摘 要

随着我国经济社会的不断发展，对钢丝绳的需求是越来越大，特别是在建筑、桥梁、水电、核电等方面的应用非常广泛。但是我国的钢丝绳生产设备大多是从意大利、德国等欧洲国家进口，并且在大口径钢丝绳的生产方面更是没有一点能力。因此设计出达到国际水平的捻绳机对于国内的钢丝绳发展行业是尤为重要的，本课题就是在此背景在展开研究的。

论文介绍了钢丝绳的国内和国外的发展及现状，探讨了课题研究的目的及意义，叙述了串联式捻绳机的生产工艺过程及原理，分析了传动控制系统的结构及其控制原理，提出了系统的控制思想，论证了系统控制方案。全文的重点是串联机组的研制，这就包括两个主机的同步控制、主电机与牵引电机的转速可比例控制，并探讨了收排线的控制算法。介绍了控制系统的设计实现，包括硬件设计、软件设计、编写程序。硬件部分采用西门子S7-300系列PLC、ABB 的ACS800多传动系列变频器，在软件设计部分，利用STEP7开发环境，主要实现了通讯程序和算法程序的设计。

关键词：串联机组; 同步;PLC

Abstract

With the continuous development of China's economy and society, the demand for wire rope is growing, especially in building, bridges, hydropower, nuclear power and other aspects of a very wide range. However, China's steel wire rope production equipment are mostly imported from Italy, Germany, and is pale in the production of large-diameter rope. Therefore designed to meet international standards for the domestic machine rope twist rope industry is particularly important this issue is in this context in the expanded study.

This paper introduces the development and current situation of the rope, the purpose and significance of research and described the production process and the principle of Tandem twisted rope machine, analyzes the structure and control principle of the system proposed control system of thought, demonstrated the system control program . Paper focuses on the development of the tandem, which includes a synchronous control of the two hosts, the main motor and the traction motor speed can be proportional control, and discusses the control algorithms take-lines. It introduces the design of the control system including hardware design, software design, programming. The hardware part of Siemens S7-300 series PLC, ABB ACS800 series inverter drive more, in software design, the use of STEP7 development environment, the main communication program design and algorithm program.

Keywords: series units ;synchronize; PLC.

目录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2串联式捻绳机简介 1

1.2.1串联机组的特点 1

1.2.2捻绳机的国内外发展现状 2

1.3串联式捻绳机传动控制系统的研究目的及意义 4

1.4论文主要工作 4

第2章 串联式捻绳机传动控制系统分析 5

2.1串联式捻绳机的机械结构及工艺介绍 5

2.2主要电气系统介绍 5

第3章 串联式捻绳机控制系统方案 8

3.1控制系统方案设计 8

3.1.1控制系统的结构 8

3.1.2系统的设计原则 9

3.1.3传动控制系统的主要特点 10

3.1.4安全保护 11

3.1.5主从电机同步控制原理 11

3.2控制系统的数学模型 11

3.2.1捻距数学模型 11

3.2.2排线数学模型 12

第4章 串联式捻绳机传动控制系统的设计实现 14

4.1控制系统的硬件设计 14

4.1.1 PLC选型 14

4.1.2变频器选型及特点介绍 15

4.2控制系统的软件设计 16

4.2.1控制软件的构成 16

4.2.2控制算法的PLC实现 16

第5章 全文总结与展望 20

5.1全文总结与展望 20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

1.1引言

市面上的大多钢丝绳是由经过多道生产工艺处理后的高强度钢丝，其后通过捻绳机的捻制工艺而形成的,由于它具有很多的优点,因而在港口、码头、车站、矿山、土木工程、金属冶炼、油田勘探、种植业、旅游业、军工产品等各行各业的应用非常的广泛。钢丝绳的捻股是钢丝绳制造过程中非常重要的部分，特别是大直径钢丝绳，其要求高、难度大、工艺过程复杂；并且对钢丝绳的各种工艺参数的控制也更加的难以把握，随着我国经济社会的不断发展对大口径的钢丝绳的需求也日益增多，这对捻绳机的工艺要求也越来越高，单台的捻绳机无法捻制出高质量大口径、高强度的钢丝绳，因此串联机组的研制显得尤为重要了，它不仅可以解决粗钢丝绳的生产还能实现钢绞线的捻距均匀，提高钢丝绳的生产效率。

1.2串联式捻绳机简介

钢丝绳的相关产品主要用于桥梁建设、土地平整、大规模建筑群、大型存储器皿、水利工程、水电工程、核电工程、龙门吊等。并且每个国家都有自己钢丝绳的规格标准。因为各个国家的钢丝绳行业的发展不太一致，对于钢丝省的利用需求也不太一样，所以国际上也制定了一种国际标准来供参考。

目前国内使用钢丝绳的标准是按照美国的标准，因为国内最早使用的钢丝绳大多是按照美国的标准，并且在后期钢丝绳设计制造也是按照这一标准来的。这些钢丝绳的捻制工作就是通过捻绳机来完成，捻绳主要包括捻制、收线、排线等工艺过程。捻绳机的发展很快，有筐篮式、管式等。捻绳机的捻制部分有主机和牵引部分，捻绳机主机部分的筐篮里面放有大大小小的工字轮，工字轮里缠绕着捻制用原始线绳，在主电机和牵引电机的配合作用下捻制出具有一定捻距的钢丝绳，之后可以通过再次牵引对绳的张力进行控制，捻制好的钢丝绳再由排线收线机卷成排列均匀有序的线卷。串联式捻绳机就是将两台单独的捻绳机串联使用，将一台捻绳机的主机与另一台的牵引收线装置联机使用，实现串联机组。这样大地增强了机器性能。