电缆行业悬垂控制器的设计

LANZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY毕业设计题目电缆行业悬垂控制器的设计学生姓名邓钰学号11250108专业班级通信工程1班指导教师陈友苏陈昊学院计算机与通信学院答辩日期2014年6月17日兰州理工大学毕业设计电缆行业悬垂控制器的设计TheDesignofPendencyControllerinCableIndustry邓钰DengYu11250108兰州理工大学毕业设计摘要本文为了在电缆生产中提高生产效率，保持系统稳定可靠运行，提供可靠便利的控制手段。在工程中，对原系统中关键部分进行国产化设计，牵引张力控制将原直流传动系统改进为主从式变频交流调速牵引张力控制系统;讨论了电缆悬垂度的在线测控技术，适用于现场分布参数变化较大的场合，方法新颖，具有实用性和普适性;采用PLC和DCS混合控制系统作为主控制策略，具有配置灵活、测量准确、控制协调、性能可靠和维护方便等优势，使悬链式交联电缆生产自动控制达到很高的自动化水平。设计内容包括交联电缆生产技术现状综述;对交联电缆生产牵引张力控制系统的研究，重点分析了张力控制系统的方案;在线测控的悬垂控制器设计，确定接收和发射装置的线路设计。关键词:悬链式交联电缆；牵引张力；电缆悬垂度兰州理工大学毕业设计ABSTRACTThisthesisaimedathigherefficiency,stableandreliableoperationandconvenientcontrolincableproduction.Thekeyoftheformersystemwasdesignedaccordingtothefactofchinaintheproject.Thedraught-tensioncontrolsystemadoptedaprimary-secondaryVariableVoltageandVariableFrequencycontrolsysteminsteadofspeedgoverningsystemofdirectcurrent;Theon-linemeasurementcontroltechniqueofpendencyofcablewasdiscussed,andtheequipmentforthistechniquewasdeveloped;theequipmentalsocanadjustitselftokindsofcablesandthesituationwhereparameterofcapacitancechange;themethodisnew,anditcanbeappliedseveralotherfacets.IntheprojectweadoptedaPLC-DCScombinedhybridcontrolmethodwiththemeritsofflexibleconfiguration.Accuratemeasurement,coordinatedcontrol,reliableperformanceandconvenientmaintenance,achievingahigherautomationlevelofXLpecableManufacture.ThecontentofthepaperincludesthepresentstateoftechniqueofXIpecableManufacture,includestheresearchonthedraught-tensioncontrolsystem,focusingonscheme;includesthedesignoftheon-linemeasurementcontroltechniqueofpendencyofcable.Keywords:XLpe;TheDraught-Tension;PendencyofCable兰州理工大学毕业设计目录第1章绪论....................................................................11.1选题背景和技术说明.....................................................11.2现代电缆行业的介绍.....................................................31.3交联电缆生产技术现状综述...............................................41.4本设计的主要工作意义...................................................5第2章交联电缆生产牵引张力控制系统............................................72.1张力控制系统概述.......................................................72.2三种张力控制方案.......................................................72.3张力控制系统的方案确定.................................................9第3章在线测控的悬垂控制器设计...............................................113.1悬垂度测量的概述......................................................113.2系统组成及测控原理....................................................113.3系统硬件设计..........................................................