新型全自动钢带机控制系统的研究与开发

发布时间：2017-08-22 16:48

  本文关键词：新型全自动钢带机控制系统的研究与开发

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【摘要】：随着控制技术、计算机技术和通信技术的发展,包装箱钢带加工领域的自动化、智能化程度提高已成为装备加工领域的重要发展趋势。本课题基于对包装箱钢带加工设备技术要求和工艺流程充分了解、分析的基础上,提出了全自动钢带主/从结构加工控制系统的控制方案,研制了系统样机。该控制系统采用主/从结构,包括控制计算机系统和驱动控制系统。驱动控制系统采用可编程控制器(PLC)为控制核心,研究钢带机对设备控制的性能指标要求,设计了基于指数曲线的步进电机驱动控制系统。系统采用的旋转编码器既作为回馈控制系统的反馈输入,同时,通过PLC内置累加器,记录钢带的运行轨迹,将测得的钢带轨迹信号输入PLC,PLC分析钢带的轨迹信息,通过控制电磁阀实现钢带的打孔、剪角、扩边、冲齿、切断等一系列加工工序。采用接近开关作为各刀具的加工位置回馈,实现刀具加工的进给与停止及阻塞报警等。监控计算机软件采用Visual Basic进行设计编程,实现系统人机交互、配方生产和加密保护。研究了包装箱钢带优化条件,提出了基于迭代算法的配方自动生成技术。根据钢带机的通信数据特点,制定了系统通信协议,通过PLC的自由口实现现场控制、工作参数的输入及操作人员对钢带机的维护,实现了包装箱钢带机加工的自动化。本控制系统实现了钢带加工的自动化、故障诊断的智能化、交互界面的人性化和产品加工的高精度化,具有很高的实用价值和较好的稳定性。本课题所涉及到的以及外延性的应用系统均采用模块化设计思想,使得系统的可移植性、兼容性大大提高。
【关键词】：钢带加工 自动控制 PLC 模块化
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH164
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 包装箱钢带加工11-12
• 1.1.1 包装箱钢带加工基本概述11
• 1.1.2 包装箱钢带加工优势11-12
• 1.2 包装箱钢带加工控制系统的国内外概况12-14
• 1.3 课题的研究内容14-17
• 1.4 论文的结构安排17-18
• 第2章 钢边箱钢带加工设备18-23
• 2.1 钢边箱钢带加工控制系统组成及基本要求18-19
• 2.1.1 钢边箱钢带加工设备的组成18
• 2.1.2 钢边箱钢带加工设备的基本要求18-19
• 2.2 钢边箱钢带加工控制系统19-20
• 2.2.1 钢边箱钢带加工控制系统的组成、功能19
• 2.2.2 钢边箱钢带加工控制系统的分类及特点19-20
• 2.3 加工钢边箱钢带机床PLC控制系统20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 包装箱钢带加工控制系统总体设计23-32
• 3.1 包装箱钢带加工控制系统设计思想和原则23
• 3.2 包装箱钢带加工控制系统设计方法和步骤23-24
• 3.2.1 控制回路设计23-24
• 3.2.2 监控系统设计24
• 3.2.3 通讯设计24
• 3.3 系统硬件整体结构设计24-29
• 3.3.1 系统一次电路接线图26-28
• 3.3.2 系统电气接线图28-29
• 3.4 系统软件整体结构设计29-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 钢边箱钢带加工控制系统控制回路设计32-47
• 4.1 控制回路硬件选型32-40
• 4.1.1 主控制器（PLC)的选型32-34
• 4.1.2 编码器的选型34-36
• 4.1.3 步进电机及驱动器的选型36-38
• 4.1.4 电磁阀的选型38-39
• 4.1.5 接近开关39-40
• 4.2 控制回路接线设计40-43
• 4.2.1 步进电机接线设计40-41
• 4.2.2 电磁阀接线设计41
• 4.2.3 接近开关接线设计41-42
• 4.2.4 编码器接线42-43
• 4.3 步进电机驱动控制设计43-46
• 4.3.1 步进电机建模43-45
• 4.3.2 步进电机运行曲线设计45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 钢边箱钢带加工控制系统监控系统设计47-61
• 5.1 监控系统硬件选型47
• 5.2 监控系统软件设计47-60
• 5.2.1 概述47-49
• 5.2.2 生成配方模块49-51
• 5.2.3 系统调试模块51-53
• 5.2.4 系统设置模块53-54
• 5.2.5 齿参数设置模块54-55
• 5.2.6 配方配置信息模块55-56
• 5.2.7 其他信息模块56-57
• 5.2.8 冲齿和插齿的自动排列57
• 5.2.9 AES系统加密模块57-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第6章 系统的通讯设计及调试61-66
• 6.1 系统通信方式61
• 6.1.1 PPI方式61
• 6.1.2 MPI方式61
• 6.1.3 自由口通信方式61
• 6.2 通讯协议帧定义61-63
• 6.3 通讯协议交互机制63
• 6.4 系统的串口通信调试63-64
• 6.5 系统人机界面64-65
• 6.6 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果71-72
• 致谢72-73
• 作者简介73

【参考文献】

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本文编号：720275