12.5米热定型机计算机控制系统
|
摘要
产业用宽幅聚酯织物在现代工业中发挥着越来越重要的作用。在聚酯织物织造后通常要进行热定型工作，以达到稳定形状，改善应力的目的。热定型机是专门用来对织物定型的设备。
笔者设计的聚酯网热定型机计算机控制系统是一套集温度控制、张力控制、变频调速、通讯链路、上位机和触摸终端为一体的先进的分散型SCADA系统。
SCADA(Supervisor Control And Data Acqusition)通常包含两个层次的含义：一是分布式的数据采集系统，即通常所说的下位机部分，另一个是上位机，将分散的数据采集上来集中显示、监控。操作员可以在上位机操作现场设备、观察趋势、查看报警等。
该热定型机计算机控制系统分为如下几个部分：
1．温度控制模块。应用AL808仪表，采用专家自整定PID技术，自动整定热风炉系统的MID参数。
2．交流调速系统。应用变频器，实现热定型机四台交流电机的高性能调速。
3．拉伸同步控制。实现了拉伸电机的同步控制，采用了常规的PID控制算法。应用PLC高速计数模块计算拉伸的位移误差，并根据该误差调节跟随电机的转速。
4．张力控制模块。采用了FUZZY控制策略，较好的解决了系统张力控制问题。
5．监控系统设计。采用组态王组态软件开发上位机监控系统。
本课题研制的热定型机计算机控制系统，参考了国外先进的热定型机控制技术，应用了高精度的控制元件和先进的控制算法，能在很大程度上提高热定型机的自动化程度和控制精度。该系统能够适应不同聚酯材料织物的不同工艺要求。使操作人员摆脱繁重的体力劳动，使维护工作变得相对简单。能取得较好的经济效益和社会效益。
该热定型机研制过程中，对聚酯网的工艺特性有了更深的了解，对控制中的难点作了充分的论证和实验，整个研制过程进展都在计划之中。该项目必将对我国宽幅热定型机的国产化作出贡献。
The wide breadth polyester mesh has become more and more important in modern industry. After been weaved, the fabric were need to go through heat-setting process for stabilize shape and improve the stress. The heat-setting equipment was used to stabilize fabric specially.
The heat-setting computer control system is an advanced distributed SCADA system which involves temperature control, frequency speed control, serial communications, and computer and touch terminal.
SCADA(Supervisor Control And Data Acqusition) is usually made up of distributed data acquisition equipments as well as data process and visualization systems on which operator can operate field equipment, view the trend and record alarms.
The control system of the heat-setting equipment is comprised of several parts described respectively as follows
1. The temperature control system. The AL808 meter which has the ability of automatically tune PID parameters of the system was very successful in tune the heat-setting system parameters.
2. Speed adjustment system of AC motor. Using the transducer, we have get very good effect in four motor speed adjustment.
3. Synchronization of stretching is accomplished by synchronizing the speed of two stretching motor. This system employs a high speed counter unit to get the stretching displacement error used as the feedback of the fellow motor.
4. The tension control system employs FUZZY-PI control algorithm to gain good control effect.
5. Supervisory control system which were developed from KingView's vision 6.5 was successful in monitor and control task.
This computer control system has referenced foreign advanced technology. The automation degree and control precision has been greatly improved because using of high precision component and advanced control arithmetic.
The project would contribute to our country's wide heat-setting equipment.
笔者设计的聚酯网热定型机计算机控制系统是一套集温度控制、张力控制、变频调速、通讯链路、上位机和触摸终端为一体的先进的分散型SCADA系统。
SCADA(Supervisor Control And Data Acqusition)通常包含两个层次的含义：一是分布式的数据采集系统，即通常所说的下位机部分，另一个是上位机，将分散的数据采集上来集中显示、监控。操作员可以在上位机操作现场设备、观察趋势、查看报警等。
该热定型机计算机控制系统分为如下几个部分：
1．温度控制模块。应用AL808仪表，采用专家自整定PID技术，自动整定热风炉系统的MID参数。
2．交流调速系统。应用变频器，实现热定型机四台交流电机的高性能调速。
3．拉伸同步控制。实现了拉伸电机的同步控制，采用了常规的PID控制算法。应用PLC高速计数模块计算拉伸的位移误差，并根据该误差调节跟随电机的转速。
4．张力控制模块。采用了FUZZY控制策略，较好的解决了系统张力控制问题。
5．监控系统设计。采用组态王组态软件开发上位机监控系统。
本课题研制的热定型机计算机控制系统，参考了国外先进的热定型机控制技术，应用了高精度的控制元件和先进的控制算法，能在很大程度上提高热定型机的自动化程度和控制精度。该系统能够适应不同聚酯材料织物的不同工艺要求。使操作人员摆脱繁重的体力劳动，使维护工作变得相对简单。能取得较好的经济效益和社会效益。
该热定型机研制过程中，对聚酯网的工艺特性有了更深的了解，对控制中的难点作了充分的论证和实验，整个研制过程进展都在计划之中。该项目必将对我国宽幅热定型机的国产化作出贡献。
The wide breadth polyester mesh has become more and more important in modern industry. After been weaved, the fabric were need to go through heat-setting process for stabilize shape and improve the stress. The heat-setting equipment was used to stabilize fabric specially.
