【文章內(nèi)容簡介】 ............................................................................26 RS422/485總線..................................................................................27 MOXA多串口卡.................................................................................28 .............................................................................28.......................................................28 ...............................................................30 .......................................................................................30第六章熱定型機監(jiān)控系統(tǒng)..................................................................32 SCADA系統(tǒng)..................................................................................................32.................................................................................................35第七章拉伸同步控制系統(tǒng)..................................................................38.................................................................................................38.........................................................................................39.......................................................................39 ...........................................................40第八章實驗及結果分析......................................................................42言.............................................................................................................42...............................................................................42 ...........................................................................................42 ...........................................42 .......................................................................................42 .........................................................................................45...............................................................................................45 ...............................................................................................46 ...........................................................48 ...................................................................49 .........................................................................................................49...................................................................49 ...............................................................52 DM區(qū)和IR區(qū).....................................................................................52 .......................................................................................54 .........................................................................................................54 .................................................................................................55參考文獻...................................................................................................56 附錄..................................................................錯誤！未定義書簽。致謝..................................................................錯誤！未定義書簽。第一章緒論造紙網(wǎng)是造紙行業(yè)的一種重要的消耗材料，是用于紙或紙板成形和脫水的織物。隨著造紙行業(yè)的不斷發(fā)展，對造紙網(wǎng)的質(zhì)量和成本提出了越來越高的要求。原有的磷青銅絲造紙網(wǎng)(簡稱銅網(wǎng))，由于其成本高，耐磨強度低，漸漸的淡出了造紙行業(yè)，取而代之的是合成纖維織成的插接網(wǎng)，現(xiàn)在國內(nèi)造紙行業(yè)使用的造紙網(wǎng)主要是聚酯網(wǎng)。由于合成纖維耐磨強度高，用于代替金屬網(wǎng)，不但壽命可以延長2—5倍，經(jīng)濟效益增長，而且還可以織出多層和更多花紋。