315mn快锻液压机电控系统的研究和设计

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1、31．5MN快锻液压机电控系统的研究和设计重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：王昌垒指导教师：杨继东副教授专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二0一二年五月≈o，l⋯Ⅲ⋯lI

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11、IY2152588ResearchonElectronicControlSystemof31．5MNFastForgingPress④AThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequireme

12、ntfortheMaster’SDegreeofEngineeringBy—WangChangleiSupervisedbyAssistantProf．YangJingdongMajor：MechatronicsCollegeofMechanicalEngineeringofChongqing一一——一——University，Chongqing，China．-／一一一，May2012中文摘要摘要快锻液压机是压力加工的重要设备，已经成为衡量一个国家科技发展水平的重要指标之一。近几年来，随着计算机技术和

13、信息技术的发展，人们对于产品的加工质量和生产率要求越来越高。这就势必要求研制一套适合快锻液压机组的控制系统，使锻造尺寸精度和锻造速度得到提高，从而缩短锻造时间、节省钢材，获得更好的经济效益。本文针对31．5MN快锻液压机组液压控制系统的特点，设计PLC控制系统并通过建模仿真验证是否达到液压系统要求。论文首先综合大量国内外快锻液压机资料，介绍了31．5MN快锻液压机组的系统组成，包括本体结构、操作机、液压控制系统，详情分析了锻造液压机的控制特性和工作特性，设计了PLC控制系统，系统采用工业控制计算机与西

14、门子S7—300系列PLC控制器组成上下位机系统。然后针对系统中检测、控制对象多和控制规律复杂的特点，从系统的稳定性、可扩展性、易用性、易维护性出发，提出了PROFIBUSDP主一从方式的总线控制系统，控制器与工业计算机采用西门子高速工业以太网通信，同时分析了快锻液压机组联动下的工作原理以及控制流程设计和通信数据结构设计。接下来进行了电气传动系统设计、操作台面板设计、液压机组PLC控制系统硬件设计；针对快锻液压机冲击振动大的问题，在研究锻造曲线和卸压曲线的基础上，分别设计了31．5MN快锻液压机手动、

15、半自动、自动三种工作模式的PLC控制方案，计算了快锻系统PLC响应时间；为达到用户对31．5MN快锻液压机整个工作生产过程可视化的要求，设计了工业控制机监测界面和触摸屏监控界面，为以后进一步的软件设计打下基础。最后针对蓄能器快锻液压系统，推导了关键元件的数学模型，建立了边缸子系统、回程缸子系统、负载子系统、PID控制器仿真模型，并对仿真模型进行封装，建立了31．5MN快锻液压机蓄能器快锻系统仿真模型并进行了Matlab／Simulink仿真，结果表明系统满足控制要求。关键词：快锻液压机；PLC控制系统

16、；PROFIBUSDP；数学模型；重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTFastforginghydraulicpressisanimportantequipmentaboutpressureprocessing，whichhasbecomeanimportantindexofnationalscienceandtechnologydevelopmentlevel．Recently^withthedevelopmentofcomputerandinformationtechnology,theq

17、ualityandproductivityaregettinghigherandhigher．Asaresult，asuitablyfasthydraulicunitcontrolsystemisneeded．SOforgingsizeaccuracyandforgingspeedareimproved，andthetimeisshortened．andthesteelissaved，andtheeconomicbenefitbecomesbetter．Inviewofthecharacteristi

18、csofthehydrauliccontrolsystemof31．5MNfastforginghy&aulicpress，PLCcontrolsystem"WaSdesigned，andbuildingmodelandsimulationweretoanswerthequestionwhetherthehydraulicsystemmeetedrequirements．Firstly,Lotsofdomesticandforeignfastforgin