液压机控制系统研究与开发

发布时间：2020-11-09 08:07

　　 液压机是制品成形生产中应用最广泛的装备之一,根据市场的需求,液压机逐步向智能化、网络化方向发展。目前关于液压机智能化、网络化控制系统的研究都在积极的展开,并获得了成功的应用,同时也暴露出一些问题:一是系统的智能化程度较低,不具备故障诊断、维护功能;二是系统不具备网络联机功能,大部分仍属于单机控制系统。本文以16000KN拉伸液压机为研究对象,设计并开发了集智能化和网络化为一体的液压机控制系统。主要的研究内容如下: (1)根据液压机控制系统的需求,提出液压机控制系统总体设计方案,探讨控制系统的结构组成、网络体系,分析了智能控制系统与远程网络化控制系统两个子系统的工作原理及功能。 (2)通过对液压机控制系统关键技术研究,结合液压机智能控制系统的功能需求,选择欧姆龙CJ1H系列可编程控制器(PLC)作为底层控制单元,选择研华公司TPC-1260T型工控机作为上位机单元,构建基于PLC和上位机两级控制的总体结构,完成控制系统的硬件结构设计。结合液压机智能化监控系统需求,从压边力、冲制速度、滑块位置等工艺参数的数字化控制以及液压机状态监控、故障诊断、系统维护方面进行研究,完成液压机控制系统的软件开发。 (3)通过对液压机的运行中可能出现的各种故障进行分析,利用故障树模型(FTA)的知识组织方法存储知识,采用基于规则的诊断推理实现故障诊断推理,完成了液压机智能故障诊断专家系统的开发。 (4)通过对液压机网络化控制系统研究,结合Internet/Intranet技术、信息技术、人工智能技术、自动化技术,开发了一套具有远程监测、智能故障诊断、在线交互式诊断、设备维护与管理等功能的远程服务系统,实现了液压机的网络化控制。经过多次测试,测试结果达到了预期设计目标。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH137
【部分图文】：

动化程度提出了更高的要求。在压力成形加工中，控制系统的性能至关重要度上决定了液压机的生产性能。国内外的企业和研究机构都在积极开展液压、智能化、网络化的研究，世界知名的控制系统研发机构己有成熟的产品推理工大学以锻压机床为对象，提出了以IsA总线工控机为平台的分布式三级个人计算机的虚拟分布式控制两种模式控制系统【’81。前者的控制方式如图1C和由智能控制模板组成的闭环控制系统为第一级控制系统，完成开关信号制;ISA总线工控机、基本系统及功能接口模板和交流伺服单元(或比例阀元)组成第二级控制系统，主要任务是通过人机对话获取用户的操作命令和相应的工艺分析，完成与PLC和各智能板的通讯协调各执行元件的动作，全检查，若出现错误将自动报警;第三级微型计算机将机床接入工厂级管理行在线监测、离线编程和工艺模拟。基于个人计算机的虚拟分布式控制模式是:使用一台通用个人计算机(PC)作为控制计算机，采用虚拟化设计，用实现分布式数控系统的PLC控制、模拟量FO、人机交互等功能。

华中科技大学熊小红【‘9][201等在SMN快锻液压机组控制系统多年研究的基础上，近年来，提出了基于 ModbusPins现场总线的快锻液压机组控制系统体系结构，整个控制网络结构如图1.3.2所示。Medbus控制总线是一种工业通信和分布式控制系统协议，由美国可编程控制器制造商莫迪康生产， MedbuSPlus(MB+)现场总线可以实现PC机与PLC及其现场设备的互连[2l]。将控制系统按功能分散，由PLc系统、控制计算机和监控计算机联网组成现场控制网络，实现集中监控、分散管理、分散控制[2l】。控制计算机通过通信口与PLC系统交换信息;监测计算机通过RS232与控制计算机通信;网络湘口通过 ModbusPlus(MB+)控制总线与PLC主机联网122]。工业控制计算机图1.3.2现场总线控制系统网络结构示意图针对国内液压机数控化、智能化程度低的现状以及对具有人机交互、可调整性、控制精度高的液压设备的迫切需求，华南理工大学研制了基于V入ndowsCE.NET的嵌入式液压机控制系统[23]，采用PC/104嵌入式主板的液压机控制系统硬件结构如图1.3.3所示。 PC/l04总线与户以D转换器、D/A转换器、UO接口、CF卡和计数器进行通信。刀D转换器实时采集液压机压边缸和主缸的压力，同时通过D/A转换器对压边缸和主缸的压力进行闭环控制;计数器对光栅尺输出脉冲进行计数以实现对主缸位移的监测

针对国内液压机数控化、智能化程度低的现状以及对具有人机交互、可调整性、控制精度高的液压设备的迫切需求，华南理工大学研制了基于V入ndowsCE.NET的嵌入式液压机控制系统[23]，采用PC/104嵌入式主板的液压机控制系统硬件结构如图1.3.3所示。 PC/l04总线与户以D转换器、D/A转换器、UO接口、CF卡和计数器进行通信。刀D转换器实时采集液压机压边缸和主缸的压力，同时通过D/A转换器对压边缸和主缸的压力进行闭环控制;计数器对光栅尺输出脉冲进行计数以实现对主缸位移的监测，通过FO接口对电磁阀的状态进行监测和控制。该液压机具有任务调度以及拉伸过程多模态控制、拉伸工艺数据管理、故障报警以及安全管理等功能。
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本文编号：2876136