。

在人机界面先设置减速料位下限，此下限作为系统的给定参数检测到的浮动辊位置信号与设定信号比较得出偏差信号，经过控制器的计算，在个串行通信的周期内调节器的输出值与偏差值之间的关系为其中，为变频器的给定频率，为减速百分比。

那么变频器的输入信号就为，变频器输入信号是通过串行通信周期被送至变频器直到最后送给变频器的频率为，即收放线电机停止运行。

平稳停止控制是个重要指标，当浮动辊的料位保持平稳了才确保层绕的张力稳定。

收线电机减小速度过快就会导致浮动辊料位下降，收线电机减小速度过慢就会导致浮动辊的料位上升。

因此顺利浮动辊料位的平稳是制动过程中的个重要控制指标。

如图为停车控制系统方案变频器收卷机构料位反馈减速料位下限实际料位图停车控制系统方案小结本章简要介绍了焊丝的生产工艺流程和排丝系统的基本工作原理分析了卷绕过程中焊丝张力的产生机制张力控制的基本方法以及排丝速度控制和换向。

这些基本理对整个控制器的设计都是至关重要的。

本章还介绍了为了保证焊丝的质量，选用了旋转电机和伺服电机来分别控制卷绕系统和排丝系统，并简述了它们的原理排丝机控制系统设计本次设计的控制系统中，参与运作的主要设备器件有伺服电机机变频器交流异步电动机。

其中伺服电机和交流异步电动机实现对各个控制环节的调节变频器对重要控制参数进行调节调整作为核心控制器最终实现排丝的控制系统。

硬件设计整个控制系统由整个控制系统由变频器驱动器等构成。

是控制中心，完成所有的运算和自动控制变频器是电能控制装置，能实现对由伺服电机驱动的横动装置部分和由交流异步电机驱动的卷绕装置部分的变频控制控制面板和触摸屏接收到速度脉冲的信号与进行信息交换形成自动控制，硬件系统的连接如图所示。

图硬件系统连接图器件的选择变频器为了保证卷取这部分的运转稳定，本文将采用变频器台达型，此类变频器具有收放卷张力控制功能，可以实现大范围内的高效连续转速调节实现电机速度的精确控制，容易实现电动机的正反转切换，可以进行高频度的起停运转。

容易实现电气制动，实现对电动机的高速驱动，实现电动机的软驱动，减小启动时的冲击电流，降低系统的能量损耗。

为了实现三相异步电动机的变压变频调速，需要提供个电压幅值与频率可以控制的三相交流电源，而这个三相交流电源的能量是取自电网的的两相交流电源的，这种电能转换的装置就是变压变频器。

在早期的电力拖动系统中，实现这种变压变频技术使用最多的是旋转变频机组，即使用直流电动机拖动交流同步发电机发电来提供三相交流电源，通过调节直流电动机的转速，来控制同步发电机输出的三相交流电源电压幅值与频率。

目前，随着电力电子技术的快速发展，使用旋转变频机组实现变压变频实现的手段己经逐步被淘汰，取而代之的是交流直流交流结构的电力电子变频器。

这种变频器利用电力电子器件的通断使负载上获得幅值和频率可变的电压。

电力电子变频器由于不需要旋转变频机组中间的各种传动机构，自身能量损耗大大降低。

因此，电力电子电力电子变频器从电网中取的两相交流电作为电源，通过二极管整流桥变换为直流，直流母线两端并联高压大容量电解电容起到滤波作用，得到相对稳定的直流母线电压，再通过组功率元件的不同开关组合将直流电压变换为三相交流电压。

伺服电机伺服驱动是排线单元的核心，因此，对于伺服电机的选择变得尤为重要。

根据给定的负载要求，再根据价格，重量，体积等技术指标，本文将选择无刷直流伺服电机，此类电机可靠性高，经济耐用，速度转矩特性线性化，没有换向火花，安全环保，并且内置驱动电路，带动导轨丝杠使直线单元行走，确保角度准确跟踪。

型号的选择的指令功能强，有传送循环移位调用子程序和控制等运算。

综合系统的具体情况，所需要的输入输出口较多，且用到高速计数器的时候用到的输入口较多，以及基于程序内存和数据内存的考虑，考虑选择输入输出口最多，功能最完善的，可以减少外接模块的扩展，减少成本以及设计的复杂程序。

地址分配表西门子系列作为排丝机系统的控制器，进行全开关量输入输出的控制。

完成西门子型对控制系统的作用。

表地址分配图输入地址输出地址主轴启动停止按钮伺服电机启动正转启动反转启动停止按钮正转点动反转点动左换向开关右限位开关左限位保护开关右限位保护开关接触器接触器正向接触器反向接触器接线图地址接线图如下图所示。

它和表电气控制系统的资源配置口地址分配如表相对应。

图接线图主电路电气图般中型工厂的电源进线电压是。

电能先经高压配电所集中，再由高压配电线路将电能分送到各个车间变电所，或由高压配电线路直接供给高压用电设备。

车间变电所内装设有电力变压器，将的高压电降为低压用电设备所需的电压如，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。

