胶带生产设备自动化技术研究
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摘要
本文立足于胶带（尤其是新型传动带）生产制造技术中的生产设备的研究，
主要研究胶带生产设备的自动化技术。首先从胶带生产中的单个典型设备——成
型机入手，结合新型电子显控器件（可编程序控制器、变频调速器、触摸屏等）
的应用，对成型机的几个主要控制回路——线绳恒张力控制、主轴转速控制和排
线螺距控制回路进行自动化控制研究，分析各个控制部分的控制原理、方法及实
现。重点是通过对成型机中线绳恒张力部分数学模型的分析后，运用智能模糊控
制的方法完成恒张力闭环控制系统的设计和实现，以及高精度恒张力模糊控制方
法的深入研究；为提高主轴转速的稳定性，在主轴转速部分实现了主轴转速的闭
环控制；同时，对排线螺距控制的原理及实现也作了阐述。此外，结合计算机网
络技术的发展，本文还对胶带生产设备集中监控系统和生产线集散控制系统进行
了探讨，简要介绍了胶带生产中设备网络化控制结构的建立。本文的研究成果对
于胶带生产质量水平的提高，对于促进胶带生产设备自动化水平和我国胶带工业
的发展都具有实际的意义，对其它机电设备的研究有参考意义。
The automatization technique of manufacture equipment for rubber belts is
studied in this thesis. Based on the achievement of production machines about the
manufacture technique for the rubber belts(especially the new type transmitting-belt).
First, begin with a typical building machine for rubber belts, together with the
application of new type electric control apparatus (such as Programmable Logic
Controller, Frequency Inverter, Touching Screen Controller etc.), deep study has been
down on the invariable cord tension control, the principal axis rotate speed control
and the arranging cord screw-pitch control, discuss the control principle, method and
actualization in each control loop. After analyzing the mathematical model carefully,
mainly accomplish the closed-loop control of invariable cord tension control by using
the fuzzy control of intelligent control method, including its design and actualization,
also deeply study the high precise invariable tension fuzzy control method in this part;
The closed-loop control of principal-axis rotate speed be established for a stability of
its rotate speed; It also discuss the principle and actualization of arranging cord
screw-pitch control. Moreover, the centralized monitor control system and the product
line Total Distributed Control System have been discussed in this thesis, it introduces
simply the foundation of network control structure of rubber belts product line. The
research in this thesis will be a significance to improve the rubber belts products
quality and automatization level about its manufacture machines and the development
of Chinese rubber industry, and also a reference to the study of other mechatronics
machines.
主要研究胶带生产设备的自动化技术。首先从胶带生产中的单个典型设备——成
型机入手，结合新型电子显控器件（可编程序控制器、变频调速器、触摸屏等）
的应用，对成型机的几个主要控制回路——线绳恒张力控制、主轴转速控制和排
线螺距控制回路进行自动化控制研究，分析各个控制部分的控制原理、方法及实
现。重点是通过对成型机中线绳恒张力部分数学模型的分析后，运用智能模糊控
制的方法完成恒张力闭环控制系统的设计和实现，以及高精度恒张力模糊控制方
法的深入研究；为提高主轴转速的稳定性，在主轴转速部分实现了主轴转速的闭
环控制；同时，对排线螺距控制的原理及实现也作了阐述。此外，结合计算机网
络技术的发展，本文还对胶带生产设备集中监控系统和生产线集散控制系统进行
了探讨，简要介绍了胶带生产中设备网络化控制结构的建立。本文的研究成果对
于胶带生产质量水平的提高，对于促进胶带生产设备自动化水平和我国胶带工业
的发展都具有实际的意义，对其它机电设备的研究有参考意义。
The automatization technique of manufacture equipment for rubber belts is
studied in this thesis. Based on the achievement of production machines about the
manufacture technique for the rubber belts(especially the new type transmitting-belt).
First, begin with a typical building machine for rubber belts, together with the
application of new type electric control apparatus (such as Programmable Logic
Controller, Frequency Inverter, Touching Screen Controller etc.), deep study has been
down on the invariable cord tension control, the principal axis rotate speed control
and the arranging cord screw-pitch control, discuss the control principle, method and
actualization in each control loop. After analyzing the mathematical model carefully,
mainly accomplish the closed-loop control of invariable cord tension control by using
the fuzzy control of intelligent control method, including its design and actualization,
also deeply study the high precise invariable tension fuzzy control method in this part;
The closed-loop control of principal-axis rotate speed be established for a stability of
its rotate speed; It also discuss the principle and actualization of arranging cord
screw-pitch control. Moreover, the centralized monitor control system and the product
line Total Distributed Control System have been discussed in this thesis, it introduces
simply the foundation of network control structure of rubber belts product line. The
research in this thesis will be a significance to improve the rubber belts products
quality and automatization level about its manufacture machines and the development
of Chinese rubber industry, and also a reference to the study of other mechatronics
machines.
