《基于PLC金属挤压机的电气控制系统设计与实现》开题报告3200字

基于PLC金属挤压机的电气控制系统设计与实现开题报告一、选题的背景和意义传统的金属液压机是指挤压产品的出口方向与挤压轴的移动方向相反，更确切地说，挤压产品与挤压筒之间没有相对移动的挤压过程是金属液压机。现代金属挤压机通常有两个压轴：模具轴和挤压轴。在挤压过程中，模具的轴是不变的，挤压轴与挤压圆筒同时运动，从而实现挤压[1]。20世纪末期，全球金属成形产业进入了一个崭新的阶段；在经济高速发展的时代，各种金属挤压产品在国民经济中的应用越来越广泛。随着产品用途的扩大，客户对产品的要求越来越高，产品质量也越来越好；精密挤压产品的需求量也在不断增长。目前，国内外学者普遍认为，采用金属液压机工艺对铜合金、铝合金线坯、棒材、型材和管材进行挤压是最好的。由于金属液压机时，挤压筒壁与坯锭之间没有摩擦力，因此，挤压时所需的挤压力小于前向挤压时，可增大坯锭直径，减小坯料温度，因此，从原料和设备上看，采用金属挤压机具有改善产品品质的优势[2]。随着挤压加工技术的发展，电力控制技术和电力自动化设备的发展迅速，PLC的控制系统也在不断更新；电力电子器件的开发和应用，是一个新的发展方向。水力与电控之间的联系也日益紧密，金属挤压工艺必须在各方面的技术发展中得到发展。随着新工艺、新部件的应用，电子控制技术的发展，使挤压机的大型化、成套化、自动化等成为可能。随着市场的日益加剧，对设备的轻量化、模块化、高品质、高效率的要求，对挤压设备的电气控制系统结构、效率和控制提出了更高的要求[3]。随着逆向挤压技术的不断发展，对挤压机的电控系统的研究和设计也越来越迫切。合理、精确的电气控制系统能使设备的动作速度得到更好的控制，从而达到控制要求；提高控制精度、提高生产效率、提高产品质量，是今后金属挤压设备推广的关键。本课题的研究目标和意义是：利用现代先进的控制技术和技术手段，对金属挤压机的电气控制系统进行了研究，以期达到对机械加工过程的要求，将多种设计手段有机地结合起来，并能在生产过程中采集有关的信息，为今后的技术发展作好技术上的铺垫。金属挤压机的优势如下：1.由于挤压筒体和坯锭之间没有摩擦，所以挤压的压力明显低于前挤压。可以在低温下维持高挤压压力，用于挤压不易变形的物料；2.在挤压件的纵向上，金属的变形均一，其组织和机械性能基本相同；3.压残废渣等明显减少，成品率高于向前挤压；4.可以使用更长的锭子，有利于提高设备的效率，保证产品的持续。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本文设计了一种新型的金属挤压机床，并进行了电子控制系统的设计与实现。首先对金属挤压机的生产过程及控制要求进行了分析，并对其进行了电控系统的设计。在此基础上，本文对其主要的控制目标、PLC的选择、液压系统的分析、控制电路的设计进行了较为详尽的讨论。所研制的电控系统具有稳定、可靠的特点，与以往的挤压机相比，提高了挤压机的工作效率，为开发金属挤压机提供了技术保障。该装置采用液力驱动与电子控制相配合，采用电液比例调节器控制的多个轴向活塞泵按照某种组合方式配置并配合工作，能保证各个执行器的工作转速和工作压力。其它具有代表性的电力系统的控制机构：每一台水泵的起动马达；送锭机器人的伺服马达；进锭变频电机，推锭变频电机，各液压缸传动装置控制电磁阀，比例阀。该挤压机主要部件的工作过程为：供锭段将钢锭送至挤压机上，挤压简向前，模轴后撤，衬板升高，挤压轴将坯料和衬垫推入挤压桶内，挤压结束，主缸卸下压力，主柱后撤，压力与剩余分开，整个工作周期结束。金属挤压技术，因为技术上的考虑，它起初是被用来压制铝。可编程控制器自诞生至今不过三十多年，但因其具有高集成度、体积小、容量大、速度快、使用方便、高性能等优点，一直备受人们的重视与重视，至今有关PLC的技术也逐渐趋于完善。由于我国的技术水平的提高，目前已经在国内外很多地区得到了应用。与国内同类产品的某些金属挤压机不同，在控制与监测上，大多是通过工业电脑进行或遥控，以实现对其进行控制，并对其进行监测。另外，在数据的收集和存贮上，由于当前使用的监测系统“组态王”等，只有在安装了这个系统的计算机上才能进行读取和读取。这样既不便于远程监测和输出资料。近几年来，金属挤压技术有了长足的发展，各种不同的挤压成型工艺应运而生。金属液压机技术具有较高的挤压速度、较长的锭子和较薄的压余量，从而使挤压设备的生产效率得到了显著的提高，有着良好的应用前景。在挤压机上，金属挤压是一种很有意义的类型，它比前推挤压设备具有更高的工作效率和更高的生产率。