基于以太網(wǎng)圓網(wǎng)印花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

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1、基于以太網(wǎng)圓網(wǎng)印花機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)1緒論1.1圓網(wǎng)印花機(jī)發(fā)展歷程及方向在印染行業(yè)，按印花方式不同印花機(jī)械可分為平網(wǎng)、圓網(wǎng)和滾筒等三種類型印花機(jī)。自從1965年圓網(wǎng)印花機(jī)投入實(shí)際印花工藝以來，由于其印花過程的高效率而深受國內(nèi)外紡織印染廠家的喜愛。ZIMMER公司研發(fā)的圓網(wǎng)印花機(jī)采用ACR(印花生產(chǎn)調(diào)整控制)系統(tǒng)。該系統(tǒng)軟件具有強(qiáng)大的功能。圓網(wǎng)印花機(jī)能夠和主控器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而使工業(yè)控制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成化[1]。STORK公司生產(chǎn)的圓網(wǎng)印花機(jī)主軸電機(jī)與印花單元的電機(jī)都是交流伺服電機(jī)。編碼器采集電機(jī)位置和速度信號(hào)，通過CPU主控模塊處理來實(shí)現(xiàn)印花單元和主軸的同步，從而使圓網(wǎng)印花機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，印花

2、精度高。每個(gè)色組單元能夠自由添加或者去除，這樣可以在印花機(jī)運(yùn)行時(shí)對未參與印花的色組單元進(jìn)行調(diào)整，從而減小下次印花時(shí)更換花型所需的時(shí)間，提升印花機(jī)生產(chǎn)效率，也縮減了印花布匹成本[2]。隨著國際經(jīng)濟(jì)的交流與合作，國外的先進(jìn)紡織印染裝置不斷涌入中國，搶占了中國大部分的市場，使國內(nèi)印染設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大的壓力。尤其是具有獨(dú)立傳動(dòng)系統(tǒng)的圓網(wǎng)印花機(jī)，最先就是由國外開發(fā)研制并投入市場的。目前，我國圓網(wǎng)印花的生產(chǎn)廠家主要包括福建佶龍印染機(jī)械廠、西安德高機(jī)電集團(tuán)等。隨著微電子技術(shù)和微計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，圓網(wǎng)印花機(jī)又有了新動(dòng)向：(1)圓網(wǎng)印花機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)，也就是印花機(jī)各個(gè)印花單元有單獨(dú)的

3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，替代以往印花機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)，提高印花機(jī)的穩(wěn)定性和印花的精度，印花單元的模塊化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)擴(kuò)充和維護(hù)極為方便。(2)隨著微處理技術(shù)和通訊技術(shù)的進(jìn)步，使得圓網(wǎng)印花機(jī)控制系統(tǒng)向智能化方向取得了很好地發(fā)展。(3)隨著工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，圓網(wǎng)印花機(jī)實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)化，并且能夠使網(wǎng)絡(luò)單一化、無縫鏈接，可以與Inter直接相通，可以實(shí)現(xiàn)在不同地點(diǎn)對其進(jìn)行監(jiān)控和管理[3]。........1.2工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1950年之前大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)還沒有出現(xiàn)，各種控制設(shè)備還是發(fā)展剛剛起步，工業(yè)現(xiàn)場還沒有大量的電控設(shè)備出現(xiàn)，工業(yè)控制大量使用的氣動(dòng)控制設(shè)備，控制信息是模擬量，此時(shí)控制系統(tǒng)完全

4、是模擬控制系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)控制信息在不同設(shè)備之間傳遞，各個(gè)控制設(shè)備處于完全被隔離的情況，工業(yè)現(xiàn)場無法集中監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況[4]。雖然后來一些控制設(shè)備可以組合使用，但是工控系統(tǒng)本質(zhì)上是模擬量控制系統(tǒng)。從1960年以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速革新，這給工控系統(tǒng)帶來了深刻變革。計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用，使得工控系統(tǒng)朝著開放性、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方面進(jìn)步?？刂凭W(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是指工業(yè)控制領(lǐng)域各種控制系統(tǒng)中，用于完成自動(dòng)化任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)除了常規(guī)的微機(jī)、工作站外，更多的是具有計(jì)算和通訊能力的智能設(shè)備和儀表，又稱之為底層網(wǎng)，基于控制網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)控制系統(tǒng)稱之

5、為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，它完成現(xiàn)場生產(chǎn)的監(jiān)控、實(shí)時(shí)收集現(xiàn)場信息與數(shù)據(jù)并向上級發(fā)送。工控網(wǎng)絡(luò)的誕生，改變了常規(guī)工業(yè)控制的工作模式，促使各個(gè)控制設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使得分布控制的現(xiàn)代工控系統(tǒng)思想得以實(shí)踐。隨著控制網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的廣泛運(yùn)用，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息網(wǎng)絡(luò)化成為一種趨勢。從而可以提升工業(yè)控制系統(tǒng)的控制能力。與此同時(shí)，作為一種信息網(wǎng)，以太網(wǎng)廣泛應(yīng)用商業(yè)領(lǐng)域，因?yàn)橐蕴W(wǎng)具有成本低、兼容性好、安裝使用方便等特點(diǎn)。以太網(wǎng)在快速提高，高速度的以正被太網(wǎng)逐步開發(fā)，這樣，其就有可能在工控網(wǎng)絡(luò)中使用，但是，以太網(wǎng)還有非實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)不確定性等缺點(diǎn)，限制了其在工控領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著這些問題一一解決，以太網(wǎng)正逐漸應(yīng)

6、用于工控網(wǎng)絡(luò)，我們稱之為工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)重新定義了以太網(wǎng)的應(yīng)用層，全球范圍內(nèi)的工業(yè)以太網(wǎng)有高速以太網(wǎng)，其應(yīng)用層采用現(xiàn)場設(shè)備訪問并且具有用戶層；還有PROFI其應(yīng)用層為EPC/D，它是以互聯(lián)網(wǎng)與以太網(wǎng)為基礎(chǔ)開發(fā)的；同時(shí)還有EtherIP，它由Rockm范圍之內(nèi)，通常印花精度也要求在±0.1mm以內(nèi)。..........3工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò).......113.1工業(yè)以太網(wǎng)...........113.2不同類型工業(yè)以太網(wǎng)介紹..........123.3CIP封裝.......153.4EtherIP的時(shí)鐘同步...........163.5CIPMotion....

7、......173.6工業(yè)以太網(wǎng)在圓網(wǎng)印花控制系統(tǒng)的應(yīng)用...........183.7本章小結(jié).......194圓網(wǎng)印花機(jī)同步控制策略.......214.1伺服系統(tǒng)的建模..........214.2伺服系統(tǒng)模型仿真.......274.3多電機(jī)同步控制策略...........294.4基于模糊PID多電機(jī)同步控制系統(tǒng)...........324.5本章小結(jié)......425基于工業(yè)以太網(wǎng)的圓網(wǎng)印花機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì).......435.1基于EtherIP控制系統(tǒng)整