液壓機是制品成形生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的裝備之一,根據(jù)市場的需求,液壓機逐步向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。目前關(guān)于液壓機智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的研究都在積極的展開,并獲得了成功的應(yīng)用,同時也暴露出一些問題:一是系統(tǒng)的智能化程度較低,不具備故障診斷、維護功能;二是系統(tǒng)不具備網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機功能,大部分仍屬于單機控制系統(tǒng)。本文以16000KN拉伸液壓機為研究對象,設(shè)計并開發(fā)了集智能化和網(wǎng)絡(luò)化為一體的液壓機控制系統(tǒng)。主要的研究內(nèi)容如下: (1)根據(jù)液壓機控制系統(tǒng)的需求,提出液壓機控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案,探討控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、網(wǎng)絡(luò)體系,分析了智能控制系統(tǒng)與遠程網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)的工作原理及功能。 (2)通過對液壓機控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究,結(jié)合液壓機智能控制系統(tǒng)的功能需求,選擇歐姆龍CJ1H系列可編程控制器(PLC)作為底層控制單元,選擇研華公司TPC-1260T型工控機作為上位機單元,構(gòu)建基于PLC和上位機兩級控制的總體結(jié)構(gòu),完成控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)合液壓機智能化監(jiān)控系統(tǒng)需求,從壓邊力、沖制速度、滑塊位置等工藝參數(shù)的數(shù)字化控制以及液壓機狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、系統(tǒng)維護方面進行研究,完成液壓機控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)。 (3)通過對液壓機的運行中可能出現(xiàn)的各種故障進行分析,利用故障樹模型(FTA)的知識組織方法存儲知識,采用基于規(guī)則的診斷推理實現(xiàn)故障診斷推理,完成了液壓機智能故障診斷專家系統(tǒng)的開發(fā)。 (4)通過對液壓機網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)研究,結(jié)合Internet/Intranet技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動化技術(shù),開發(fā)了一套具有遠程監(jiān)測、智能故障診斷、在線交互式診斷、設(shè)備維護與管理等功能的遠程服務(wù)系統(tǒng),實現(xiàn)了液壓機的網(wǎng)絡(luò)化控制。經(jīng)過多次測試,測試結(jié)果達到了預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH137
【部分圖文】：

動化程度提出了更高的要求。在壓力成形加工中，控制系統(tǒng)的性能至關(guān)重要度上決定了液壓機的生產(chǎn)性能。國內(nèi)外的企業(yè)和研究機構(gòu)都在積極開展液壓、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的研究，世界知名的控制系統(tǒng)研發(fā)機構(gòu)己有成熟的產(chǎn)品推理工大學(xué)以鍛壓機床為對象，提出了以IsA總線工控機為平臺的分布式三級個人計算機的虛擬分布式控制兩種模式控制系統(tǒng)【’81。前者的控制方式如圖1C和由智能控制模板組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)為第一級控制系統(tǒng)，完成開關(guān)信號制;ISA總線工控機、基本系統(tǒng)及功能接口模板和交流伺服單元(或比例閥元)組成第二級控制系統(tǒng)，主要任務(wù)是通過人機對話獲取用戶的操作命令和相應(yīng)的工藝分析，完成與PLC和各智能板的通訊協(xié)調(diào)各執(zhí)行元件的動作，全檢查，若出現(xiàn)錯誤將自動報警;第三級微型計算機將機床接入工廠級管理行在線監(jiān)測、離線編程和工藝模擬�；趥�人計算機的虛擬分布式控制模式是:使用一臺通用個人計算機(PC)作為控制計算機，采用虛擬化設(shè)計，用實現(xiàn)分布式數(shù)控系統(tǒng)的PLC控制、模擬量FO、人機交互等功能。

華中科技大學(xué)熊小紅【‘9][201等在SMN快鍛液壓機組控制系統(tǒng)多年研究的基礎(chǔ)上，近年來，提出了基于 ModbusPins現(xiàn)場總線的快鍛液壓機組控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，整個控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1.3.2所示。Medbus控制總線是一種工業(yè)通信和分布式控制系統(tǒng)協(xié)議，由美國可編程控制器制造商莫迪康生產(chǎn)， MedbuSPlus(MB+)現(xiàn)場總線可以實現(xiàn)PC機與PLC及其現(xiàn)場設(shè)備的互連[2l]。將控制系統(tǒng)按功能分散，由PLc系統(tǒng)、控制計算機和監(jiān)控計算機聯(lián)網(wǎng)組成現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)集中監(jiān)控、分散管理、分散控制[2l】。控制計算機通過通信口與PLC系統(tǒng)交換信息;監(jiān)測計算機通過RS232與控制計算機通信;網(wǎng)絡(luò)湘口通過 ModbusPlus(MB+)控制總線與PLC主機聯(lián)網(wǎng)122]。工業(yè)控制計算機圖1.3.2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖針對國內(nèi)液壓機數(shù)控化、智能化程度低的現(xiàn)狀以及對具有人機交互、可調(diào)整性、控制精度高的液壓設(shè)備的迫切需求，華南理工大學(xué)研制了基于V入ndowsCE.NET的嵌入式液壓機控制系統(tǒng)[23]，采用PC/104嵌入式主板的液壓機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1.3.3所示。 PC/l04總線與戶以D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、UO接口、CF卡和計數(shù)器進行通信。刀D轉(zhuǎn)換器實時采集液壓機壓邊缸和主缸的壓力，同時通過D/A轉(zhuǎn)換器對壓邊缸和主缸的壓力進行閉環(huán)控制;計數(shù)器對光柵尺輸出脈沖進行計數(shù)以實現(xiàn)對主缸位移的監(jiān)測

針對國內(nèi)液壓機數(shù)控化、智能化程度低的現(xiàn)狀以及對具有人機交互、可調(diào)整性、控制精度高的液壓設(shè)備的迫切需求，華南理工大學(xué)研制了基于V入ndowsCE.NET的嵌入式液壓機控制系統(tǒng)[23]，采用PC/104嵌入式主板的液壓機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1.3.3所示。 PC/l04總線與戶以D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、UO接口、CF卡和計數(shù)器進行通信。刀D轉(zhuǎn)換器實時采集液壓機壓邊缸和主缸的壓力，同時通過D/A轉(zhuǎn)換器對壓邊缸和主缸的壓力進行閉環(huán)控制;計數(shù)器對光柵尺輸出脈沖進行計數(shù)以實現(xiàn)對主缸位移的監(jiān)測，通過FO接口對電磁閥的狀態(tài)進行監(jiān)測和控制。該液壓機具有任務(wù)調(diào)度以及拉伸過程多模態(tài)控制、拉伸工藝數(shù)據(jù)管理、故障報警以及安全管理等功能。
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本文編號：2876136