论文摘要
焊接变位器是许多工厂企业在进行复杂工件焊接作业中所必须的设备,为此开发高效、可靠、方便操作的焊接变位器具有实际应用意义。本论文针对铁路工厂20吨转向架焊接变位器由于其转向架质量不对称,造成两台升降电机负载严重失衡所产生的升降速度不同步问题展开讨论。论文通过对前期开发的转向架焊接变位器在现场应用中遇到的问题进行了分析,对多种改进方案进行了分析对比,提出了采用变频器、可编程控制器和位移传感器构成速度闭环控制方案,并对电控系统的硬件设计、实现及部分监控软件进行了详细设计与实现。为满足转向架焊接变位机完全由人通过操作台实现控制、通过现场运行与调试两种工作状态完成变位器的安装调试与工作运行任务,所设计转向架焊接变位器电控系统的硬件电路主要包括:1.急停与指示电路。实现变位器的故障急停、报警和运行状态指示;2.运行控制电路。用来实现变位器运行状态时的工件同步提升与垂向旋转功能;3.调整控制电路。用于变位器的调试阶段,可以完成单个电机的点动操作;4.变频器外部控制电路与电机主电路。实现电机驱动;5.可编程序控制器单元外部电路。实现系统所需的继电控制、速度反馈于调速。软件部分主要由控制程序和上位机组态程序构成。完成转向架的闭环PID控制及状态显示。经实验室功能测试表明:本设计能够满足现场提出的各种功能要求。本课题完全来自于生产实际,其设计本着满足现场需求、操作简便、运行可靠和成本低的原则进行,这也是本论文的一个特点。该电控系统设计已通过企业审核,目前正在安装调试过程中。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 课题研究的背景及意义1.2 本课题主要研究内容第二章 焊接变位器控制系统方案选择2.1 焊接变位器的开环控制2.2 焊接变位器的闭环控制2.3 硬件结构组成方案选择2.4 焊接变位器硬件选型2.4.1 电机选型2.4.2 变频器选型2.4.3 西门子PLC S7-2002.4.4 位移传感器本章小结第三章 焊接变位器系统硬件设计3.1 焊接变位器速度闭环结构3.2 急停与指示电路3.3 继电器控制-运行控制电路3.4 左、右旋运行控制电路3.5 焊接变位器主电路3.6 变频器1 外部接线3.6.1 变频器输入端口3.6.2 变频器输出端口3.7 变频器2 外部接线3.8 焊接变位器面板布局设计本章小结第四章 变频器同步控制实现4.1 电机升降同步控制结构4.2 PLC 外部接线电路4.2.1 PLC 外部接线电路4.2.2 PLC 输入端4.2.3 PLC 输出端4.3 系统软件设计4.3.1 PID 原理4.3.2 PID 控制器设计4.4 PID 控制器在焊接变位器控制系统中的应用4.5 EM235 工作原理4.5.1 EM235 外部接线设计4.5.2 EM235 特性4.5.3 EM235DIP 开关配置4.5.4 模拟量扩展模块的寻址4.6 系统程序设计4.7 闭环系统组态4.7.1 组态软件分类4.7.2 焊接变位器组态4.7.3 建立焊接变位器项目及建立变量4.7.4 建立WinCC 通信4.7.5 建立焊接变位器控制系统主画面4.7.6 系统安全设置4.7.7 焊接变位器组态图4.7.8 系统安全设置4.7.9 电机参数微调及系统组态4.8 焊接变位器变频器参数设定4.9 系统运行实验本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
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