三明职业技术学院毕业作业作业形式： 毕 业 设 计 作业题目：SY-4660X2300压延技改 姓 名： X X X 学 号： 1411080019 所 在 系： 机 械 电 子 系 专 业： 机电一体化技术 年(班)级： 2017届函授班 学 制： 三 年 制 指导教师： 张 琳 芳 完成日期： 2016年12月10日 摘 要压延机的发展历史可以追溯到1830年，那时的压延机是用于橡胶制品加工的，塑料PVC压延机是从橡胶压延机逐渐演变过来的。塑料PVC压延机在塑料机械产品中重型高精度产品，是塑料PVC制品加工过程中的基本设备，主要用于胶料压膜、纺织物贴胶、胶膜帖合等关键工艺。公司的第一条四辊压延生产线为十四年前2002年3月生产的设备2003年6月投入使用。该产品技术含量低，四辊调速器采用模拟量直流调速器，调速系统反应慢，该压延机的操作速度速比完全是靠主操作手凭经验观察产品的松紧来调整速度，升降速速度要很慢才能控制好产品的厚薄度。压延控制系统PLC已经过时，故障率高，维修配件要到国外购买并且很耗时间维修成本也高。因此压延机的改造对提高产品质量、降低成本是非常重要和必要的。具体的改造内容为：1、对压延四辊模拟量直流调速器改为变频器调速系统，变频器调速系统结构简单，调速平滑稳定，性能好、效率高、节能性好，易于实现自动化操作。2、把该生产线的给定控制板改成西门子PLC，来提高设备的稳定性和运行水平，降低备件成本。关键词：压延机；直流调速器；S7300PL目 录前言3页第一章 绪论4页1.1压延机的发展现状4页1.2本设计要完成的工作及要求4页第二章 调速器的改造5页2.1直流电机控制5页2.2直流电机转速调节原理和实现方案6页2.3 励磁回路的改造7页2.4 报警回路的改造8页2.5调试8页第三章 给定系统的改造10页3.15S和S7输入输出的连接10页3.2全线给定的形成和张力控制10页3.2.1压延张力控制的改造10页3.2.2卷绕控制11页3.2.3调试12页第四章 效益分析13页结束语14页参考文15页致谢16页前 言公司的“S”四辊压延生产线压延生产线为十余年前由意大利进口设备，在当时设计是比较先进的，但是现在很多备品备件很难买到。另外，即使能买到备件，也需要从国外进口，价格比较昂贵。此外设备的模拟量输入、调整、运算、输出均为模拟电子线路实现。由于模拟电子线路的固有缺点，造成设备模拟量部分存在着调整困难、设定值漂移、维护困难、可靠性差等缺点。生产线卷绕控制全部也采用电子电路板进行控制，调节电位器多，工作不稳定，故障频繁，维修成本高。第一章 绪论1.1压延机的发展现状随着高新技术的飞速发展，许多传统的塑料膜制品也开始实现高性能化和功能化。它们遍及农业用的薄膜、生活用品的雨衣等各个方面，还主要有：环保的充气玩具、皮划艇、膜结构停车棚、防爆通风管、围油栏以及各种大型的水上充气游乐场，冲浪板等健身器材。这些在传统塑胶产品基础上利用高新技术改造的塑胶制品，为塑胶工业今后的发展开辟了新的途径。我国塑料压延加工企业很多，遍布全国各地，设备的技术水平参差不齐，大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来，我国的塑料压延机行业的技术进步十分显著，尤其是压延机的技术水平与国外产品的差距大大缩小，在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。在塑料薄膜加工工业中，近几年来对压延薄膜的厚度公差、平整度、收缩、关泽度、透明度等方面的质量要求越来越高，所有对塑料压延设备的精度要求越来越高。1.2本设计要完成的工作及要求公司的第一条四辊压延生产线为十四年前2002年3月生产的设备2003年6月投入使用。该产品技术含量低，四辊调速器采用模拟量直流调速器，调速系统反应慢，该压延机的操作速度速比完全是靠主操作手凭经验观察产品的松紧来调整速度，升降速速度要很慢才能控制好产品的厚薄度，无自动辊距调整装置、无半成品测厚显示装置、无半成品测温显示装置等。