The heat-setting computer control system is an advanced distributed SCADA system which involves temperature control, frequency speed control, serial communications, and computer and touch terminal.
SCADA(Supervisor Control And Data Acqusition) is usually made up of distributed data acquisition equipments as well as data process and visualization systems on which operator can operate field equipment, view the trend and record alarms.
The control system of the heat-setting equipment is comprised of several parts described respectively as follows
1. The temperature control system. The AL808 meter which has the ability of automatically tune PID parameters of the system was very successful in tune the heat-setting system parameters.
2. Speed adjustment system of AC motor. Using the transducer, we have get very good effect in four motor speed adjustment.
3. Synchronization of stretching is accomplished by synchronizing the speed of two stretching motor. This system employs a high speed counter unit to get the stretching displacement error used as the feedback of the fellow motor.
4. The tension control system employs FUZZY-PI control algorithm to gain good control effect.
5. Supervisory control system which were developed from KingView's vision 6.5 was successful in monitor and control task.
This computer control system has referenced foreign advanced technology. The automation degree and control precision has been greatly improved because using of high precision component and advanced control arithmetic.
The project would contribute to our country's wide heat-setting equipment.
引文
[1] 陈振翼，杨公源，沈宏勋编。张力控制系统，纺织工业出版社，1988
[2] 陈振翼，邵世煌编。电气传动控制系统，中国纺织出版社，1998
[3] 杨鸿烈。化纤造纸毯热定型理论和实践的探讨，产业用纺织品，1998(7)：12～18
[4] 陶永华，尹怡欣，葛芦生编。新型PID控制及其应用，机械工业出版社，1999
[5] 孙正贵，李永彪。间歇过程的神经网络模型，工业仪表与自动化装置，2002(4)：13～17
[6] 欧姆龙公司。可编程控制器C200HF_／HX／HG安装手册
[7] 欧姆龙公司。可编程控制器C200HFJHX／HG操作手册
[8] 西门子公司。MICROMASTER Vector MIDIMASTER Vector操作手册
[9] 北京宏拓控制技术有限责任公司。PC-7484用户使用手册
[10] 韩增晋编。自适应控制，清华大学出版社
[11] 许敏、李少远。广义预测控制的快速算法及应用，系统工程与电子技术，2002(7)：82～86
[12] 孙俊，徐德明，基于Smith预估器的自适应广义预测控制，电机与控制学报，2002(2)：140～142
[13] 袁南儿，王万良，苏宏业编。计算机新型控制策略及其应用，清华大学出版社，1998
[14] EDUARDO FC Model Predictive control [M]. Springer-Vedag 1999
[15] 张瑞林，蒋静平，人工神经网络识别丝织物的研究。纺织学报，2002(4)：138～140
[16] Addison-Wesley. Neurocomputing, HECHT-NIEISEN.R, 1990, 133～134
[17] 邱菊。基于遗传算法与BP混合算法神经网络预测模型及应用，大连理工大学学报，2002(5)：594～597
[18] 周重阳，王宁。大纯滞后工业对象的神经元控制器，自动化仪表，2002(2)：9～12
[19] Yu W. Some new results on system identification with dynamic neural networks, IEEE Trans on Networks, 2001, 12: 412～417
[20] Chen J Q. Analysis and synthesis of fuzzy-loop control system, IEEE Transsystem, 1995, 25: 881～888
[21] 张绍德，李明。一种基于模糊辨识的模糊自适应控制系统，控制系统及其应 用，2002(2)：22～24
[22] 愈中原，陈一民编。工业控制计算机系统，北京理工大学出版社，1995
[23] 张晓坤主编。可编程控制器原理及应用，西北工业大学出版社，1998
[24] 余海生等编著。微型计算机控制技术，清华大学出版社，2000
[25] 张建鹏，耿伟，刘洪林。造纸毛毯热定型机理及其影响因素分析，产业用纺织品，1998(12)：22～24
[26] 曹晖。PID参数自整定专家系统，化工与自动化仪表，1996(6)：5～9
[27] D. W. Clarke. et Generalized Predictive Control, Automation, Vol.23, No.2, 1987: 137～160