11第4章电路设计...............................................................144.1中心控制电路..........................................................144.2发射信号输出电路......................................................16第5章悬垂控制器参数说明.....................................................175.1基本参数说明..........................................................175.2模式选择..............................................................19总结........................................................................22参考文献......................................................................23附录：外文翻译................................................................24致谢........................................................................45兰州理工大学毕业设计1第1章绪论1.1选题背景和技术说明1.1.1选题背景交联(XLPE-Cross-LinkedPolyethylene)电缆是固态绝缘的代表产品。聚乙烯树脂本身是一种常温下电性能极优的绝缘材料。用辐照或化学方法对它进行交联处理，使其分子由原来的线型结构变成网状立体结构，从而改善材料在高温下的电性能和机械性能。用这种材料作高压电缆的绝缘可以不用绝缘油之类的液体，是一种干式绝缘结构。它适用于10Vk及以上电压等级的输配电线路，使用场合十分广泛。交联电缆的使用历史不长，只有30年左右，但发展很快。自60年代初世界上第一条66kv交联电缆投入使用以来，大约每5年便提高一个电压等级。目前.全世界66kV电压等级以下交联电缆的销售量已占电力电缆总量的90%以上。交联电缆一般在悬链式交联电缆生产线(CVC-CatenaryCV-line)和垂直式或塔式交联电缆生产线(VCV-verticalCV-line)上生产。交联电缆的绝缘强度取决于绝缘体一半导体过渡区的均匀度和绝缘材料的纯度和完整性，而这些都必须在生产过程中受到严密的控制，因此交联电缆生产过程的自动化手段是不可缺少的。90年代初安徽某电缆有限公司从芬兰诺基亚(NOKIA)公司引进了一套悬链式交联电缆生产线，采用干式硫化三层共挤生产工艺，采用西门子S5系列可编程控制器(PLC)作为控制核心，是当时国内外先进的交联生产线;经过多年运行，系统开始老化，进入故障高峰阶段，该生产线是该电缆有限公司的产品主导生产线，为了适应市场和企业自身发展的需要，为了不影响生产和产品质量，该电缆有限公司提出对生产线中故障率高的技术核心部分进行国产化改造，并且对生产全过程实现计算机监控，达到世界上先进的生产线水平[1]。1.1.2技术说明在工业生产中，过程控制系统完成生成工艺参数的检测、显示、记录、调节、控制、报警等功能，它对提高生产线的作业率，改善产品质量及缩短新产品、新工艺的开发周期起着极其重要的作用。其特点是对生产实时过程进行控制，控制过程复杂，监控参数多且数据变化快，数据处理及贮存量大。根据过程控制系统的特点及不同生产工艺过程控制要求，应用不同的控制系统才可以既安全可靠又经济高效地完成生产任务[4]。目前，国内先进的大、中型过程控制系统基本上以采用PLC和DCS为主，下面简要分析了一下.PLC、DCS及FCS在生产过程控制中的不同应用特点及选择原则。兰州理工大学毕业设计2一、各种控制系统的特点1.PLC系统能很好地完成工业实时顺序控制、条件控制、计数控制、步进控制等功能;能够完成模/数A(/D)、数/模(D/A)转换、数据处理、通讯联网、实时监控等功能。2.DCS具有以下主要特点:功能全;采用网络通信技术;完备的开放系统;可靠性高;具有综合性和专业性:实现了人一机对话技术;系统扩展灵活;管理能力强。3.FCS主要有以下特点:系统结构的高度分散性;可互操作性强;数据的有效性和完整性;可控制性强;安全性高;扩展灵活。二、控制系统的选择由于现场总线控制系统FCS系统仍处于发展阶段，标准未统一，各设备生产厂家处于观望状态，现有总线标准的智能设备价格明显偏高。电缆行业具有调节回路较少、监视参数多的特点，现场总线FCS控制系统应用较少，部分应用也是作为PLC系统的远程终端，一般采用Profibus总线。随着微电子技术尤其是个人计算机技术的飞速发展，PLC和DCS的性能都有了极大的改进。PLC大大提高了数据处理功能和通讯与监控功能，DCS系统向开放性发展，操作站采用工控机，操作系统采用通用Windwos操作平台，CP机丰富的软件资源得以利用，因而大大降低了系统复杂程度和价格，提高了系统的性价比。PLC和DCS在抢占市场的过程中，两者相互借鉴、渗透、融合，极大地增加了用户在设计和使用中的选择性。同时，由于各种控制系统生产制造厂家较多，产品更新换代快，也给系统选择带来一定困难。现依据PLC系统和DCS的不同特点，对过程控制系统的设计选型和应用归纳总结以下原则进行选择。同时，由于各种控制系统生产制造厂家较多，产品更新换代快，也给系统选择带来一定困难。现依据PLC系统和DCS的不同特点，对过程控制系统的设计选型和应用归纳总结以下原则进行选择。1、按过程控制系统的控制规模及复杂程度不同的生产过程，过程