所以聚酯網(wǎng)和聚酯干網(wǎng)已成為當前造紙行業(yè)首選的脫水成型材料，并且以其較低成本和優(yōu)良的性能已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)的占據(jù)了市場。此外，聚酯纖維也可以織造產(chǎn)業(yè)用布，如造紙毛毯，制作復合材料等。在聚酯纖維加工時，已先經(jīng)過一個牽伸熱定型處理。在織造成織物后，由于織物本身的物理特性(易變形，對溫度敏感)，在使用前還需要有一個熱定型的過程。此外，在紡織和織造以及練漂、染色、印花等加工過程中，纖維和織物經(jīng)常要受到各種外力的作用，特別是織物的經(jīng)向在濕熱狀態(tài)下受到反復的拉伸和經(jīng)過多次中間干燥的環(huán)節(jié)，迫使織物經(jīng)向伸長而緯向收縮，尺寸形態(tài)不夠穩(wěn)定，并呈現(xiàn)出幅寬不均、布邊不齊、緯斜以及烘筒烘干后產(chǎn)生的“極光”和手感粗糙等缺點。為了盡可能地糾正上述缺點，織物在完成練漂、染色、印花的基本加工工序后，所以一般都要進行熱定型處理。熱定型機用于對寬幅產(chǎn)業(yè)用布和產(chǎn)業(yè)用網(wǎng)(以下簡稱織物)進行定型加工，在適宜的溫度、張力下對織物進行定型工藝處理，使之達到穩(wěn)定狀態(tài)。目前，我國的造紙網(wǎng)企業(yè)中使用的造紙網(wǎng)熱定型機大多是由國外(主要是挪威和瑞典)引進或和國外的企業(yè)合作生產(chǎn)的，例如，1993年挪威的PRO公司與國內(nèi)的廠家合作生產(chǎn)了熱空氣對流式熱定型機。但是，這些造紙網(wǎng)熱定型機的造價十分昂貴，只為國內(nèi)的少部分企業(yè)擁有。近年來，國內(nèi)造紙行業(yè)對于聚酯網(wǎng)需求的急劇增加，隨著造紙網(wǎng)行業(yè)對于熱定型技術認識的逐步成熟，一些有實力的造紙網(wǎng)企業(yè)聯(lián)合國內(nèi)的科研院所，研制出具有自主知識產(chǎn)權的造紙網(wǎng)熱定型機。其中，西安航空發(fā)動機公司冶金處研制的造紙網(wǎng)熱定型機，已經(jīng)在國內(nèi)的很多企業(yè)成功應用。但是隨著國內(nèi)造紙行業(yè)的發(fā)展，對于造紙網(wǎng)的生產(chǎn)提出了更高的要求，國內(nèi)研制的第一批熱定型設備已經(jīng)不能滿足日益變化的市場需求，在技術上也已經(jīng)遠遠落后于國外的熱定型設備。主要原因是：在研制的初期，國內(nèi)對于造紙網(wǎng)的使用還處于初級階段，對于熱定型機的工藝原理和控制技術認識不太深刻，研制出的熱定型機總體技術水平不高，而且應用的自動控制系統(tǒng)難于擴展，不能很好的適應新的生產(chǎn)工藝的要求。維護費用高，維修工期長?，F(xiàn)在從國外進口一臺熱定型設備價格在600萬左右，價格十分昂貴。國內(nèi)使用熱定型設備的很多企業(yè)都在探討如何節(jié)約成本，提高質(zhì)量，研制可靠實用的熱定型機。所以，鑒于該項目具有廣泛的通用性，可以較為迅速的推廣到各個造紙網(wǎng)生產(chǎn)企業(yè)，因而具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。而且，由于該課題參考了國外先進的熱定型機生產(chǎn)技術，應用了較為先進的計算機控制技術，因此，在國內(nèi)的造紙網(wǎng)行業(yè)具有一定的領先性。同時伴隨著計算機技術的不斷發(fā)展，自動化程度的不斷提高，可編程控制器（PLC）在過程控制中的應用也越來越廣泛。PLC具有以下特點：第一，可靠性高、抗干擾能力強、平均故障時間為幾十萬小時。而且PLC采用了許多硬件和軟件抗干擾措施。第二，編程簡單、使用方便目前大多數(shù)PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式，很容易被操作人員接受。一些PLC還根據(jù)具體問題設計了如步進梯形指令等，進一步簡化了編程。第三，設計安裝容易，維護工作量少。第四，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，采用封裝的方式，適合于各種震動、腐蝕、有毒氣體等的應用場合。第五，與外部設備連接方便，采用統(tǒng)一接線方式的可拆裝的活動端子排，提供不同的端子性能適合于多種電氣規(guī)格。第六，功能完善、通用性強、體積小、能耗低、性能價格比高。因此PLC以其可靠性高、編程簡單、在線編程、易于修改、性價比高等顯著特點廣泛應用于現(xiàn)代控制中，成為控制器的理想選擇之一，而以PLC與通信網(wǎng)絡相結合所構成的分布式控制系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)過程控制的有效解決方案之一。因此本課題采用日本ORMON公司的C200HG PLC作為控制器對熱定型機進行控制。第二章熱定型原理及總體設計 為了深入的研究造紙網(wǎng)熱定型的機理，有必要先認識所使用的纖維的結構和性能，在此基礎上才能認識到織物定型后結構的變化。當前我國的造紙網(wǎng)一般都以聚酯纖維作為原料，為使其形態(tài)得以固定，只能利用其熱塑性能，把由它們織成的織物在一定的張力作用下進行熱處理，使其尺寸和形態(tài)得以穩(wěn)定。這種加工工藝稱作熱定型。用于制作造紙網(wǎng)的聚酯纖維雖然在化纖廠已進行過纖維的延伸熱定型加工，但分子鏈的取向還不是很穩(wěn)定，只要預熱或受到外力的作用，纖維內(nèi)分子振動便加劇，外界作用力的能量大于它的初始狀態(tài)時，分子便會活化彎曲，使纖維回縮引起織物外形和尺寸的變化。尤其在造紙網(wǎng)的制造過程中，纖維要經(jīng)過梳理、紡線、織造等多道工序加工，纖維在受到各種外力作用時不斷地被拉伸、扭轉、彎曲、壓縮等。它們所受到的外力大小不勻，引起纖維內(nèi)部各個結構單元的位移。位移的大小受到分子間作用力的制約，當大分子的剛性越強或分子間作用力越大時，由原始狀態(tài)進入新的狀態(tài)所需跨越的能峰越高；而在新狀態(tài)下建立新的分子間的結合，則又會降低新的位谷高峰，使體系難于逆轉而穩(wěn)定在新的狀態(tài)。這就更加劇了纖維內(nèi)部應力變化不勻的傾向。為了避免因應力不勻而造成織物的變形，造紙網(wǎng)都要在前部工序加工結束后，進行熱定型處理，目的是使其內(nèi)部應力調(diào)整到平衡狀態(tài)，織物所處的新能級低于原來的能級，則織物在新的狀態(tài)下更為穩(wěn)定。只有織物具有了足夠的穩(wěn)定程度才能送交用戶使用?？椢锓€(wěn)定態(tài)曲線見圖21。圖21 織物穩(wěn)定態(tài)曲線各種熱塑性纖維都有各自不同的最高熨燙溫度、可塑性開始溫度、軟化點溫度、熱定型最適溫度、熱強度等于零的溫度和熔融溫度。對其制品作熱定型處理，只能在可塑性開始溫度到熱定型最適溫度區(qū)間進行。如果溫度低于可塑性開始溫度則達不到定型的目的；若溫度超過熱強度等于零時的溫度，則該織物的強度反而會降低，亦達不到熱定形的效果。具體溫度值見圖22。因此熱定形的溫度必須嚴格掌握在規(guī)定的范圍內(nèi)，越接近熱定型最適溫度，其定型效果越佳。在熱定型的過程中還必須保證溫度的持續(xù)穩(wěn)定，不能出現(xiàn)較大的波動，不然就會造成成品定型效果上的差異。圖22 熱定型溫度示意圖從分子的晶體理論角度看，纖維在受熱過程中，纖維分子的熱振動加劇，鏈段活化。開始時有些小的晶體會出現(xiàn)熔融，隨著溫度的提高，則互相連接形成較大的結晶，隨著溫度繼續(xù)升高，完整性差的結晶繼續(xù)熔融再結晶，使結晶更大。在此過程中，晶體完整地向較大的方向集中，同時隨著張力的提高，分子鏈的取向度增加。離開受熱區(qū)域后溫度迅速下降，使分子鏈得以穩(wěn)固，即受熱的織物在熱區(qū)形成的尺寸得以穩(wěn)定，完整性得到提高。在變化過程中，織物的密度也會發(fā)生變化，溫度越高結構越緊密，織物的密度