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1、敏捷卫星姿态控制系统容错控制研究查重版2015-4-221、相关定义1.1、PLC基本概念早期的可编程控制器称为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC,主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术的发展,可编程逻辑控制器功能不断扩展和完善,其功能远远超出了逻辑控制的范围,具有了PID、A/D、D/A、算术运算、数字智能控制、监控及通信联网等多方面的功能,且已变成了实际意义上的一种工业控制计算机。于是,美国电器制造商协会(NEMA)将其正式命名为可编程序控制器(ProgrammableController),简
2、称PC。由于它与个人计算机(PersonalComputer)的简称PC相同,所以人们习惯仍将其称为PLC。1987年2月,国际电工委员会(IEC)对可编程序控制器的定义是:可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,是专为在工业环境下的应用而设计的。如今PLC已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程自动控制系统中[44]。3.1.222MN快锻液压机PLC控制系统组成22MN快锻液压机PLC控制系统结构图如图3-1所示。23电源模块接口模块输入模块CPU模块通信接口输出模块扩展机架其他设备其他PLC计算机通信网络接触器电磁阀指示灯电源按钮选择开关限位开关电源
3、图3-1PLC控制系统结构图Fig.3-1StructurediagramofPLCcontrolsystem22MN快锻液压机采用西门子公司S7-400系列PLC控制器作为下位机。S7-400系列PLC由机架、电源模块、CPU、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、通讯处理器、功能模块和接口模块组成[43]。数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块统称为信号模块。S7-400的模块是用机架上的总线连接起来的。S7-400系列PLC控制器的硬件组成图如图3-2所示。1.电源模块2.CPU3.信号模块4.接口模块5.机架图3-2S7-400系列PLC控
4、制器组成图Fig.3-2CompositiondiagramofS7-400seriesPLCcontroller243.1.322MN快锻液压机PLC控制系统编程软件概述STEP7是一种用于对西门子可编程逻辑控制器进行组态和编程的标准软件包。STEP7标准软件包有下列版本:(1)STEP7Micro/DOS和STEP7Micro/Win,用于S7-200上的简化单机应用程序。(2)STEP7是应用在西门子S7-300/S7-400、西门子M7-300/M7-400以及西门子C7上的[45,46]。编程语言可使用梯形图、功能块或语句表。SIMATIC管理器是
5、STEP7的中央窗口,在STEP7启动时激活(见图3-3)。图3-3STEP7项目管理器示意图Fig.3-3SchematicdiagramofSTEP7projectsupervisor使用STEP7创建一个自动化解决方案时,基本步骤为:创建项目结构——组态一个站——组态硬件——组态网络和通讯连接——定义变量——创建程序——组态操作员监控变量——将程序下载给PLC——测试程序。以上这些步骤中编辑数据所需的工具均从STEP7项目管理器中启动和编写。253.222MN快锻液压机PLC控制系统实现的功能22MN快锻液压机PLC控制系统控制对象多且复杂,其功能可概
6、括为:(1)实现液压系统在高压大流量的工况下工作平稳,无较大的冲击振动;(2)实现手动、半自动、自动、主机和操作机联动四种不同的操作方式,以及各种动作的联锁控制;(3)实现液压机在不同工况下锻造速度和锻造尺寸的控制;(4)实现液压机在不同工况下的柔度控制;(5)实现与上位机快速准确的通信。3.322MN快锻液压机PLC控制的关键问题1.2、22MnB在概念车身轻量化设计中的应用大连理工大学汽车工程学院胡平教授团队历时五年自主研发了车身结构概念阶段的设计工具VCD-ICAE(VehicleConceptDesign-IntelligentCAE)系统,该系统是
7、基于UGNX5的UGOPENAPI语言开发的。它采用参数化技术、模板技术、数据库技术和知识工程技术等先进的设计技术。该系统可快速建立参数化概念车身的几何模型;生成有限元网格模型和边界约束载荷;无缝集成了NXNastran求解器,同时也可以外挂能够读取Nastran数据的其他的CAE分析软件接口(如MSCNastran、Ansys、Abaqus等),可进行强度、刚度和模态计算,自动生成设计者所需要的后处理视图以及产品报告;该方法还可对概念车身的梁和板进行参数优化,指导和帮助用户得到满意的设计方案。该系统已在UGNX5.0中成功实现商品化,并且在国内汽车主机厂得
8、到应用。本章将前三章研究获得的22MnB5的基础性能
