基于PLC的锻造操作机控制系统研究与设计
发布时间：2020-10-26 21:47
锻造操作机是实现与锻造压机联动作业的重要辅助设备,对提高锻件的质量和实现锻造自动化起到关键作用。锻造操作机的性能应满足整个锻造机组的快速性、高精度和高自动化的要求。本文首先介绍了锻造操作机的国内外研究现状及其发展趋势,并以5T锻造操作机作为研究对象,详细介绍了锻造操作机的工艺流程以及所要求的技术性能指标。设计了一套以PLC控制为基础的电液比例控制系统,把先进的控制技术引入到锻造操作机控制系统中。并分别对锻造操作机的夹钳旋转机构和大车行走机构进行了分析,建立了其数学模型。针对锻造操作机控制系统存在非线性的特点,以及在工作中会引起大滞后的现象,本文将单神经元自适应PID控制算法运用到锻造操作机控制系统中。利用MATLAB/Simulink建立锻造操作机控制系统在单神经元自适应PID算法和传统PID算法的仿真模型,仿真结果表明,传统PID控制产生了很大的超调量,振荡幅度较大。而采用单神经元自适应PID控制避免了传统PID控制所产生的较大的超调量,并且提高了系统的响应速度。
【学位单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TG315
【部分图文】：
２．４．１系统单元??Ｓ圧ＭＥＮＳ公司生产的Ｓ７－３００系列ＰＬＣ是模块化组成结构，主要包括Ｗ下模块：央处理单元模块（ＣＰＵ）、导轨（ＲＡＣＩＣ）、电源模块（ＰＳ）、接口模块（ＩＭ）、功能模块（ＦＭ）［２８］〇??电源模块（ＰＳ）；将Ｓ７－３００化Ｃ与１２０／２３０Ｖ交流电源或者２４／４８／６０／１１０Ｖ直流电源连给系统供电。??接口模块（ＩＭ）：在多机架配置情况下连接主机架（ＣＲ）和扩展机架（ＥＲ）。??功能模块（ＦＭ）：主要包含高速计数，定位操作和闭环控制。??中央处理单元（ＣＰＵ）：不同ＣＰＵ有不同的应用性能，其中包括是否支ＰＲＯＦ旧ＵＳ－ＤＰ，或集成输入／输出点等。??２．４．２?Ｓ７－３００提供功能??高速指令处理：指令处理时间为０．１－０．６／ｉ＾ｙ，在中等到较低性能要求范围内开辟了新的应用领域。??
５丄３?ＰＬＣ的编程语言??Ｓ巧？７有；种标准的化Ｃ编程语言：梯形图（ＬＡＤ），语句表（ＳＴＬ）和功能图（ＦＢ巧。每??种语言有各自优点：ＬＡＤ和ＦＢＤ编辑器容易输入并且提供如托放，复制，粘贴等功能直观??方便，且可在连接库中应用成型的复杂功能模块实现方案。Ｓ化的优点％用户直接面向机??器存储和控制单元，使用过程语言直接编程，更加专业直观。用户可Ｗ随时检查每条语句??输入的正确性，又允许用户用简单的文本编辑器实现离线编程。此外，ＳＴＥＰ７还支持集中??高级语言软件包，下面简单进行一下说明；??（１）与Ｃ和ＰＡＳＣＡＬ语言相似的Ｓ７ＳＣＬ高级文本语言，符合圧Ｃ?６１１３１－３标准；（２）??适用于顺序控制的Ｓ７ＧＲＡＰＨ；?（３）?Ｗ状态图形式描述异步、非顺序过程的Ｓ７ＨＩＧＲＡＰＨ；??（４）适用于Ｓ７及Ｍ７，Ｗ图形方式连接已有功能的ＣＦＣ语言。??另外ＳＴＥＰ７还提供了功能强大的标准程序库，程序组成模块表如表５．１所示，程序模??块包括：??系统功能模块巧Ｆ巧；提供基础系统功能巧ＦＣ）??圧Ｃ功能块Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｂｌｏｃｋ：旧Ｃ功能专用??
３．２现场调试过程与步骤??锻造操作机电气控制系统安装完成后，系统调试的主要步骤如下：??１）硬件接线检査??包括交直流电源接线检查、通讯电缆连接检查、ＰＬＣ组态检查和ＰＬＣ扩展模块的Ｉ／Ｏ??Ｗ及特殊模块巧Ｍ３３８、ＦＭ３５０－巧通道的接线检查。在整个系统上电前首先对各开关量??点、传感器和编码器的接线进行检查，并用万用表进行逐个校验，检查是否有错接、??接或接触不良的现象存在，测试一次回路和二次回路及各支路的通断情况是否正常，Ｗ??保各元器件接线的正确性和安全性。??２）各传感器信号标定??采用精确的测量仪器和方法对需要采集的各项工艺指标进行测量，并将得到的测量结??与实际采集的数据进行比较分析，检验误差是否在超出系统的允许范围，否则，必须对??感器进行硬件设置或对采集值进行补偿、滤波、校正或线性化处理，具体操作如下；??压力传感器：检查各压力传感器工作是否正常，测试其采集数据是否精确，可利用高??
