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基于网络化的双面铣床液压控制系统研究

发布时间:2017-06-03 23:14

  本文关键词:基于网络化的双面铣床液压控制系统研究,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:作为机械加工设备中起着重要作用的双面铣床,在加工发动机的缸体、机油泵缸体、齿轮箱壳体等双端面、内燃机和汽车配件的生产加工中有着广泛的应用。采用液压控制系统便于调节,精确度好,与PLC控制结合可达到系统稳定性要求。随着机电一体化技术的发展,应用PLC对机械加工设备的液压控制系统进行改造,进而实现设备的远程网络化控制已是大势所趋。 本课题应用计算机对液压系统进行了PLC控制,并通过互联网实现了对双面铣床的远程控制及监测。在阅读、分析及综合大量文献的基础上,结合液压技术、PLC控制技术、系统仿真技术和网络化监控技术对双面铣床的液压控制系统进行了设计研究。本课题在实现制造工厂的整体生产过程自动化、提高企业的生产效率、完善监控管理等方面具有重要意义,其经济效益亦十分可观。 在液压系统设计部分,根据双面铣床的技术要求及工况进行了液压系统设计,计算选择液压元件并进行了性能验算,所得设计方案可以完成双面铣床所需实现的各项功能。采用AMESim和MATLAB仿真软件相结合建立了双面铣床液压系统的仿真模型,并对系统的压力控制特性进行仿真分析,从而验证了设计方案的合理性,,也同时确保了液压系统的可行性。 在电气控制系统设计部分,采用PLC作为控制器,确定了双面铣床PLC控制系统的硬件设计方案,完成了PLC选型、I/O地址分配、接线等。软件设计方面,根据工艺流程图编制了梯形图,并利用三菱FX2N-48MR编程软件对程序进行编译及调试,使其最终达到了所需实现的控制要求,提高了液压系统的可靠性和稳定性。 在网络化远程监控开发部分,通过互联网实现了对双面铣床的远程控制,运用组态软件WinCC开发出友好的用户监控界面对双面铣床系统进行监测,将设备运行参数实时记录,更好地反映出设备的运行情况及运行状态,为生产管理和设备维护提供实时可靠的决策依据。安装调试后进行试运行,最终方案的自动化程度高,达到了制造工厂对生产过程进行全面实时监控的实际效果。
【关键词】:双面铣床 液压控制 系统仿真 PLC控制 WinCC
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG54;TH137
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-10
  • 1 绪论10-20
  • 1.1 双面铣床研究概述10-12
  • 1.1.1 双面铣床的结构及特点10-11
  • 1.1.2 双面铣床的加工工序分析11-12
  • 1.2 国内外的发展现状12-14
  • 1.2.1 国内的研究发展状况12-13
  • 1.2.2 国外的研究发展状况13-14
  • 1.3 课题研究的理论依据14-17
  • 1.3.1 液压技术的发展与研究现状14
  • 1.3.2 液压系统仿真技术发展与研究现状14-15
  • 1.3.3 PLC 控制系统的发展与研究现状15-16
  • 1.3.4 网络化控制的发展与研究现状16-17
  • 1.4 课题研究的目的和意义17-18
  • 1.4.1 课题研究的背景17-18
  • 1.4.2 课题研究的目的和意义18
  • 1.5 课题研究的主要内容18-19
  • 1.6 本章小结19-20
  • 2 双面铣床液压系统设计20-36
  • 2.1 液压系统设计参数及工况20-22
  • 2.2 液压缸负载的计算22-24
  • 2.2.1 滑台液压缸负载计算22-24
  • 2.2.2 夹紧和推料液压缸负载计算24
  • 2.3 液压缸的结构尺寸计算24-28
  • 2.3.1 滑台液压缸的尺寸计算24-25
  • 2.3.2 夹紧液压缸的尺寸计算25-26
  • 2.3.3 推料液压缸的尺寸计算26
  • 2.3.4 压力、流量和功率计算26-27
  • 2.3.5 液压缸工况图27-28
  • 2.4 制定液压系统方案28-32
  • 2.4.1 系统调速回路的选择28
  • 2.4.2 滑台基本回路的选择28-30
  • 2.4.3 夹紧油缸回路的选择30-31
  • 2.4.4 推料油缸回路的选择31
  • 2.4.5 双面铣床液压系统原理图31-32
  • 2.5 液压元件的选择32-34
  • 2.5.1 选择液压泵及驱动电动机32-33
  • 2.5.2 选择控制阀33
  • 2.5.3 确定油管直径和油箱容积33-34
  • 2.6 液压系统的性能验算34-35
  • 2.6.1 液压系统的效率34
  • 2.6.2 液压系统的温升34-35
  • 2.7 本章小结35-36
  • 3 双面铣床液压系统的建模与仿真36-47
  • 3.1 仿真软件介绍36-37
  • 3.1.1 仿真软件 AMESim 简介36
  • 3.1.2 仿真软件 MATLAB/Simulink 简介36-37
  • 3.2 液压系统仿真模型的建立37-39
  • 3.2.1 液压系统仿真原理分析37-38
  • 3.2.2 液压缸及其负载模型建立38-39
  • 3.3 双面铣床液压系统建模仿真39-46
  • 3.3.1 AMESim 软件应用于液压系统39-43
  • 3.3.2 液压系统的仿真结果分析43-46
  • 3.4 本章小结46-47
  • 4 双面铣床液压系统的电气控制47-57
  • 4.1 确定系统的控制方案47-49
  • 4.1.1 传统继电器控制方案47
  • 4.1.2 PLC 控制方案47-48
  • 4.1.3 双面铣床控制方案的确定48-49
  • 4.2 双面铣床液压控制工艺分析49-52
  • 4.2.1 液压控制原理49-51
  • 4.2.2 加工工序过程51-52
  • 4.3 PLC 控制系统的硬件设计52-54
  • 4.3.1 PLC 的选型52
  • 4.3.2 PLC 的 I/O 点分配52-54
  • 4.4 PLC 控制系统的软件设计54-56
  • 4.5 本章小结56-57
  • 5 双面铣床网络化监控系统的开发及应用57-75
  • 5.1 组态的概念及意义57-58
  • 5.2 组态软件 WINCC 介绍58-60
  • 5.3 WINCC 与 FX2N-48MR 型 PLC 的通信60-64
  • 5.3.1 WinCC 与 PLC 通信的条件60
  • 5.3.2 WinCC 通过 OPC 与 PLC 通讯60-62
  • 5.3.3 用 PC Access 建立 OPC 服务器62-63
  • 5.3.4 WinCC 与 OPC 客户端链接的建立63-64
  • 5.4 网络化监控系统的开发与建立64-66
  • 5.4.1 网络化监控系统项目的建立64-65
  • 5.4.2 网络化监控系统变量的建立65-66
  • 5.5 网络化监控系统的控制界面设计66-71
  • 5.5.1 组态画面的设计原则66-67
  • 5.5.2 主监控和导航图界面设计67-69
  • 5.5.3 在线趋势图界面设计69-70
  • 5.5.4 变量归档界面和用户管理70-71
  • 5.6 基于 WEB NAVIGATOR 的远程控制71-74
  • 5.7 本章小结74-75
  • 6 结论75-77
  • 参考文献77-80
  • 致谢80-81
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录81-82

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