引文
[1] 章卫国，杨向忠．模糊控制理论与应用．西北工业大学出版社，1999
[2] 窦震中．模糊逻辑控制技术及其应用．北京航空航天大学出版社，1997
[3] 李树军，武聪．提高同步带制造精度的措施．橡胶工业，1999(4)
[4] 陈隆昌 等．控制电机．西北电讯工程学院出版社，1984
[5] 陈春雨，李景学．可编程序控制器应用软件设计方法与技巧．电子工业出版社， 1992
[6] OMRON 可编程序控制器操作手册 SYSMAC CPMlA
[7] OMRON 可编程序控制器编程手册 SYSMAC CPMlA
[8] OMRON 可编程序控制器操作手册 CPM2A
[9] 钟肇新，彭侃．可编程序控制器原理及应用．华南理工大学出版社，1992
[10] 王振永，王然冉．电机的数学模型和参数辨识．机械工业出版社，1991
[11] 陈宗海．过程系统建模与仿真．中国科技大学出版社，1997
[12] 季维发，过润秋 等．机电一体化技术．电子工业出版社，1995，10
[13] 黄莜调，赵松年．机电一体化技术基础及应用．机械工业出版社，1995
[14] 李发海，王岩．电机与拖动基础．清华大学出版社，1997
[15] 陈强，解云龙 等．机械系统的微机控制．清华大学出版社，1998
[16] 史维祥．近代机电控制工程．机械工业出版社，1998
[17] 张智星，孙春在 等．神经-模糊和软计算．西安交通大学出版社，2000，6
[18] 贺益康．交流电机的计算机仿真．科学出版社，1990
[19] 模糊控制技术资料汇编．北京航空航天大学出版．2000，(一)(二)
[20] 刘红民，刘钢．异步电动机恒功率电力拖动系统的设计．电气传动，1999(3)
[21] 肖进德，曾完奎 等．设备工艺因素对V带性能的影响．胶带工业，1999(12)
[22] 于清溪．展望新世纪的橡胶工业．橡胶技术与装备，2001(1) ：2
[23] 陶大君．我国胶带生产技术现状及市场预测．高级工程师．2000，4
[24] 李兴旺，董星涛．PLC实现变频调速器多电机控制．浙江工业大学机电学 院，1998(7)
[25] DCS控制软件的新结构．微软资料，2000
[26] witers．现代通讯技术在工业控制中的应用．1999
[27] PROFIBUS 现场总线在高速线材自动化控制系统中的应用．1998
[28] 王延慧，王海涛 等．轮胎胎面挤出联动机组切割控制系统的设计．轮胎工 业，1999
[29] 陈春雨，牛东风 等．带钢热连轧生产线自动控制系统．1999
[30] 2000 年机电产品进出口海关统计数．中国机电贸易网
[30] 朱尧明．利用RS232实现PLC与NC之间的实时数据通讯．电气传动，2000(4)
[32] 马建平，李满圈 等．PLC控制的轮胎帘子布浸胶系统．电气传动，2000(3)
[33] 张卫东，吴波 等．PLC网络及监控系统的应用．电气传动，2000(4)
[34] 崔纳新，张承慧 等．水泥熟料破碎机变频拖动PLC控制系统．电气传动， 2000(1)
[35] 李友泉，詹永麒．利用PLC和变频器进行速度同步控制．电气传动，2000(5)
[36] 赵相宾，年培新．谈我国变频调速技术的发展及应用．电气传动，2000(2)
[37] 包培友，郭宗仁．模糊PLC在变电站微机监控中的应用．电气时代，2000(2)
[38] 郁汉琪，徐德宏．PLC的计算机链接系统．电气时代，2000(2)
[39] 余松，甘川 等．用VISUAL BASIC实现上位机和PLC的通讯．电气传动， 1999(3)
[40] 刘沛．用小型低档可编程控制器实现温度的模糊控制．自动化仪表，1994(2)
[41] 韩国荣，刘尊德 等．C1000H 在铝电解槽微机控制系统中的应用． 电气传动，1999(4)
[42] 王晓初，吴乃优 等．基于网络结构的变频器控制系统．电气传动，1999(5)
[43] PROFIBUS-DP工控网的通讯原理．电气传动，1999(5)
[44] 郭宏，王光能．PLC在种子加工生产线中的应用．电气传动，1999(6)
[45] 毛俊强．触摸屏在轮胎定型硫化机上的应用．模塑技术与装备，2001(1)
[46] 邓辅仁，徐光 等．针织缠绕胶管生产线的自动控制系统．橡胶工业，2000(3)
