电能为我国工业的进步以及公民生活带来了巨大的方便,而传输电能的电缆的作用也就愈发重要,如何高效的生产出高质量的电缆也就显得尤为关键。当今社会绝大多数的绝缘电力电缆的生产都是依赖三层共挤出交联生产线制造的,这种电缆生产线的生产方法有着高效、高质量、设备容易维护等优点被广泛使用。随着工业自动化的不断发展,三层共挤出交联电缆生产线的自动控制系统也不断进步,当下主流的控制系统多是基于可编程逻辑控制器(PLC:Programmable Logic Controller)实现的。整条生产线的核心控制是对于生产电缆过程中的温度以及速度控制,具体解决生产线中对于挤出机、管路的温度控制;对于收放线架、上下牵引机、储线器的生产线速度控制;以及实现整套生产线的可视化人机交互界面设计。本课题将运用32位MCU(具体为STM32F103ZET6)作为控制核心代替传统使用的PLC实现三层共挤出交联电缆生产线的智能控制。对于挤出机以及管路的控制,利用热电偶采集各段温度通过补偿导线结合模数转换(ADC)将数据上传到MCU,MCU利用PID算法并结合脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulation)实现多路温度控制;对于收放线架、储线器、上下牵引的控制,MCU和直流调速器间采用Modbus总线协议实现数据通讯,直流调速器依据MCU的指令实现各部分电机的控制,从而实现对生产线的速度控制;对于人机交互界面,选用TFT_LCD实现实时监测生产线数据并实时控制生产线的生产过程,并且在生产线出现异常时可以及时报警并作出预警处理。本课题设计的智能控制系统,选用32位MCU作为控制核心在一定程度上节省了主控成本;选择PID算法实现温度控制确保多路温控系统的可靠性,实现稳定控制;采用Modbus总线协议保证了速度控制的可靠性,可以实现与直流调速器超精确数据交换;最后根据生产线需求设计人机交互操作界面提升系统操作的便捷性。此设计可广泛应用于三层共挤出交联电缆生产线的智能控制。
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