【参考文献】
本文编号：2857553
【学位单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TG315
【部分图文】：
２．４．１系统单元??Ｓ圧ＭＥＮＳ公司生产的Ｓ７－３００系列ＰＬＣ是模块化组成结构，主要包括Ｗ下模块：央处理单元模块（ＣＰＵ）、导轨（ＲＡＣＩＣ）、电源模块（ＰＳ）、接口模块（ＩＭ）、功能模块（ＦＭ）［２８］〇??电源模块（ＰＳ）；将Ｓ７－３００化Ｃ与１２０／２３０Ｖ交流电源或者２４／４８／６０／１１０Ｖ直流电源连给系统供电。??接口模块（ＩＭ）：在多机架配置情况下连接主机架（ＣＲ）和扩展机架（ＥＲ）。??功能模块（ＦＭ）：主要包含高速计数，定位操作和闭环控制。??中央处理单元（ＣＰＵ）：不同ＣＰＵ有不同的应用性能，其中包括是否支ＰＲＯＦ旧ＵＳ－ＤＰ，或集成输入／输出点等。??２．４．２?Ｓ７－３００提供功能??高速指令处理：指令处理时间为０．１－０．６／ｉ＾ｙ，在中等到较低性能要求范围内开辟了新的应用领域。??
５丄３?ＰＬＣ的编程语言??Ｓ巧？７有；种标准的化Ｃ编程语言：梯形图（ＬＡＤ），语句表（ＳＴＬ）和功能图（ＦＢ巧。每??种语言有各自优点：ＬＡＤ和ＦＢＤ编辑器容易输入并且提供如托放，复制，粘贴等功能直观??方便，且可在连接库中应用成型的复杂功能模块实现方案。Ｓ化的优点％用户直接面向机??器存储和控制单元，使用过程语言直接编程，更加专业直观。用户可Ｗ随时检查每条语句??输入的正确性，又允许用户用简单的文本编辑器实现离线编程。此外，ＳＴＥＰ７还支持集中??高级语言软件包，下面简单进行一下说明；??（１）与Ｃ和ＰＡＳＣＡＬ语言相似的Ｓ７ＳＣＬ高级文本语言，符合圧Ｃ?６１１３１－３标准；（２）??适用于顺序控制的Ｓ７ＧＲＡＰＨ；?（３）?Ｗ状态图形式描述异步、非顺序过程的Ｓ７ＨＩＧＲＡＰＨ；??（４）适用于Ｓ７及Ｍ７，Ｗ图形方式连接已有功能的ＣＦＣ语言。??另外ＳＴＥＰ７还提供了功能强大的标准程序库，程序组成模块表如表５．１所示，程序模??块包括：??系统功能模块巧Ｆ巧；提供基础系统功能巧ＦＣ）??圧Ｃ功能块Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｂｌｏｃｋ：旧Ｃ功能专用??
３．２现场调试过程与步骤??锻造操作机电气控制系统安装完成后，系统调试的主要步骤如下：??１）硬件接线检査??包括交直流电源接线检查、通讯电缆连接检查、ＰＬＣ组态检查和ＰＬＣ扩展模块的Ｉ／Ｏ??Ｗ及特殊模块巧Ｍ３３８、ＦＭ３５０－巧通道的接线检查。在整个系统上电前首先对各开关量??点、传感器和编码器的接线进行检查，并用万用表进行逐个校验，检查是否有错接、??接或接触不良的现象存在，测试一次回路和二次回路及各支路的通断情况是否正常，Ｗ??保各元器件接线的正确性和安全性。??２）各传感器信号标定??采用精确的测量仪器和方法对需要采集的各项工艺指标进行测量，并将得到的测量结??与实际采集的数据进行比较分析，检验误差是否在超出系统的允许范围，否则，必须对??感器进行硬件设置或对采集值进行补偿、滤波、校正或线性化处理，具体操作如下；??压力传感器：检查各压力传感器工作是否正常，测试其采集数据是否精确，可利用高??
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 张建峡;杨勇;许德志;谢宗安;;单神经元自适应PID控制交流调速系统[J];电机与控制学报;2007年02期
2 王华强;周章海;杨滁光;;基于单神经元自适应PID控制的水轮机调节系统研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年10期
3 赵谦;凌玉华;廖力清;施进平;王颂;;基于单神经元自适应PID的摩擦试验机电惯量系统的研究[J];计算机工程与科学;2010年02期
4 ;Type Design for Heavy-payload Forging Manipulators[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2012年02期
5 王秀君;胡协和;;一种改进的单神经元PID控制策略[J];浙江大学学报(工学版);2011年08期
相关硕士学位论文 前1条
1 纪世梁;20MN锻造液压机组控制系统开发[D];华中科技大学;2011年
本文编号：2857553
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