本文關(guān)鍵詞：一類輪胎冠帶纏繞張力控制系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了提高輪胎成型工藝中冠帶纏繞張力的控制精度以及改善胎坯成型質(zhì)量,本文以半鋼乘用(輕卡)子午線輪胎二次法二段LCE1418-02JY成型機為例,設(shè)計了一套以冠帶張力控制器為核心部件,以可外部存儲數(shù)據(jù)的觸摸屏MT4424TE和三菱伺服電機為輔件的輪胎冠帶張力控制系統(tǒng),本文是以高性能的DSC MC56F8037作為主控芯片,采用雙輸入單輸出的閉環(huán)反饋控制方式。同時,針對現(xiàn)場大功率電氣設(shè)備的運行環(huán)境,設(shè)計了可抗強電磁干擾的張力信號調(diào)理硬件電路,保證張力信號的有效控制;主芯片通過光耦隔離驅(qū)動伺服電機,進一步提高了信號的傳輸可靠性。根據(jù)輪胎冠帶張力模型分析和系統(tǒng)功能設(shè)計要求,本文軟件設(shè)計中選取了帶死區(qū)的積分限幅PID控制算法,并以速度擾動時的系統(tǒng)響應(yīng)情況為例,進行了Matlab仿真驗證;使用UML工具對系統(tǒng)軟件進行詳細的模塊化設(shè)計及動態(tài)建模分析,主要包括:系統(tǒng)狀態(tài)圖、控制順序圖及活動圖等。經(jīng)過現(xiàn)場測試,系統(tǒng)冠帶張力控制可正常運行,冠帶纏繞時張力波動范圍在±2N之內(nèi),纏繞速度達到400 m/min,觸摸屏與張力控制器可靠通訊,張力設(shè)定值為3N~15N,控制精準,基本無脫出和打結(jié)現(xiàn)象;可實現(xiàn)纏繞過程中的手自動無擾切換,降低了冠帶廢料,提高了輪胎成型機的工作效率,且在一定程度上提高了輪胎質(zhì)量。本設(shè)計系統(tǒng)可靠、經(jīng)過一年期限的樣機運行,其控制效果滿足廠家需求,完成了對國產(chǎn)二次法成型機二段冠帶纏繞控制系統(tǒng)的自動化改造,為智能一體化控制設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：二次法成型機 數(shù)字信號控制器 光耦隔離 UML 建模
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的背景與研究意義9-12
• 1.1.1 子午胎特點及其成型工藝9-11
• 1.1.2 輪胎成型工藝中冠帶纏繞張力控制的意義11-12
• 1.2 子午胎成型機發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 成型機控制的智能化發(fā)展13
• 1.3 張力控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 張力控制系統(tǒng)的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 輪胎冠帶張力控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4.1 課題的主要研究內(nèi)容15
• 1.4.2 文章結(jié)構(gòu)15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第二章 輪胎冠帶張力控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計17-28
• 2.1 輪胎冠帶纏繞結(jié)構(gòu)介紹17-18
• 2.2 冠帶張力控制系統(tǒng)工作原理18-19
• 2.2.1 冠帶張力控制系統(tǒng)設(shè)計要求18
• 2.2.2 冠帶張力控制系統(tǒng)UML建模18-19
• 2.3 系統(tǒng)方案設(shè)計19-27
• 2.3.1 系統(tǒng)控制方式的設(shè)計20-21
• 2.3.2 張力控制器設(shè)計框圖21-23
• 2.3.3 冠帶線速度測量方案的分析23-24
• 2.3.4 控制電機的選型24-25
• 2.3.5 張力傳感器的選型25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 冠帶張力控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計28-44
• 3.1 數(shù)字信號控制器設(shè)計28-30
• 3.1.1 控制器主控芯片簡述28-29
• 3.1.2 MC56F8037在冠帶張力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用29-30
• 3.2 系統(tǒng)電源電路設(shè)計30-32
• 3.3 張力信號調(diào)理電路設(shè)計32-37
• 3.4 伺服驅(qū)動電路設(shè)計37-39
• 3.5 其他電路設(shè)計39-42
• 3.5.1 觸摸屏通訊電路設(shè)計39-40
• 3.5.2 JTAGE接口電路設(shè)計40-41
• 3.5.3 I/O接口電路設(shè)計41-42
• 3.6 冠帶張力控制器電氣安裝圖42-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第四章 冠帶張力控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計44-65
• 4.1 冠帶張力控制算法分析44-51
• 4.1.1 冠帶張力靜態(tài)模型44-46
• 4.1.2 冠帶張力動態(tài)模型46-48
• 4.1.3 張力控制策略工程設(shè)計48-51
• 4.2 張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計51-55
• 4.2.1 系統(tǒng)功能分層說明52
• 4.2.2 系統(tǒng)控制軟件模塊設(shè)計52-54
• 4.2.3 張力控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)54-55
• 4.3 張力控制系統(tǒng)動態(tài)建模55-59
• 4.3.1 控制系統(tǒng)狀態(tài)圖55-56
• 4.3.2 張力控制順序圖56-57
• 4.3.3 冠帶控制活動圖57-59
• 4.4 觸摸屏通訊程序設(shè)計59-64
• 4.4.1 基于Modbus協(xié)議的串口通訊設(shè)計59-62
• 4.4.2 步科觸摸屏MT4424TE程序設(shè)計62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 冠帶張力控制系統(tǒng)調(diào)試65-71
• 5.1 張力控制器離線測試65-66
• 5.1.1 硬件測試65-66
• 5.1.2 軟件測試66
• 5.2 現(xiàn)場調(diào)試運行結(jié)果66-70
• 5.2.1 現(xiàn)場調(diào)試流程66-67
• 5.2.2 系統(tǒng)可實現(xiàn)功能67-68
• 5.2.3 張力控制效果圖68-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 1. 本文主要研究成果71
• 2. 對本課題進一步研究工作的意見和建議71-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76-77
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄77-78

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本文編號：400945