基于PLC的鍛造操作機控制系統(tǒng)研究與設(shè)計
發(fā)布時間:2020-10-26 21:47
鍛造操作機是實現(xiàn)與鍛造壓機聯(lián)動作業(yè)的重要輔助設(shè)備,對提高鍛件的質(zhì)量和實現(xiàn)鍛造自動化起到關(guān)鍵作用。鍛造操作機的性能應(yīng)滿足整個鍛造機組的快速性、高精度和高自動化的要求。本文首先介紹了鍛造操作機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢,并以5T鍛造操作機作為研究對象,詳細介紹了鍛造操作機的工藝流程以及所要求的技術(shù)性能指標。設(shè)計了一套以PLC控制為基礎(chǔ)的電液比例控制系統(tǒng),把先進的控制技術(shù)引入到鍛造操作機控制系統(tǒng)中。并分別對鍛造操作機的夾鉗旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和大車行走機構(gòu)進行了分析,建立了其數(shù)學(xué)模型。針對鍛造操作機控制系統(tǒng)存在非線性的特點,以及在工作中會引起大滯后的現(xiàn)象,本文將單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法運用到鍛造操作機控制系統(tǒng)中。利用MATLAB/Simulink建立鍛造操作機控制系統(tǒng)在單神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法和傳統(tǒng)PID算法的仿真模型,仿真結(jié)果表明,傳統(tǒng)PID控制產(chǎn)生了很大的超調(diào)量,振蕩幅度較大。而采用單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制避免了傳統(tǒng)PID控制所產(chǎn)生的較大的超調(diào)量,并且提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
【學(xué)位單位】:西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2015
【中圖分類】:TG315
【部分圖文】:
2.4.1系統(tǒng)單元??S圧MENS公司生產(chǎn)的S7-300系列PLC是模塊化組成結(jié)構(gòu),主要包括W下模塊:央處理單元模塊(CPU)、導(dǎo)軌(RACIC)、電源模塊(PS)、接口模塊(IM)、功能模塊(FM)[28]〇??電源模塊(PS);將S7-300化C與120/230V交流電源或者24/48/60/110V直流電源連給系統(tǒng)供電。??接口模塊(IM):在多機架配置情況下連接主機架(CR)和擴展機架(ER)。??功能模塊(FM):主要包含高速計數(shù),定位操作和閉環(huán)控制。??中央處理單元(CPU):不同CPU有不同的應(yīng)用性能,其中包括是否支PROF舊US-DP,或集成輸入/輸出點等。??2.4.2?S7-300提供功能??高速指令處理:指令處理時間為0.1-0.6/i^y,在中等到較低性能要求范圍內(nèi)開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。??
5丄3?PLC的編程語言??S巧?7有;種標準的化C編程語言:梯形圖(LAD),語句表(STL)和功能圖(FB巧。每??種語言有各自優(yōu)點:LAD和FBD編輯器容易輸入并且提供如托放,復(fù)制,粘貼等功能直觀??方便,且可在連接庫中應(yīng)用成型的復(fù)雜功能模塊實現(xiàn)方案。S化的優(yōu)點%用戶直接面向機??器存儲和控制單元,使用過程語言直接編程,更加專業(yè)直觀。用戶可W隨時檢查每條語句??輸入的正確性,又允許用戶用簡單的文本編輯器實現(xiàn)離線編程。此外,STEP7還支持集中??高級語言軟件包,下面簡單進行一下說明;??(1)與C和PASCAL語言相似的S7SCL高級文本語言,符合圧C?61131-3標準;(2)??適用于順序控制的S7GRAPH;?(3)?W狀態(tài)圖形式描述異步、非順序過程的S7HIGRAPH;??(4)適用于S7及M7,W圖形方式連接已有功能的CFC語言。??另外STEP7還提供了功能強大的標準程序庫,程序組成模塊表如表5.1所示,程序模??塊包括:??系統(tǒng)功能模塊巧F巧;提供基礎(chǔ)系統(tǒng)功能巧FC)??圧C功能塊Function?Block:舊C功能專用??
3.2現(xiàn)場調(diào)試過程與步驟??鍛造操作機電氣控制系統(tǒng)安裝完成后,系統(tǒng)調(diào)試的主要步驟如下:??1)硬件接線檢査??包括交直流電源接線檢查、通訊電纜連接檢查、PLC組態(tài)檢查和PLC擴展模塊的I/O??W及特殊模塊巧M338、FM350-巧通道的接線檢查。在整個系統(tǒng)上電前首先對各開關(guān)量??點、傳感器和編碼器的接線進行檢查,并用萬用表進行逐個校驗,檢查是否有錯接、??接或接觸不良的現(xiàn)象存在,測試一次回路和二次回路及各支路的通斷情況是否正常,W??保各元器件接線的正確性和安全性。??2)各傳感器信號標定??采用精確的測量儀器和方法對需要采集的各項工藝指標進行測量,并將得到的測量結(jié)??與實際采集的數(shù)據(jù)進行比較分析,檢驗誤差是否在超出系統(tǒng)的允許范圍,否則,必須對??感器進行硬件設(shè)置或?qū)Σ杉颠M行補償、濾波、校正或線性化處理,具體操作如下;??壓力傳感器:檢查各壓力傳感器工作是否正常,測試其采集數(shù)據(jù)是否精確,可利用高??
