基于PLC控制的活塞澆注系統(tǒng)設計

61頁 25000字數(shù)+論文說明書+任務書+5張CAD圖紙【詳情如下】

PLC電氣原理圖.dwg

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基于PLC控制的活塞澆注系統(tǒng)設計論文.doc

氣動回路.dwg

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電機控制主回路.dwg

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基于PLC控制的活塞澆注系統(tǒng)設計

摘要： 工業(yè)自動化技術在近年來發(fā)展十分迅猛，當前工業(yè)自動化三大支柱技術之一的PLC技術以其很高的可靠性和抗干擾能力受到廣泛的歡迎，在各行各業(yè)的技術改造過程中被大量地應用。然而，單機控制往往因為點數(shù)的限制，無法實現(xiàn)對于較復雜的系統(tǒng)的控制。

表面處理工程領域是當前一個倍受關注的領域，作為一個新興的邊緣學科領域，有著蓬勃的生機，這一工程領域內的活塞生產則是一項非常傳統(tǒng)的產業(yè)，生產率低下生產技術水平不高的現(xiàn)實迫切需要對其加以技術改造。本文就如何提高活塞生產領域的自動化水平，運用PLC技術在生產線上實現(xiàn)控制。論文首先分析了活塞打標行業(yè)的生產狀況，比較了幾種常用的控制策略的優(yōu)缺點，確定具體的控制方案，接著分析并設計了系統(tǒng)的控制流程，再就設備級的控制進行深入的研究，在硬件和軟件兩個層面上的控制進行了設計，最后對于系統(tǒng)的可靠性進行了設計。針對鋼坯生產線，運用PLC控制氣動回路，再控制噴頭進行定位活塞；在操作上選用步進電機來精確定位和調速。

關鍵詞: PLC； 活塞澆注； 控制； 氣動； 步進電機

Abstract：Industry automation technology develops very fast in recent years, as one of the three support technologies in industry automation, PLC is greatly welcomed with its very high reliability and anti-interence ability, and applied largely in the technology reformation process of all walks of industries.However, the single machine control usually can't carry out for the control of more complicated system because of the restriction of point. 

The surface treatment engineering realm is paid close attention at present, as a new frontier subject realm it has booming source of vitality, however, in this engineering realm ,marking production is a very traditional industry, the reality of low production rate and low production technology level need urgently technology reformation. This paper analyses how to raise marking automation level of producing the realm, and use PLC technology to control in the production line. The thesis analyzed marking on the production condition of profession first, compared with the merit and shortcoming of a few control strategies in common use, gave concrete control project, analyzed and designed the structure of the controlling process, also carried on a thorough research for the control of equipments class, designed two levels’s control with production line of hardware and software, finally designed the credibility of the system. Face to the production line ,it uses PLC technology to control the pneumatic loop ,then it controls the marking head to mark on the exact location that we need and choose the stepping motor to find the exact location and change the speed .

Keywords:  PLC;  marking on the billet ;  control,;  pneumatic;  stepping motor  

1 緒論

1.1 項目研究的背景

    在機械成品和半成品加工過程中，為了及時而準確地識別產品的零部件，往往需要在自己的產品上標以明顯的標志或記號，因此標記打印加工是機械制造過程的重要工序之一。過去，大多靠手工在產品上建立各種字符、圖形等。采用人工方式速度慢，圖案單調，在復雜的環(huán)境下難以進行，不利于現(xiàn)代化操作流程。

隨著計算機技術、自動控制技術、傳動技術及CAD技術的發(fā)展，在成批、大量的現(xiàn)代化生產過程中，標記設備采用自動控制方式己成為主流。

傳統(tǒng)的工業(yè)零部件標記打印，一般多是采用字模沖壓、電化學腐蝕、電火花加工。這些方法，不僅效率低、不美觀，而且防偽性差，很難達到同一規(guī)格，所以廢品率極高，尤其難以適應現(xiàn)代化大生產的需要。一種較為先進的技術，在西方一些工業(yè)先進國家應運而生，隨后在我國也得到發(fā)展應用。

