液压成型的模拟控制

1、一、 绪论1.1引言液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量。1.2控制示意图液压成型的控制示意图如下所示：1.3 系统分析 组态系统

2、需要15个灯：分别为a、b、c、d、e、f、b、c、d、e、L1、L2、L3L4、BZ以及对应的数据变量，在设备窗口中需要构建通用串口父设备和西门子S7-200PPI的子设备1.4任务说明启动后，液压装置BZ亮，a、b、c、d、e、f灯亮。当按下启动按钮后，L4L3L2L1逐渐变亮，当L2灯亮时，c、d灯灭，b、e灯亮，接着L1灯亮时，b、e灯灭，c、d灯亮。液压成形完成。停止时，L1L2L3L4逐渐灯灭。b¹、c¹、d¹、e¹保持灯亮。二 液压成型模拟控制的总体设计2.1 设计内容2.2 系统控制总框图系统硬件配置机构框图所示，包括中央处理单元及I/O

3、扩展单元、检测元件（光电开关和接近开关等）、控制元件（交流接触器和电磁阀）以及执行元件（电动机）等几部分。操作人员给出操作指令并指示设备的运行状态，机器启停、功能切换、工况检测、运行状态、故障报警等，检测元件检测料位位置、投料结束信号，以及各部分的动作完成情况；PLC自动循环扫描各个输入输出点的当前状态，并根据梯形图程序所确定的逻辑关系跟新输出点的状态，通过通断交流接触器和电磁阀来控制电动机的启停，从而完成从包装箱到位到产品落入包装箱内完成计数，流动的过程，完成一个工作流程。执行元件控制元件 输入输出单元中央处理单元CPU2.2 系统设计流程图第三章 电器原件的选择及I/O 分配3.1 可编程

4、控制器可编程控制器（Programmable Controller）的英文缩写是PC，容易同个人计算机（Personal Computer）混淆，因此通常都称其为PLC（Programmable Logic Controller）。PLC是在继电器控制基础上以微处理器为核心，将自动控制技术，计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制系统，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。3.2 电源开关和按钮的选择开关是用于接通和断开电路的电器。常用的开关有

5、刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。随着社会和科技的不断发展，现代工厂企业车间甚至用户都不在运用这些“古董”产品，被取而代之的是断路器。断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。断路器的分类方式有多种，常见的有按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作

6、；按结构分：有万能式和塑壳式；按使用类别分：有选择型和非选择型；按灭弧介质分：有油浸式、六氟化硫、真空式和空气式；按动作速度分：有快速型和普通型；按极数分：有单极、二极、三极和四极等；按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。在这里我们主要介绍三种根据使用级别和分断能力从大到小依次是：框架式（万能式）断路器；塑壳式断路器；小型断路器。按钮开关是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器、电磁起动器等。3.3 熔断器的选择熔断器其实就是一种短路保护器，主要进行短路保护或严重过载保护。根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔

7、化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。3.4 接触器和热继电器的选择接触器（Contactor）狭义上是指能频繁关合、承载和开断正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置。它应用于电力、配电与用电。接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。它的控制对象主要是电动机、电热设备、电焊机及电容器组等。热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀

8、系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用3.5 I/O地址分配I/o控制分配输入： 输出：启动：SB1：I0.0 a: Q0.0 f :Q0.5停止：SB2：I0.1 b: Q0.1 b:Q0.6 c: Q0.2 c:Q0.7 d: Q0.3 d:Q1.0 e: Q0.4 e:Q1.1 L1:Q1.2 L2 : Q1.3 L3:Q1.4 L4 : Q1.5 BZ:Q1.63.6 元器件清单：驱动、停止开关 品名 ：按钮

9、开关 启动开关 型号 ： LA38-11 （红/绿） 触点 ：双触点(一常开触点 一常闭触点)热继电器 型号 ：NR2-25G/Z 额定电流：0.1-10A接触器 型号 ：CJIOZ-40/3 额定电压：220V 额定电流：10A 低压断路器 型号：DZ5系列低压断路器 工作电流：0.15-50A 熔断器 型号 ：RL1-15 工作电流：2-20A 四、PLC程序设计4.1 PLC外部控制接线图 PLC控制系统的大多数I/O都属于开关量信号，信号的连接方式与PLC、I/O模块有关，下面主要介绍PLC常用的开关量I/O信号的连接方式、接口电路原理与I/O接口线路的设计特点。PLC控制系统的各种按

10、钮、行程开关、接触器/继电器触点、传感器的检测输入等都属于开关量输入信号的范畴。开关量输入信号一般都可以与PLC直接连接，通过接口电路转换成内部信号，不同PLC的输入接口电路可能有所不同，但其工作原理类似。为了提高系统的抗干扰能力与可靠性，输入接口电路一般都需要用光耦进行一次与两次电路的绝缘，接口电路通常还设计有RC滤波电路，因此输入信号的响应一般有10ms左右延时。该系统PLC外部接线图如下图：4.2 液压成型的模拟控制梯形图PLC的编程方法主要有经验设计法和逻辑设计法。逻辑设计是以逻辑代数为理论基础，通过列写输入与输出的逻辑表达式，再转换成梯形图。由于一般逻辑设计过程比较复杂，而且周期较大

11、，大多采用经验设计的方法。所谓经验设计是在一些典型应用基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，选用一些基本环节，适当组合、修改、完善，使其成为符合控制要求的程序。一般经验设计法没有普通的规律可以遵循，只有在大量的程序设计中不断地积累、丰富自己，并且逐渐形成自己的设计风格。一个程序设计的质量，以及所用的时间往往与编程者的经验有很大关系。 根据控制要求编写的梯形图程序如下所示： 4.3、液压成型的模拟控制结果 通过液压成型模拟控制可以看出，当按下启动按钮以后af都亮，由BZ开始到L1逐渐亮，与实验的控制要求吻合，当按下停止按钮以后，由L1开始到BZ逐渐熄灭，也与实验的控制要求完全一致。4.4、任

12、务结果分析 当按下启动按钮I0.0以后，M0.0置位为1，定时器T37开始定时，产生1S的周期，当T37上升沿计数器C1开始计时，在C1=1时，BZ以及af都亮，然后C1=2,此时L4亮，然后L3亮，然后L2亮，且c、d灯灭，b、e灯亮，然后L1灯亮时，b、e灯灭，cd灯亮，液压成型如上图为此时的结果。当按下停止按钮以后，L1L2L3L4逐渐灯灭。b、c、d、e保持灯亮。此时C1=1然后当C1=11时，计数器复位，进入下一轮的液压成型工作。 实验结果与理论的控制要求完全的吻合。 由于将输出口的状态传到了组态软件中，所以能很好的监控实际液压成型的运行状况。 但是由于传输的延迟作用，监控的结果比实

13、际的情况要滞后些。但并不影响监控的准确性。五、心得与体会 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础. 通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基

14、本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的孙老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。 同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