Дипломная работа: Разработка встраиваемой системы управления трёхфазным электроприводом уточного накопителя

Артикул: tech0006

Год написания: 2016

Количество страниц: 76

1700 руб.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ. 3

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ УТОЧНОГО НАКОПИТЕЛЯ. 6

1.1 Обоснование применения регулируемого электропривода уточного накопителя.  6

1.2 Анализ процесса прокидки уточной нити и существующих механизмов для ее отмеривания. 7

1.3 Применяемые методы контроля длины прокидываемой уточной нити и длины отрезной кромки. 22

1.4 Принципиальные решения управляемого электромеханического комплекса для стабилизации размера отрезной кромки ткани. 23

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВУХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. 25

2.1 Общие сведения о двигателе. 25

2.2 Математическое описание и математическое моделирование. 28

3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ УТОЧНОГО НАКОПИТЕЛЯ. 32

3.1 Методы управления однофазными асинхронными электродвигателями. 32

3.2 Система с двухфазным мостовым инвертором. 33

3.3 Система с трехфазным мостовым инвертором. 38

4 СИСТЕМА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ УТОЧНЫМ НАКОПИТЕЛЕМ. 51

4.1 Структурная схема микропроцессорной системы управления. 51

4.2 Обоснование выбора микроконтроллера для системы управления. 52

4.3 МПСУ уточным накопителем с непрерывным накапливанием нити отмеривающего типа. 56

4.4 Алгоритмы микропроцессорной системы управления. 58

4.5 Схемы подключения микроконтроллера. 70

4.6 Ограничения микроконтроллера PIC16F72. 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 74

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 75

ВВЕДЕНИЕ

Продукция текстильной промышленности является важной продукцией первой необходимости. К качеству этой продукции предъявляются высокие требования.

Получившие распространение бесчелночные пневматические станки позволяют повысить до двух раз производительность труда персонала по сравнению с челночными станками. Повышение производительности труда основано на увеличении скоростных режимов и расширении диапазона регулирования скоростей механизма.

Повышение конкурентоспособности текстильных предприятий также требует сокращения различных отходов, поскольку их количество заметно сказывается на себестоимости продукции. Отходы на ткацком производстве бывают основные и уточные.

Уточные отходы возникают при ликвидации обрыва уточной нити, розыске раза, при доработке бобин и заправке нити с новой бобины, при разработке брака, при обработке новой основы. Данные отходы являются неизбежными, определенными особенностями технологического процесса. Отраслевые нормативные документы регламентируют величину этих отходов для пневматических станков на уровне 6-7% от общего расхода утка. Для менее совершенных челночных станков этот показатель оказывается на порядок ниже.

Автоматизация технологических процессов и применение регулируемых электроприводов в ткацком производстве являются основными трендами развития отрасли в последние десятилетия. Благодаря этому повышается качество продукции, и уменьшаются отходы производства. Все это положительно сказывается на конкурентоспособности продукции на рынке. Поэтому разработка микропроцессорных систем управления электроприводами технологических механизмов ткацкого производства является актуальной научно-технической задачей.

Среди множества электрических двигателей, применяемых для промышленных механизмов, особый интерес представляют асинхронных двухфазные электродвигатели. Данные электродвигатели имеют простую конструкцию, недороги в производстве и надежны. А достижения последних лет в микропроцессорной технике и силовой электронике позволяют реализовывать на основе асинхронных двухфазных электродвигателей системы регулируемого электропривода.

В рамках данной работы рассматриваются вопросы разработки автоматизированного электропривода для уточного накопителя.

Целью работы является разработка встраиваемой микропроцессорной системы управления двухфазным электроприводом уточного накопителя, предназначенного для стабилизации размера отрезной кромки ткани. Основные требования к системе регулируемого электропривода заключаются в реализации на современной элементной базе и обеспечение технологических параметров без ухудшения качества продукции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Анализ технологических особенностей уточного накопителя.
  2. Анализ математического описания асинхронного двухфазного электродвигателя.
  3. Разработка и исследование системы управления электроприводом уточного накопителя.
  4. Реализация системы управления уточным накопителем на микроконтроллере.

Объектом исследования является электропривод уточного накопителя. Предметом исследования – встраиваемая система управления двухфазным электроприводом уточного накопителя.

В работе в качестве метода исследования применялось математическое моделирование. При построении математических моделей использовались методы теории электрических машин, теории автоматического управления, методы компьютерной обработки информации. Моделирование выполнялось с помощью приложения Simulink пакета прикладных программ MatLab.

В качестве основы системы управления выбран микроконтроллер PIC16F72 производства компании Microchip. Данный микроконтроллер достаточно недорогой и позволяет реализовать все необходимые функции для реализации системы управления электроприводом уточного накопителя.

Разработанная встраиваемая система управления с двухфазным электродвигателем позволит уменьшить натяжение пробрасываемой уточной нити и стабилизировать размер отрезной кромки ткани на минимально допустимом технологическом уровне, а также снизить затраты электроэнергии в асинхронном электродвигателе и увеличить срок его эксплуатации.

Полученные результаты могут быть применены при разработке и модернизации автоматизированных электроприводов.