技術，雖然較好地克服了傳統(tǒng)工藝的許多缺點，但由于受到激光器本身壽命低與在環(huán)境惡劣的生產現(xiàn)場缺乏長期穩(wěn)定性工作特點的制約;同時，由于有色金屬對激光的吸收較差，打印深度淺，所以這一方法不能滿足生產實際的需要，除特殊材料如金剛石、硬質合金或對打印深度無特別要求的場合外，未能得到普及推廣。

為彌補上述方法之不足，適應現(xiàn)代化大批、大量生產發(fā)展的需要，出現(xiàn)了一種全新的工業(yè)標記打印工藝—氣動標記打印工藝。從1988年之后，這工藝便在一些西方國家相繼采用，特別是在汽車、摩托車行業(yè)得到迅速推廣。像美、日、意、德、法等國的通用、福特、克萊斯勒、豐田、本田、菲亞特、奔馳、標致、雪鐵龍、雅馬哈等汽車、摩托車制造廠，均都大量采用。我國汽車、摩托車(集團)公司近年來也有了應用與發(fā)展。相比較而言，氣動和電動相結合的方式由于結構簡單，成本低，可控性好，速度快，特別適合于對標記速度有較嚴格要求的流水線作業(yè)場合，并能方便地控制標記內容的深度。

1.1.1 國外活塞澆注的發(fā)展  

活塞澆注問世己有一個多世紀了，從當初單一的活塞澆注擴展到今天的包括活塞澆注、活塞澆注和特殊用途活塞澆注三大類、幾百個品種。

    生產活塞澆注歷史最悠久的國家是美國，其次是英、德、法等歐洲工業(yè)化國家。五十年代起，日本開始大力研制和生產各類活塞澆注，并在許多方面都逐步接近或趕上了美國?，F(xiàn)在國際市場上，活塞澆注80%被美國和德國占領，活塞澆注60%以上被日本占領，而特殊用途活塞澆注(主要是金屬編號機)仍然由美國壟斷。

    七十年代中期以前，活塞澆注的質量主要體現(xiàn)在整體跳動的準確程度和號碼打印的清晰度(即字面高度、字面傾斜、字腳高低的綜合反映)上。進入七十年后期，隨著印刷機械的不斷更新?lián)Q代，活塞澆注也隨之發(fā)生重大變革，印刷機上普遍使用的平型印刷活塞澆注逐步被輪轉印刷活塞澆注所取代，輪轉活塞澆注的加工技術和使用性能都遠遠優(yōu)于平型活塞澆注，從而提高了產品的檔次?，F(xiàn)在輪轉活塞澆注己占印刷機市場的85%以上，而且還有上升的趨勢。由于平型印刷活塞澆注在一些發(fā)展中國家仍有不小的市場，因此，美國、德國、意大利等國家在大力研制發(fā)展輪轉活塞澆注的同時，還在積極改進平型活塞澆注，通過將活塞澆注的遞加遞減功能的復合，以及外觀的深加工來提高產品的檔次。平型活塞澆注的整體體積正在趨向小型化。

6 致謝

過半年的準備、學習和設計，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，由于我的畢業(yè)設計沒有任何模版或完整參考資料，作為一個本科生的我，由于知識的缺陷，經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全或者根本想不到的地方，如果沒有王老師對我的指導和糾正，對每個環(huán)節(jié)都嚴格把關，我一個人想要完成這個設計是很困難的。

所以首先要感謝我的指導老師王廣斌老師。王老師在異地進行學習，還經(jīng)?；貙W校對我們進行檢查和指導，糾正我們的設計錯誤，給我們提建議和鼓勵我們。對我們來說老師的話比任何學習資料都寶貴，都更有價值。有時老師不能回學校，也會在網(wǎng)路上和我們對話，耐心回答我們的每一個問題。在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料弄懂工作原理，設計草案的確定和修改，原理圖的繪制，程序的編制、調試等整個過程中，他承擔了很大的工作量，并給我耐心的講解指導，讓我學到了很多書本上學不到的知識。他在技術上的執(zhí)著、鉆研和刻苦，令我非常敬佩，也將積極影響我今后的學習和工作，這里向我的老師致以最誠摯的謝意。