为促进生产的持续发展，为提高企业经济效益和社会效益服务。本课题针对压延四辊模拟量直流调速器为变频器调速系统，把该生产线的给定控制板改成西门子PLC，来提高设备的稳定性、效率、机械性能和运行水平，降低备件成本，易于实现自动化操作。第二章 调速器的改造该生产线原采用了西门子80年代生产的模拟量直流调速器，另外，该调速器由于是模拟量直流调速器，它的控制精度和稳定性比数字量直流调速器要，系统的保护功能也比较差。而改造后拟采用的西门子调速器，其性能远远超越原模拟调速器，其采用测速反馈时控制精度为0.1%，采用编码器反馈时控制精度为0.006%，并且升降速时间连速可调，能自行优化调速器电流环和电压环参数。对电动机的电枢回路、励磁回路、测速机以及可控硅等进行监测控制，不仅提高了设备的稳定性、减少了设备故障维修时间，还可以较方便地设定电动机的过载电流的大小和时间，更好地保护电动机。为此，我们利用国庆检修对此进行了改造。下面我以压延机四辊为例探讨整个系统的调速器的改造过程。调速系统的参数和新调速器的选择：直流电机型号：MGL-132-L 功率：31KW；电枢电流：88A 电枢电压：400V；励磁电压：190V 励磁电流：4.2A。由于压延机四辊是三闭环直流调速系统，外环为张力环。在压延机启动和张力较小时，四辊会工作在逆变状态。所以选择西门子6R2830-6DV61 100A四象限调速器。2.1直流电机控制电路该系统中直流电机控制电路的原理图如图：1-1所示。图11直流电机控制电路原理图直流电机的四象限运动，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。全桥式驱动电路的6只晶体管都工作在斩波状态。VT1、VT2、VT3为一组，VT4、VT5、VT6为一组，两组的状态互补，一组导通，则另一组必须关断。当GPB0输出为高电平，VT1、VT2、VT3导通时，VT4、VT5、VT6关断，电动机两端加正向电压，可以实现电动机的正转或反转制动；当GPB0输出为低电平，VT4、VT5、VT6导通时，VT1、VT2、VT3关断，电动机两端为反向电压，电动机的反转或正转制动。R2和R1通过分压起到限流保护的作用，R6和C1、R8和C2构成消抖去干扰电路。2.2直流电机转速调节原理和实现方案直流电机的转速n和其他参量的关系可以表示为：式中Ua-电枢供电电压（V）；Ia-电枢电流（A）；-励磁磁通（Wb）；Ra-电枢回路总电阻（）；CE-电势系数，p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。可知调速方法：改变电枢回路总电租Ra；改变电枢供电电压Ua；改变励磁。由第二种方法知道，直流电机转速与加在电机两端电压有关，故可选用单片机产生PWM方波，经驱动电路放大后驱动电机旋转。PWM基本原理冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM(Pulse Width Modulation)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，PWM控制为脉冲宽度调制，保持开关周期不变，调制导通时间。脉宽调速系统历史久远，但缺乏高速大功率开关器件，未能及时在生产实际中推广应用。后来，由于大功率晶体管（GTR），特别是IGBT功率器件，使直流电动机脉宽调速系统才获得迅猛发展。2.3励磁回路的改造直流电机端电压经过电压互感器降压后输入到测量单元，电压讯号在测量单元中经测量比较后，将电压偏差量输入到放电单元放大，并作为移相单元的控制电压以相应改变触发器单元的触发脉冲相位角，从而改变了自动可控硅的控制角和交流励磁机励磁电压值，相应地改变了电机的励磁，单电机负载增大而使电机电压下降时调节器