高温高压染色机改良

高温高压染色机改良

  摘要

本论文结合南通三喜织染有限公司的染色机技术改造项目，对“高温高压染色机控制系统”进行研究。该项目的任务是开发研制出能按染色工艺要求和温控精度要求自动完成整个生产过程，并能在高温、潮湿、酸碱等恶劣环境下长时间安全、可靠运行的控制系统。
论文首先论述了染色机、可编程控制器的发展状况以及触摸屏的作用，然后从高温高压染色机工艺过程及功能要求入手，对控制系统的总体方案进行了论证和设计。对控制系统进行了详细的分析，讨论了硬件系统的组成及各硬件的选型;软件系统的设计，温度控制算法的实现等，从而完成对控制系统的设计。    在系统的设计和开发过程中，我们将可编程控制器、触摸屏、变频器和模糊PID等先进的控制手段和技术引入染色机的控制之中，实现了织物染色过程的自动控制，并通过触摸屏设定显示各项工艺参数和在线监测。
目前，系统调试试验已取得了较理想的结果，各项性能指标均已达到了设计要求，充分证明了该染色机控制方案的正确性和可行性。该系统无论从功能上还是档次上都获得了质的提高，基本达到了九十年代末国际先进机型的水平，机器投用后取得了较好的经济效益。

关键词:染色机 PLC触摸屏 变频器温度控制
 
Title   High temperature and high pressure dyeing machine improvement                                                  

ABSTRACT
In this paper we studied the control system of high-temperature /high-pressure dyeingmachine, based on projects of technological innovation of San Xi Weaving&Dyeing Co.,Ltd. The technological innovation of this project is to develop a control system, which canautomatically implement the whole production process according to requirements ofdyeing technological and accuracy of temperature controlling. It also can be long-termoperated in the high temperature, moist or the acid-base environment reliably&safely.    First, the current status of dyeing machine and Programmable Logic Controller (PLC)was  discussed,  and  then,  according  to  dyeing  technological&performancerequirements of high-temperature /high-pressure dyeing machine, the overall scheme ofthe system was presented with emphasis on the overall scheme design of the controlsystem, Finally, the detailed control system was analyzed, and the controllerhardware system and model selection was discussed; the formation of software
system, implementation of control algorithmic was also discussed to accomplish thedesign of control system.
Currently, the ideal result of the system commissioning has been obtained andthe design requirement of each performance index was satisfied. Therefore, thecorrectness&feasibility of the dyeing machine control system is fully

Keywords:  Dyeing machine  PLC  Touch screen  Converter  Temperature contro
 
1 绪论 3
1.1项目的背景及意义 4
1.2 国内外染色机的现状及发展趋势 4
1.2.1 染色机的现状 4
1.2.2 染色机的发展趋势 6
1.2.3 PLC在染色机上的应用前景 6
1.2.4 触摸屏在染色机控制系统中的应用 7
1.3论文研究的主要内容 9
2 染色机及其控制系统的总体方案设计 10
2. 1 染色机概述 10
2.1.1 染色过程 10
2.1.2 染色设备 10
2.1.3 染色机工作原理 11
2.1.4高温高压染色工艺过程 11
2. 1. 5染色机的构造 13
2.1.5.1循环系统 13
2.1.5.2热交换器 13
2. 1. 5. 3加料系统 14
2. 1. 5. 4进出布机构 14
2.1.5.5控制系统 14
2. 2系统的需求分析 15
2. 2. 1功能要求 15
2. 2. 2性能要求 15
2. 2. 3主要规格及技术参数 16
2. 3控制方案论证 16
2. 3. 1控制器的选择 16
2. 3. 2人机界面的实现方案 17
2. 4控制系统的总体方案 18
2. 4. 1控制系统硬件总体结构关系 19
2.4.2控制系统主要器件的选择 19
2.4.3系统的运行方式 23
3染色机温度控制研究 24
3. 1常用温度控制系统分析 24
3.1.1常规PID 24
3. 1. 2智能控制算法在温度控制中的应用 26
3. 2染色机温度控制方案 29
3. 2. 1控制对象的模型 29
3. 2. 2控制方案的选择 30
3.3 Fuzzy-PID控制算法 30
4控制系统硬件设计 31
4. 1电路设计 31
4.1.1配电系统的设计 31
4. 1. 2控制回路电源 31
4.1.3主电路设计 31
4. 1. 4进出布电机控制 32
4. 2控制面板设计 33
4. 3执行电机的变频调速 34
4. 3. 1变频调速原理 34
4. 3. 2变频调速的控制方式 35
4. 3. 3变频器的分类及其基本特点 37
4. 3. 4变频器的选型 38
4. 4 PLC硬件设计 39
4. 4. 1 PLC控制系统设计的基本步骤 39
4. 4. 2 PLC的选择 42
4. 4. 3 PLC硬件接线图 44
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