低压悬臂铸造机控制系统设计及研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800005硕士学位论（文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：机械工程论文题目：低压悬臂铸造机控制系统设计及研究英文题目：DesignandResearchofControlSystemforLowPressureCantileverCastingMachine学生姓名：王琦校内导师：毕俊喜教授校外导师：史晓平高级工程师二○一八年六月原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发

2、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于

3、发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：内蒙古工业大学硕士学位论文摘要随着经济的快速发展，制造业对薄壁合金产品的需求量越来越大。尤其是汽车行业正在加速推进整车轻量化的进程，镁、铝合金被越来越多的汽车生产商所青睐。其中，铝合金已被广泛应用于汽车零部件的制造，比如轿车轮毂、缸盖、缸体等大部分零部件均采用铝合金制成。而低压铸造技术对于生产这些部件具有很大优势，与

4、金属型铸造和压铸相比，低压铸造生产出来的铸件质量好，无需补缩冒口，金属材料利用率高，生产成本低。因此低压铸造技术在工业的节能降耗，提高铸件质量上具有非常重要的意义。目前企业使用的四柱低压铸造机及低压悬臂铸造样机在结构及控制系统方面存在许多问题，本文通过对问题进行研究分析，根据改进后的低压悬臂铸造机结构，对其控制系统进行改进和集成。该控制系统使用西门子S7-200SMART型PLC作为主要控制核心，使用组态王软件作为人机界面开发工具，对低压悬臂铸造机的生产工艺过程进行组态，可以基本实现低压悬臂铸造机的自动化远程监测及控制，有效提高生产效率，减少劳动

5、力的投入。本文针对低压悬臂铸造机所使用的四个伺服电机，通过PLC自带的两个高速脉冲输出口（PTO）及拓展的三个EM253定位模块结合使用，实现铸造机在x、y、z三个轴的运动及悬臂旋转的精确控制。然后对低压铸造机的液面加压系统进行分析研究，建立相应气路控制的数学模型，通过先进的控制理论及计算机仿真，将模糊PID控制与西门子PLC高级编程结合起来，并使用Matlab中的Simulink对所采用的智能算法进行仿真分析和对比，有效提高了低压铸造液面加压系统的控制精度。课题的研究对低压悬臂铸造机自动化生产与系统集成具有一定的理论和研究意义。关键词：低压悬臂

6、铸造机；S7-200SMART；模糊PID；Simulink；组态；I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofindustry,thedemandforthin-walledalloyproductsinvariousfieldsareincreasing.Especiallyautomobileindustry,gettingmoreandmorelightweight.Alargeamountofmagnesiumalloy,especiallyaluminumalloy,canreplacestee

7、l.Thatmagnesiumalloywidelyusedinthekeypartsofthecarshell,hub,cylinderhead,cylinderblock.Low-pressurecastingtechnologyhasgreatadvantagesfortheproductionofpartsandcomponents.Comparedwithmetalcastinganddiecasting,thelow-pressurecastingdoesn’tneedfeedrisers,hashighmetalmaterialut

8、ilization,lowproductioncostsandhasgreatquality.Therefore,low-pressur