实验涂布机电控系统设计.docx

实验涂布机电控系统设计 第12卷第1期北京轻工业学院 1994?6 月 JOURNALOFBELLINGINSITIZrIEOFLIGHTINDUSTRY 实验涂布机电控系统设计 ?叠扯 （北京轻工业学院自动化工程系，北京100037） 摘要介绍了试验涂布机的工作情巩和工艺要求，以及为满足工艺要 求所做的控制系 统设计?在设计中注意了尽量使系统简单经济，可靠，文中扼要介绍了 部分参数计算及 特性分析 关键词涂布机，计量泵，调速精度，调速范围 分类号TM273 1涂布机工艺和主传动 参统科，畛 涂布机将化学乳剂均匀地分层涂到胶片的片基上做成摄影底片涂 布机的工艺流程 如图1所示. 匣耍一匹］一匝二垂二卜早 .卜_网匝_圃L L . 圈1涂布机工艺流程框图 涂布机的主传动电机有四台，分布在四个拖动点上:(1)贮片拉片电 机;(2)冷凝 区拖动电机;(3)干燥区拖动电机;(4)收卷电机， 传动过程中胶片在各点速度应当相等,所毗要求四台拖动电机严格 保持同步它们 是靠浮动信号辗实现同步的，当出现不同步时,浮动信号辗就会向上 或向下浮动，带动 电位器动作，改变给定信号的大小,进行调速四台拖动电机的调 速范围24,稳速 精度1%,设计选用了 ffZTy22—41.5kW的电磁调速电机，其控制系统 方框图如图2 匠丑一冋一五匾厂圖 ?1 ;厦而互百 —— 收稿日期:1994 一叭一 08 图2电磁调速电机控制系统方框圈 U_ 上 第12卷笫1期郭兴朴:实验涂布机电控制系坑设计77 所示. 电磁调速电机控制系统的调速范围和调速精度等性能均能满足工 艺要求?但阶跃响 应的超调量过大,为解决这一矛盾而设计了图3电路，其动态如图4 所示. 动. 田3超调抑制电路 堡母出，起饵抑翻电路动态框出 采用超调抑制电路以后，起动信号的波形强如图5所示，用控稍信 号(￡)控制起 一墨 二1=墨±墨!！ “R1+ 当;Rc=.?4【s)时便可完全消除 起动时的超调，而满足工艺要求?这种方法能保证0 机组从轻载到满载均能平衡起动.，图5意动信弓波形图 2料液输送计量泵控制系统设计 2.1根据工艺要求选择控制方案 由于在涂布工艺中，要求几台料液输送计量泵同时分层向胶片上挠 压感光乳剂材 料,每层厚度只有0.1~0.2mm不等，且要求厚度均匀?若电网电压渡 动等原因弓j起计 78北京轻工业学院1994年6月 量泵电机的转速变化，必然会使感光材料厚薄不匀，从而造成废次品, 同时又由于每台 泵挤压的乳剂不同，根据这种工艺要求，必须设计调速范围宽,调整和 控制方便，能够 快速跟踪，动态品质好的调速系统?计量泵电机采用Z2—22小型直流 电机 1.1Kw220v 1500r/rain要求转速从360?1440r/rain连续可调，稳速精度为0.5%. 为达到上述要 求,设计采用以电流调节为内环，转速调节为外环的双环控制系统?系 统结构见图6 所示. 图6计量泵双fjl环调速系统结构图 2.2主电路和触发电路设计 1 经性能价格比1分析，主电路采用单相全波可控整流电路…，见图7 所示. 圈7计量泵电机主电路原理图 激磁回路由ZPZPmzPZP.组成的桥式整流电路供电?采用由主接触器 Jc常 两结点接通电R，的能耗制动电路川，由于整流电路可控硅要求的触 发功率比较小， 移相范围不超过150?，故选用单结晶体管触发电路. 2.3调节器设计 整个调速系统的动态结构图如图8所示. 其中受控系统的动态框图如图9所示. 由实验和计算得出1: 30._0.005 [si GD=01 ?盎垒里二 375(c|30/n R=50 [75°C] L=0?047 [s] 0.0605x5x9.8 375x0.134x9.55 C 中=0.134 =0.047【s] 一一 D 工一煎?篁一一 II拦?一霉嗾 第12卷第1期韩兴朴:实验潦布机电控糊系统设计 图8计量泵调逮系统动态结构图 可控硅部分直流电机，电抗器部分 图9受授系统动态框图 先从内环即电流环人手设计出电流调节器，然后把电流环看作是转 速调节系统中的 个环节，再设计出速度调节器】? (1)为减小起动时的超调按工程设计法中典型I型系统设计电流调节 器，其传递函数 为(赢?由于和Ta都比瓦小得多，可作小参数近似处理，取Tc? 二+,同时认为E=0,将电流内环动态结构图化简为匿10所示. 图10电流环动态结构框图 从图中可看出，若调节器具有二的形式,即为比例积分调节器?则 电流内环便可校正成典型I型系统?采用F007集成运放组成有源PI 调节器，如图11 所示. 加电阻R:的目的是为了避免过大的零点飘移,有意将放大倍数降低 一些,加电阻 R:,可调整积分时间不必换接电容. 调节器的动态放大倍数古鲁[分压系数p;]. 80北京