[28] R. Kofahl. Self-tuning of PID Controllers Based on Process Parameter Estimation, Journal A, 1986: 27(3)
[29] Morris Ddels. Linear Control Systems Engineering. McGraw-Hill, 2000
[30] 窦振中编著。模糊逻辑控制技术及其应用。北京航空航天大学出版社，1995
[31] Tjokro S, Shah S L. Adaptive PID Control. Proceedings of the 1985 American Control Conferences,1985: 1528～1534
[32] Yuan-Yih Hsu, Kan-Lee Liou. Designing of self-tuning P)D power systemstabilizers for synchronous generators. IEEE Trans EC, 1987, 2(3): 343～348
[33] 康永哲编著。电力传动自动控制系统，西安电子科技大学出版社，1998
[34] 北京亚控信息技术有限公司。组态王使用手册
[35] Auto-tuning of PID Parameters and its Application in Industrial
[36] Processes[J]. Hong Kong International Workshop on New Directions of Control and Manufacturing, 1994: 117～122
[37] 胡寿松主编。自动控制原理，国防工业出版社，1994
[38] 李永东主编。交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002．4
[2] 陈振翼，邵世煌编。电气传动控制系统，中国纺织出版社，1998
[3] 杨鸿烈。化纤造纸毯热定型理论和实践的探讨，产业用纺织品，1998(7)：12～18
[4] 陶永华，尹怡欣，葛芦生编。新型PID控制及其应用，机械工业出版社，1999
[5] 孙正贵，李永彪。间歇过程的神经网络模型，工业仪表与自动化装置，2002(4)：13～17
[6] 欧姆龙公司。可编程控制器C200HF_／HX／HG安装手册
[7] 欧姆龙公司。可编程控制器C200HFJHX／HG操作手册
[8] 西门子公司。MICROMASTER Vector MIDIMASTER Vector操作手册
[9] 北京宏拓控制技术有限责任公司。PC-7484用户使用手册
[10] 韩增晋编。自适应控制，清华大学出版社
[11] 许敏、李少远。广义预测控制的快速算法及应用，系统工程与电子技术，2002(7)：82～86
[12] 孙俊，徐德明，基于Smith预估器的自适应广义预测控制，电机与控制学报，2002(2)：140～142
[13] 袁南儿，王万良，苏宏业编。计算机新型控制策略及其应用，清华大学出版社，1998
[14] EDUARDO FC Model Predictive control [M]. Springer-Vedag 1999
[15] 张瑞林，蒋静平，人工神经网络识别丝织物的研究。纺织学报，2002(4)：138～140
[16] Addison-Wesley. Neurocomputing, HECHT-NIEISEN.R, 1990, 133～134
[17] 邱菊。基于遗传算法与BP混合算法神经网络预测模型及应用，大连理工大学学报，2002(5)：594～597
[18] 周重阳，王宁。大纯滞后工业对象的神经元控制器，自动化仪表，2002(2)：9～12
[19] Yu W. Some new results on system identification with dynamic neural networks, IEEE Trans on Networks, 2001, 12: 412～417
[20] Chen J Q. Analysis and synthesis of fuzzy-loop control system, IEEE Transsystem, 1995, 25: 881～888
[21] 张绍德，李明。一种基于模糊辨识的模糊自适应控制系统，控制系统及其应 用，2002(2)：22～24
[22] 愈中原，陈一民编。工业控制计算机系统，北京理工大学出版社，1995
[23] 张晓坤主编。可编程控制器原理及应用，西北工业大学出版社，1998
[24] 余海生等编著。微型计算机控制技术，清华大学出版社，2000
[25] 张建鹏，耿伟，刘洪林。造纸毛毯热定型机理及其影响因素分析，产业用纺织品，1998(12)：22～24
[26] 曹晖。PID参数自整定专家系统，化工与自动化仪表，1996(6)：5～9
[27] D. W. Clarke. et Generalized Predictive Control, Automation, Vol.23, No.2, 1987: 137～160
[28] R. Kofahl. Self-tuning of PID Controllers Based on Process Parameter Estimation, Journal A, 1986: 27(3)
[29] Morris Ddels. Linear Control Systems Engineering. McGraw-Hill, 2000
[30] 窦振中编著。模糊逻辑控制技术及其应用。北京航空航天大学出版社，1995
[31] Tjokro S, Shah S L. Adaptive PID Control. Proceedings of the 1985 American Control Conferences,1985: 1528～1534
[32] Yuan-Yih Hsu, Kan-Lee Liou. Designing of self-tuning P)D power systemstabilizers for synchronous generators. IEEE Trans EC, 1987, 2(3): 343～348
[33] 康永哲编著。电力传动自动控制系统，西安电子科技大学出版社，1998
[34] 北京亚控信息技术有限公司。组态王使用手册
[35] Auto-tuning of PID Parameters and its Application in Industrial
[36] Processes[J]. Hong Kong International Workshop on New Directions of Control and Manufacturing, 1994: 117～122
[37] 胡寿松主编。自动控制原理，国防工业出版社，1994
[38] 李永东主编。交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002．4
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |