绕线机控制系统改造学习指导书

项目七绕线机控制系统改造学习指导书

一、学习目标

本学习情境是一个完整的小型工程项目，通过本学习情境的学习一方面要求学生掌握绕线机控制系统改造的设计、安装、调试知识和技能；另一方面掌握绕线机改造项目实施的工作流程和要点。在该学习情境中要求每两名学生组成一个团队，通过分工协作共同完成改造任务。

1．熟悉设备改造工程的实施过程

◆正确分析改造任务

◆小型设备改造工程的实施流程及组织、协调

◆改造施工过程管理与控制

2．掌握相关国家标准与规范

◆盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171—92

◆电气设备安全设计导则GB 4064-83

◆国家电气设备安全技术规范GB 19517-2004

◆机械安全机械电气设备：通用技术条件GB 5226.1-2002

◆用电安全导则GBT 13869-92

◆电气安全管理规程JBJ6-80

◆电控设备第二部分装有电子器件的电控设备GB3797-1989

◆外壳防护等级（IP代码）GB4208-93

◆工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83

◆电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82

3．掌握触摸屏的使用方法

◆触摸屏的特点及性能指标

◆组态软件的使用

◆正确与PLC连接并实现数据交换

4．掌握变频器的使用方法

◆变频器结构、性能特点及应用

◆线路连接

◆常用运行参数设置方法

◆变频器的常规检查与维护

5．掌握旋转编码器、接近开关的使用方法

◆种类、结构特点及场合

◆接口类型及连接方法

◆使用要求及调整

◆好坏判断

6．能编写、调试较复杂的PLC控制程序

◆编写中断程序

◆编写基于触摸屏的人机界面程序

7．学会设备技术文件的编写与整理

◆编写改造方案

◆绘制控制系统原理图、布置图、连接图及走线图

◆编制施工进度表

◆编写调试方案、调试记录

二、学生需准备的资料

1．西门子、三菱、欧姆龙等主流品牌PLC的选型样本

2．西门子、三菱、欧姆龙等主流品牌PLC的系统手册

3．主流触摸屏生产厂家触摸屏产品的选型样本、使用手册、编程软件。

4．多种品牌的编码器选型样本、使用说明书。

5．相关国家标准：

◆GB/T 5226.1-1996 工业机械电气设备第一部分：通用技术条件

◆GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工验收规范

◆JBJ6-80 电气安全管理规程

◆GB3797-89 装有电子器件电控箱技术条件

6．绕线机相关资料

三、预习要求

1．收集主要PLC生产厂商的小型PLC主要参数（I/O点数、输入输出类型、供电电压、可扩展模块类型等），适用环境等。

2．阅读西门子、三菱、ABB、施奈德、安川主流品牌变频器的产品选型样本，了解其主要型号规格，以及应用场合。

3．阅读TT-CM01X绕线机说明书。

4．阅读拟选用的触摸屏使用说明书。

5．阅读与机电控制设备相关的国家标准。

6．回答以下问题：

（1）绕线机有哪些运动？分别用什么驱动装置来实现。

（2）绕线机在绕制线圈时有哪些参数需要设置？

（3）PLC与变频器之间有几种控制方式？如何实现调速。

（4）步进电机驱动器如何选择？

（5）PLC与步进电机驱动器之间如何进行连接？如何控制步进电机转速？

（6）触摸屏与PLC之间如何进行通信？

（7）绕线机中有哪些检测元件，分别检测何种参数？

四、改造工作步骤及重点、难点

1．详细分析改造要求及技术指标

在本阶段重点是要彻底理解改造要求，要知道控制难点。对改造任务书中叙述不清楚的地方可以咨询设备使用方。

绕线机控制难点在于：

◆绕线速度控制

在绕线速度很快时，保证绕线精密度的难度较大。需要系统对误差有较快的响应速度。

◆选择合理的排线控制速度

排线进给速度过快，线圈绕不紧，出现松散。

2．详细了解改造对象的情况

需了解的内容包括：

◆分析绕线机原有控制线路原理图

◆绕线机各驱动电机的型号及参数

◆检测各电机的参数，判断其状况

◆各编码器型号和参数、接口类型、安装位置等

◆绕线机的操作、动作流程

◆现有电器元件、线路的状况

◆绕线机机械传动、机构传动方式、传动比

本过程要深入了解被改造对象的状况，如电机的参数（决定控制电器的参数、规格）、控制电路有多少个控制量（决定PLC需多少个输出点）、哪些元件可以继续使用、哪些元件必须更换等；绕线机控制的特殊要求等。

可以进行现场观察、检测，并与使用人员或设备管理人员交流，或者调取设备的相关记录等。

※注：由于后续的技术工作是建立在对控制对象的了解和改造任务的基础之上的，因此要求以上两步所获得的信息必须准确，力求详实。

3．制定设备改造方案

在改造方案中要阐述清楚用何种控制设备、何种方法实现绕线机控制要求和技术指标。具体如下：

◆技术路线，用何种控制设备实现控制要求

◆具体功能实现方法，

◆确定主要控制元件、部件

◆初步预算

◆工程进度安排

这项工作建立在准确地理解改造任务书和详细了解改造对象的基础上。控制方案尽量选择简单、易行并经过工程实践证明是可靠的方案；尽量选择在工业现场广泛使用控制部件和电器元件。

4．技术交流

在控制方案制定后需与设备使用方进行交流，向对方介绍控制方案。就方案是否可行、费用、工程进度等问题与对方达成一致。

5．签订改造技术协议

技术协议一般是改造合同的附件，就改造项目中与技术相关的内容以合同条款的方式确定，用于约束双方的行为。

技术协议表述必须准确、清楚，文字叙述无异议。

6．控制系统设计

包括以下内容：

◆设计控制系统原理图、元件安装图、布线图等图纸

◆选择元器件

◆列出元件清单

◆编写控制程序