其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的同組的陳永久，陸長友，文碧聞，王中卿等同學，感謝他們在本次設計中和我互通信息，資源共享以及互相鼓勵。使我克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計。

同時，在我進行畢業(yè)設計的整個過程中，得到了段凱老師和其他同學的幫助，感謝段老師提供了實驗室，感謝其他同學對我的專業(yè)知識上的指導和幫助。

在這次畢業(yè)設計過程中，我第一次感受到了用自己的思維設計出成果時的喜悅和滿足，也能更清楚的看到自己在專業(yè)知識學習上的不足和盲點。這畢竟是我跨出了實踐的第一步，最重要的是培養(yǎng)了我對電子行業(yè)的興趣，有了自己的職業(yè)方向，不再有太多的盲目性。在未來的日子里，我將更加努力的學習和工作，來報答曾經(jīng)關心過我的領導、老師和朋友！ 

7 參考文獻

[1] 張進秋，陳永利 編. 可編程控制器原理及應用實例[M]. 機械工業(yè)出版社， 2004.

[2] 鄧星鐘 主編. 機電傳動控制（第三版）[M]. 華中科技大學出版社，2000.

[3] 胡學林 主編. 可編程控制器教程（基礎篇）[M]. 電子工業(yè)出版社，2004.

[4] 駱德漢 主編. 可編程控制器與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制[M]. 科學出版社，2005.

[5] 鐘肇新 編. 可編程控制器入門教程（SIMATIC S7－200）[M]. 華南理工大學出版社，1999.

[6] SMC有限公司 編. 現(xiàn)代實用氣動技術[M]. 機械工業(yè)出版社，2003.

[7] 成大先 主編. 機械設計手冊－氣壓傳動[M]. 化學工業(yè)出版社，2004.

[8] 徐炳輝 主編. 氣動手冊[M]. 上?？茖W技術出版社，2005.

[9] 錢國慶. QDB- I型精密氣動活塞澆注的研究與開發(fā)[D]. 南京理工大學，2002.

[10] 何呂濤. 鋼坯打號機的控制系統(tǒng)研究[D]. 武漢科技大學，2004.

[11] 寧國勤. 激光打標控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 華中師范大學，2002.

[12] 楊秀萍,魏喜新. 小型液壓打號機[J] .2000年2月.

[13] 唐懷軍，郝山德. 新型氣動鋼板打號系統(tǒng)[J]. 機械工程師，2002年11月.

[14] 武衛(wèi),辛世界,張新義,王好臣. 自動活塞澆注的研制[J]. 2002年12月.

[15] 王益泉，辛鳳蘭，劉學勝，黃濤，左鐵釧，王智勇. 鋼板激光打孔活塞澆注計算機控制的研究[J]. 計算機測量與控制. 2005年10月.

[16] 陸旭. PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施簡述[J]. 林業(yè)機械與木工設備,2006年.

[17] 姜曉勇,孟愛華,項占琴. PLC在熱軋鋼坯噴號機的應用[J]. 機電工程,2001年.

[18] 盧颯. PLC在自動噴號機控制系統(tǒng)中的應用[J]. 控制系統(tǒng)的應用,2002.

[19] 魏巍，田芳方. s7-200PLC與上位機串行通信設計[J]. 煤礦現(xiàn)代化,2006年第二期.

[20] 曹林，林紅舉，李世偉，邵子惠，宋耀華. 基于S 7 - 200的金屬銘牌打字機的研究與實現(xiàn)[J].

    成都紡織高等等?？茖W校學報, 2006年7月.

[21] 姚偉偉. 用西門子PLC實現(xiàn)長鋼軌群吊多吊集控運行[D]. 大連鐵道學院，2003年.

[22] 張廣和. 氣動數(shù)字定位控制系統(tǒng)的研究[D]. 重慶大學，2004年.

[23] 袁曉紅. 可編程控制器梯形圖語言編譯器的研究與設計[D]. 中南大學，2004年.

[24] 《Hot Spray Marking Maching Operational Manual》