【參考文獻】
本文編號:2857553
【學(xué)位單位】:西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2015
【中圖分類】:TG315
【部分圖文】:
2.4.1系統(tǒng)單元??S圧MENS公司生產(chǎn)的S7-300系列PLC是模塊化組成結(jié)構(gòu),主要包括W下模塊:央處理單元模塊(CPU)、導(dǎo)軌(RACIC)、電源模塊(PS)、接口模塊(IM)、功能模塊(FM)[28]〇??電源模塊(PS);將S7-300化C與120/230V交流電源或者24/48/60/110V直流電源連給系統(tǒng)供電。??接口模塊(IM):在多機架配置情況下連接主機架(CR)和擴展機架(ER)。??功能模塊(FM):主要包含高速計數(shù),定位操作和閉環(huán)控制。??中央處理單元(CPU):不同CPU有不同的應(yīng)用性能,其中包括是否支PROF舊US-DP,或集成輸入/輸出點等。??2.4.2?S7-300提供功能??高速指令處理:指令處理時間為0.1-0.6/i^y,在中等到較低性能要求范圍內(nèi)開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。??
5丄3?PLC的編程語言??S巧?7有;種標準的化C編程語言:梯形圖(LAD),語句表(STL)和功能圖(FB巧。每??種語言有各自優(yōu)點:LAD和FBD編輯器容易輸入并且提供如托放,復(fù)制,粘貼等功能直觀??方便,且可在連接庫中應(yīng)用成型的復(fù)雜功能模塊實現(xiàn)方案。S化的優(yōu)點%用戶直接面向機??器存儲和控制單元,使用過程語言直接編程,更加專業(yè)直觀。用戶可W隨時檢查每條語句??輸入的正確性,又允許用戶用簡單的文本編輯器實現(xiàn)離線編程。此外,STEP7還支持集中??高級語言軟件包,下面簡單進行一下說明;??(1)與C和PASCAL語言相似的S7SCL高級文本語言,符合圧C?61131-3標準;(2)??適用于順序控制的S7GRAPH;?(3)?W狀態(tài)圖形式描述異步、非順序過程的S7HIGRAPH;??(4)適用于S7及M7,W圖形方式連接已有功能的CFC語言。??另外STEP7還提供了功能強大的標準程序庫,程序組成模塊表如表5.1所示,程序模??塊包括:??系統(tǒng)功能模塊巧F巧;提供基礎(chǔ)系統(tǒng)功能巧FC)??圧C功能塊Function?Block:舊C功能專用??
3.2現(xiàn)場調(diào)試過程與步驟??鍛造操作機電氣控制系統(tǒng)安裝完成后,系統(tǒng)調(diào)試的主要步驟如下:??1)硬件接線檢査??包括交直流電源接線檢查、通訊電纜連接檢查、PLC組態(tài)檢查和PLC擴展模塊的I/O??W及特殊模塊巧M338、FM350-巧通道的接線檢查。在整個系統(tǒng)上電前首先對各開關(guān)量??點、傳感器和編碼器的接線進行檢查,并用萬用表進行逐個校驗,檢查是否有錯接、??接或接觸不良的現(xiàn)象存在,測試一次回路和二次回路及各支路的通斷情況是否正常,W??保各元器件接線的正確性和安全性。??2)各傳感器信號標定??采用精確的測量儀器和方法對需要采集的各項工藝指標進行測量,并將得到的測量結(jié)??與實際采集的數(shù)據(jù)進行比較分析,檢驗誤差是否在超出系統(tǒng)的允許范圍,否則,必須對??感器進行硬件設(shè)置或?qū)Σ杉颠M行補償、濾波、校正或線性化處理,具體操作如下;??壓力傳感器:檢查各壓力傳感器工作是否正常,測試其采集數(shù)據(jù)是否精確,可利用高??
【參考文獻】
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1 張建峽;楊勇;許德志;謝宗安;;單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制交流調(diào)速系統(tǒng)[J];電機與控制學(xué)報;2007年02期
2 王華強;周章海;楊滁光;;基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制的水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年10期
3 趙謙;凌玉華;廖力清;施進平;王頌;;基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID的摩擦試驗機電慣量系統(tǒng)的研究[J];計算機工程與科學(xué);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;胡協(xié)和;;一種改進的單神經(jīng)元PID控制策略[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2011年08期
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條
1 紀世梁;20MN鍛造液壓機組控制系統(tǒng)開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2011年
本文編號:2857553
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