[47] 肖进德．橡胶切割V带、同步齿型带、多楔带建厂投资指南．胶带工业， 1999(11)
[48] 张传智．浅谈切边V带、同步带和多楔带的生产工艺及设备选型．胶带工业， 1999(4)
[49] YLJ／JLJ系列力矩三相异步电动机说明书．上海电机公司五一电机厂，1996，6
[50] FRENIC5000GllS／PllS说明手册．富士电机株式会社
[2] 窦震中．模糊逻辑控制技术及其应用．北京航空航天大学出版社，1997
[3] 李树军，武聪．提高同步带制造精度的措施．橡胶工业，1999(4)
[4] 陈隆昌 等．控制电机．西北电讯工程学院出版社，1984
[5] 陈春雨，李景学．可编程序控制器应用软件设计方法与技巧．电子工业出版社， 1992
[6] OMRON 可编程序控制器操作手册 SYSMAC CPMlA
[7] OMRON 可编程序控制器编程手册 SYSMAC CPMlA
[8] OMRON 可编程序控制器操作手册 CPM2A
[9] 钟肇新，彭侃．可编程序控制器原理及应用．华南理工大学出版社，1992
[10] 王振永，王然冉．电机的数学模型和参数辨识．机械工业出版社，1991
[11] 陈宗海．过程系统建模与仿真．中国科技大学出版社，1997
[12] 季维发，过润秋 等．机电一体化技术．电子工业出版社，1995，10
[13] 黄莜调，赵松年．机电一体化技术基础及应用．机械工业出版社，1995
[14] 李发海，王岩．电机与拖动基础．清华大学出版社，1997
[15] 陈强，解云龙 等．机械系统的微机控制．清华大学出版社，1998
[16] 史维祥．近代机电控制工程．机械工业出版社，1998
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[18] 贺益康．交流电机的计算机仿真．科学出版社，1990
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[20] 刘红民，刘钢．异步电动机恒功率电力拖动系统的设计．电气传动，1999(3)
[21] 肖进德，曾完奎 等．设备工艺因素对V带性能的影响．胶带工业，1999(12)
[22] 于清溪．展望新世纪的橡胶工业．橡胶技术与装备，2001(1) ：2
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[30] 2000 年机电产品进出口海关统计数．中国机电贸易网
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[35] 李友泉，詹永麒．利用PLC和变频器进行速度同步控制．电气传动，2000(5)
[36] 赵相宾，年培新．谈我国变频调速技术的发展及应用．电气传动，2000(2)
[37] 包培友，郭宗仁．模糊PLC在变电站微机监控中的应用．电气时代，2000(2)
[38] 郁汉琪，徐德宏．PLC的计算机链接系统．电气时代，2000(2)
[39] 余松，甘川 等．用VISUAL BASIC实现上位机和PLC的通讯．电气传动， 1999(3)
[40] 刘沛．用小型低档可编程控制器实现温度的模糊控制．自动化仪表，1994(2)
[41] 韩国荣，刘尊德 等．C1000H 在铝电解槽微机控制系统中的应用． 电气传动，1999(4)
[42] 王晓初，吴乃优 等．基于网络结构的变频器控制系统．电气传动，1999(5)
[43] PROFIBUS-DP工控网的通讯原理．电气传动，1999(5)
[44] 郭宏，王光能．PLC在种子加工生产线中的应用．电气传动，1999(6)
[45] 毛俊强．触摸屏在轮胎定型硫化机上的应用．模塑技术与装备，2001(1)
[46] 邓辅仁，徐光 等．针织缠绕胶管生产线的自动控制系统．橡胶工业，2000(3)
[47] 肖进德．橡胶切割V带、同步齿型带、多楔带建厂投资指南．胶带工业， 1999(11)
[48] 张传智．浅谈切边V带、同步带和多楔带的生产工艺及设备选型．胶带工业， 1999(4)
[49] YLJ／JLJ系列力矩三相异步电动机说明书．上海电机公司五一电机厂，1996，6
[50] FRENIC5000GllS／PllS说明手册．富士电机株式会社