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125MN挤压机运垫控制系统设计研究与应用

2020-11-30阅读(807)

125MN挤压机运垫控制系统设计研究与应用

论文摘要

运挚机构是125MN挤压机的主要辅助设备之一,肩负着挤压挚片的运送任务。运挚过程主要包含挚片输送、挚片倾车、挚片提升三个主要过程,系统改造之前的垫片输送（运挚小车）控制系统主要采用继电器—接触器控制,在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速,垫片倾车和挚片提升采用简单手工控制电气开关的通断来实现。这种控制系统存在可靠性差、控制精度低、操作复杂、故障率高、效率低等缺点。因此对运挚机构控制系统进行研究具有现实意义。本文针对运挚机构控制系统中存在的上述问题,把可编程序控制器（PLC）、变频调速技术、电液比例阀控缸技术、PROFIBUS-DP应用于运垫机构控制系统上,并在可行性方面进行了较深入的研究。（1）挚片输送采取了目前先进的变频调速方案。针对提升机工作环境,采用矢量控制技术,在控制单元中对变频器只需给出控制命令正转、反转、多段速等指令,即可使提升机按照设定的速度曲线运行,满足提升阶段稳定运行的要求。为提高挚片输送速度,设计选取功率更大的传动电机和传动比更小的传动设备。（2）在挚片提升机构中,设计采用电液比例方向阀代替普通阀工作,接入位移传感器检测挚片提升高度,将检测到的位置信息反馈给控制系统,控制比例阀工作,提高垫片提升位置控制精度。（3）系统采用PLC控制、PROFIBUS-DP通信,硬件连接简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小,可靠性高。减少了传统继电器接触式控制系统的中间环节,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。同时,为系统实施集中管理和远程控制提供保障。（4）根据运垫机构的运行特点,控制系统采用工控机、触摸屏监控运挚机构变频调速运行情况和挚片提升位置高度。用户在组态环境中完成设备连接、控制流程编写、参数设置和信息报表以及结果打印等。运行表明,控制系统经改造后,使运垫机构速度加快,精度提高,工作可靠,使用方便,同时具有动态显示的功能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题来源与研究意义
  • 1.2 国内外研究状况
  • 1.3 变频技术和电液比例技术发展概述
  • 1.3.1 变频技术的发展概述
  • 1.3.2 电液比例技术的发展概述
  • 1.4 PLC与现场总线
  • 1.4.1 PLC
  • 1.4.2 现场总线
  • 1.5 本文研究内容
  • 第二章 运垫控制系统改造方案研究与确定
  • 2.1 原有控制系统分析
  • 2.1.1 电控系统分析
  • 2.1.2 垫片输送调速控制分析
  • 2.1.3 垫片提升位置控制分析
  • 2.2 运垫控制系统特点及要求
  • 2.2.1 运垫控制系统特点
  • 2.2.2 运垫控制系统的要求
  • 2.3 改造原则与总体方案
  • 2.3.1 改造思路、原则
  • 2.3.2 系统改造方案概述
  • 2.4 运垫控制系统改造方案总体结构设计
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 运垫小车变频调速控制系统的设计与应用
  • 3.1 异步电机变频调速原理
  • 3.1.1 变频调速的基本控制方式
  • 3.1.2 变频器的组成
  • 3.1.3 异步电机矢量控制变频调速原理
  • 3.2 变频调速垫片输送系统设计
  • 3.2.1 运垫小车垫片输送控制功能要求
  • 3.2.2 变频调速控制系统构成
  • 3.2.3 电机和变频器选型
  • 3.2.4 变频调速工作原理
  • 3.3 矢量变频调速控制系统的建模与仿真
  • 3.3.1 异步电机矢量控制变频调速系统的Simulink/PSB仿真模型
  • 3.3.2 仿真结果及分析
  • 3.4 调试结果
  • 3.4.1 工业性调试结果
  • 3.4.2 技术特点
  • 3.5 小结
  • 第四章 垫片提升电液比例阀控缸位置控制系统设计及应用
  • 4.1 垫片提升液压控制方案设计
  • 4.2 电液比例阀控缸位置控制系统的硬件构成
  • 4.2.1 电液比例换向阀
  • 4.2.2 放大器
  • 4.2.3 传感器
  • 4.3 电液比例阀控缸位置控制系统数学建模的研究
  • 4.3.1 比例放大器环节
  • 4.3.2 电液比例流量阀的建模
  • 4.3.3 电液比例流量阀的仿真
  • 4.3.4 电液比例位置控制系统传递函数
  • 4.4 PID控制在电液比例位置控制系统中的实验研究
  • 4.4.1 PID控制器原理
  • 4.4.2 数字PID控制算法
  • 4.4.3 数字PID控制实验研究
  • 4.4.4 工业性试验结果
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 运垫控制系统PLC程序开发与数据通讯的研究
  • 5.1 STEP7与硬件组态
  • 5.1.1 STEP7
  • 5.1.2 硬件组态
  • 5.2 网络通讯的研究与实现
  • 5.2.1 PLC主站与S7-200从站之间的通讯
  • 5.2.3 PLC主站与位移传感器之间的通讯
  • 5.3 网络通信诊断
  • 5.4 典型程序开发介绍
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间的主要研究成果

    • 相关论文文献

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