本课题所用的电源是交流电源，有时候电压并不稳定，这时候就需要稳压，在电源进入交流异步电机前接入变频器可以解决稳压这问题。

变频器还可以用来变频调速，在本设计中，改变电动机的转速，继电器用于电机的正反转，就需要接入变频器才能实现往复成型装置的往复运动。

此外，变频器对电路还起到了过载保护短路保护和欠压保护等等。

顺序启动电气接线图本设计中要求，按下启动按钮时，主轴电动机必须先启动之后，才能启动工作，卷绕主轴选用感应式交流异步电动机驱动，排线轴用高精度交流伺服电机驱动，两只电机的速度设置成主从工作方式，即排线电机跟随着卷绕电机运行，并力环的响应时间明显缩短，并且也能很快保持稳定状态，使得卷取张力能很好的保持稳定。

排丝伺服系统的仿真排丝系统主要是由伺服电机控制的，而来回往复的运动是由位置控制的，因此，这里主要测试的是位置环的阶跃性。

位置调节器速度环位置反馈给定位置实际位置图位置环框图其被控系统为个二阶系统，根据二阶系统单位阶跃响应的超调量和阻尼比之间的关系，可求得，，得出传递函数如下所需的主轴变频率利用实现，其参数设置如下。

。

图位置环的阶跃响应曲线从仿真结果可以看出，位置环的响应时间明显缩短了，位置阶跃超调明显小于传统，可以说明改进后位置环的稳定定程度有所提高，也就是说明排丝伺服机构的稳定性。

小结为了验证本文设计的有效性，采用软件进行了上述实验仿真系统在控制器作用下，当系统参数发生变化时，系统性能能不能满足生产要求，同时也说明本设计的可靠有效性。

结论与展望结论全自动高速排丝设备是焊丝生产中构成最为复杂高速和自动化设程度最高的关键设备，其作用是把焊丝卷绕成为成型良好的丝卷，对焊丝的后加工及产品的性能和质量至关重要。

它集机电气和计算机技术于体，充分体现设备的高速化，焊丝的高质量，控制技术的自动化排丝的高精度等，可以实现焊丝丝束恒张力无消耗低成本高品质的生产，整个排丝过程局有恒张力恒功率恒线速度高精度的特点。

排丝机的主要结构是由卷绕关的旋转运动和导轨丝杠的往复运动复合的。

在复杂的控制要求下，我们把它分成两个主要的控制方向卷绕焊丝时的恒张力控制和由伺服电机控制导轨丝杠往复运动。

主要从这两方面入手，就能很明确的了解排丝机的整体结构。

通过顺序控制和正反转控制，解决以往排丝控制系统中些难以解决的问题，使得整个系统运作更加合理化和现代化。

不足之处以及对未来的展望虽然本次设计能够解降低排丝过程中叠丝凹凸蛛丝等瑕疵的形成，增加了系统的稳定性，但还是存在着很多的不足和欠缺之出。

在实际的运行中存在着很多不可预知的问题。

而不同的设备或多或少总存在着些差别，现在还不能做到真正的通用，可以在以后逐步加入，使它的应用范围更广。

并且在本次设计中没有考虑到整个排丝机构的功率消耗等，需要进步进行探讨。

致谢毕业设计接近尾声，这也意味着我的四年大学生涯就要结束了。

回首过去，心中倍感温馨，当我完成这篇毕业论文时，我心中倍多感慨。

首先，我要感谢这半年来不辞辛苦的指导我们的潘国锋教授。

本篇论文就是在潘老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。

潘老师严谨求实的科学风范渊博的知识忘我的敬业精神深深的激励着我。

从我选题到毕业设计的完成，在我设计时遇到的种种困难，潘老师总是不厌其烦的跟我讲解，教我如何更好的完成这篇文章。

潘老师这半年来对我的教诲使我受益匪浅，不论是现在还是对我以后的工作都有着深深的影响。

在此，我以最诚挚的心感谢潘老师的知道以及对他的深深祝福。

再者，我要感谢四年来所有教过我们的老师，如果没有你们，那么我也不会能这么顺利的完成我的毕业论文。

尤其是辅导员马彪老师杨敏老师潘国锋老师。

最后，我也要感谢在我写论文的过程中帮助过我的同学们和朋友们，因为有了你们的帮助才会让我如此顺利的完成。

在设计的过程中，又再次的让我系统的学习了知识。

毕业论文的结束，也意味着我们新的挑战的开始。

希望大家能向自己的梦想追逐。

参考文献罗雨基于人工智能的情感模型建立及仿真研究学位论文，北京化工大学，黄璜燃蒸联合循环底循环性能研究学位论文，哈尔滨工程大学，王军，关长勇，马昌交流伺服电机在层绕机上的应用金属制品于克龙绕线机排丝机构的运动分析及控制机械制造与自动化，韩大鹏，张丽华层绕机排线及恒张力控制的设计金属制品，，，，，，，孙少华，穆伟然，胡春祚，贾惠义自动焊丝层绕机控制系统信息技术，张晖收线机张力控制系统金属制品，，，杨柳精密绕线机的伺服系统控制现代电子技术，彭庆京新型的放线恒张力控制系统科园，邵联合控制算法的仿真和研究承德石油高等专科学校学报两者始终保持转速同步。

当按下停止按钮时，两台电机同时停止。

两台电机的顺序电气接线图如图所示变频器图顺序启动电气接线图图中所用到的电气元件如表所示表电气元件表符号名称数量备注熔断器热继电器卷绕电动