS集散控制系统将原有的零散控制结构整合,实现了对现场中各个变量的离散控制以及集中管理。 (2)通讯网络:在工况条件复杂的工业现场中通过Profibus-DP现场总线在站与站、站与控制器以及站与上位机之间进行快速、低损耗的信号传输。 (3)拉伸控制系统:针对张力控制与同步控制相互耦合的情况,设计了一种张力-同步双闭环控制系统,并采用了偏差耦合PID同步控制器,较好的解决了拉伸过程中张力的波动问题,配合西门子6RA70系列直流调速装置实现了拉伸过程中拉伸电机的高性能调速。 (4)拉幅控制系统:使用西门子SINAMICS S120交流变频器配合西门子伺服电机实现拉幅器中针板移动速度与主动辊转速的配合。 (5)温度控制系统:采用了希曼顿PAD37系列三相智能可控硅调功器配合PLC模拟量输入输出模组来对要求极高的热定型温度进行精确且稳定的控制。 (6)监控系统:使用WinCC开发上位机监控系统,实现了对整个聚酯网热定型过程的实时监控以及实时参数设定。 在本文设计的特宽幅热定型机电气控制系统中,采用了高精度的控制元件以及在工业控制中应用广泛的经典PID控制理论,较大程度上提高了热定型机的自动化和智能化水平,能够对多种不同的聚酯网进行不同参数的热定型工作,提升了定型后聚酯网的质量,在满足企业的生产需求的同时,降低了操作人员以及维护人员的劳动强度,为企业获得了良好的经济效益和社会效益。