1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 选题的目的及意义：

随着电力电子器件的性能的不断提高,交流电机调速技术与变频调速技术都取得重大突破,导致它们在更多的应用在相关的设备上。大轴承式捻股机控制系统实现变频传动对提高设备的生产效率和产品质量至关重要,而设备生产过程能否实现速度的精确匹配直接影响着其产品的质量。随着全球经济一体化的形成，整个钢绞线生产行业的市场竞争必将愈演愈烈，如何提高钢绞线生产捻制环节的效率显得越来越重要，因此本论文将设计一种大轴承式捻股机的控制系统。

大轴承式捻股机有转速高，转动惯量大的特点。所以过去人们在面对大功率变频调速和直流调速这两种调速方案时，国内外都选择了直流调速，而大功率变频调速却因为价格高昂和技术难以实现不被采用。但是随着变频器技术的不断提高及其价格的大幅降低，大功率变频调速这种调速方案已经完全可以应用到大轴承式捻股机的控制系统中，而且运用变频调速的系统具有更高的控制精度、稳定性以及更低廉的价格。

2. 研究的基本内容与方案

1. 选题设计的内容、目标：

设计一种使用变频调速的大轴承式捻股机的控制系统，通过PLC调节各变频器控制对应传动点电机的输出来实现管式捻股机放线，主机筒体，牵引，收线负荷均衡且速度自动匹配。使该系统满足控制管式捻股机放线，主机筒体，牵引，收线各传动点的生产工艺要求。

2. 设计采用的技术方案：

1-放卷、2-筒体部分、3-压线模、4-牵引装置、5-收卷

图2-2-1

捻股机大致由放线装置、筒体部分、牵引装置和收线装置等结构组成的。管式捻股机由一节或数节筒体组成机体，载线工字轮载机体内沿中心呈一字型排列。筒体的高速旋转和牵引装置产生的直线牵引相配合，使钢丝产生螺旋线缠绕和股的直线运动，形成了具有一定捻距的股。

在整个捻制过程中，需要控制放线装置、筒体部分、牵引装置和收线装置四个传动点，分别用四台交流电机单独拖动，每台电机再有单独的变频器通过电动机上的编码器反馈来实现高精度的同步控制。系统采用PLC作为控制核心，由PLC对每台变频器的反馈值进行处理，通过CANLINK总线发送命令到相应的变频器上，设置各个电动机的速度，实现四台电动机的同步传动。人机界面实现人机操作和监控，将捻距、整机速度等参数在HMI上设定后，由PLC通过CANLINK总线送达到筒体变频器。筒体的实际转速经过编码器的检测，一方面用于自身的闭环控制，另一方面传输给牵引变频器作为其同步脉冲给定，牵引变频器再结合PLC设定的工艺齿轮比利用自身的位置同步功能块计算出实际需要的频率输出，从而实现设定比例系数的同步跟踪。此外，在人机界面上还显示每一个传送点的速度以及工作电流等运行参数，并设有故障显示。系统的电气控制示意图如下：

图2-2-2

3. 研究计划与安排

第一周：资料收集与文献检索

第二周：英文资料翻译

第三周：编写开题报告

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1] 何垚与杨建平, ggz36/450大轴承捻股机的研制. 金属制品, 2002. 28(5): 第36-37页.

[2] 眭贤, 王卫华与杨建平, 大轴承捻股机的改进. 金属制品, 2004. 30(1): 第22-23页.