在挤压过程中，其模具的轴心是静止的，挤压圆筒与挤压棒（塞子）共同移动，从而使挤压的速率更高，使铸锭长度更长，压余更细[9]。由于坯锭和挤压机缸没有任何的相对移动，仅有接近死区的那一段有相对的滑动，因此，坯料的变形区域分布在模具周围，并具有较好的流动性，从而使挤压产品具有更好的产品质量。图1金属挤压机结构图三、研究的方法与技术路线文献研究法对国内外相关的文献资料进行搜集整理，主要于PLC，控制系统等关键词，为接下来的研究，提供理论基础。实验法：首先对金属挤压机的生产过程及控制要求进行了分析，并对其进行了电控系统的设计。在此基础上，本文对其主要的控制目标、PLC的选择、液压系统的分析、控制电路的设计进行了较为详尽的讨论。所研制的电控系统具有稳定、可靠的特点，与以往的挤压机相比，提高了挤压机的工作效率，为开发金属挤压机提供了技术保障。技术路线：本文以金属挤压机为研究对象，具体内容是对金属挤压机自动控制系统进行总体方案设计，介绍主要参数、计算规定、硬件系统组成和选型等。自动控制系统的详细介绍，以及自动控制系统。完成方式是设计PLC控制方案、液压传动系统/电气连接和手机软件操作方案。根据关键运营目标绩效指标的分析和模型，明确控制措施和运营程序，并根据管理程序的建立、输出数据信息的收集和主要参数对绩效指标进行认证和调整设计计划，以及组织运动的观察。完成金属挤压机各机构的精准适配和技术规程，进行金属挤压机自动控制系统的设计方案。四、研究的总体安排与进度11月15日前：开始选题，在实践中与指导老师商讨，确定毕业论文题目及写作方向。11月25日前：通过查询资料并结合写作方向，完成论文任务书的撰写。12月20日前：完成论文开题报告的撰写。2月20日前：根据开题报告和任务书的内容设计，对论文初稿进行撰写。并在老师的帮助下，修改定稿。3月31日前：论文定稿，准备论文答辩稿4月20日前：完善自己的答辩稿，做好答辩准备。4月至5月：前往学校，进行线下答辩。5月30日前：根据答辩评委的意见，重新对论文进行修改完善，在学校系统进行终稿上传。五、主要参考文献[1]何润琴,李林利,戴积峰.基于PLC的铝合金挤压铸造定量浇注系统的改进[J].热加工工艺,2021,50(19):63-66.DOI:10.14158/ki.1001-3814.20201642.[2]何怡茂.S1500PLC和RKC温控模块在螺杆挤压机中的应用[J].国际纺织导报,2019,47(12):34-37.[3]马晓军.挤压车间1600吨挤压机PLC控制系统改造方案[J].科学技术创新,2019(15):43-44.[4]庄进.双轴连续挤压包覆生产线同步控制研究[D].大连交通大学,2016.[5]李建平.基于PLC的卧式锂带挤压机控制系统设计与应用[J].科技视界,2015(17):74-75.DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2015.17.054.[6]李耀程.400型连续挤压机的PLC控制系统研究[J].门窗,2015(01):127.[7]刘晨思.金属材料挤压机结构与系统设计研究[D].苏州大学,2014.[8]蒋婷婷.大型挤压机监控系统方案设计及实验研究[D].中南大学,2012.[9]王红东.挤压机PLC控制线路改进[J].电工技术,2012(04):38+50.[10]柴婷婷,李卓伟.西门子PLC在铝挤压机控制中的应用[J].现代电子技术,2012,35(05):189-191.DOI:10.16652/j.issn.1004-373x.2012.05.053.[11]ZhongHX.ThePLCControlofPackagingProductionLine[J].PackagingEngineering,2002.[12]LiuC,Xiao-GangLI.ApplicationofPLCinPackagingMachine[J].PackagingEngineering,2004.[13]ChenM.DesignofQuadriplexExtrusionLineControlSystemBasedonControlNet[J].AtlantisPress,2014.[14]YinX.ApplicationofPLCtoTemperatureControlSystemforPlasticsExtrusionMachine[J].ChinaPlasticsIndustry,2002.[15]WangYZ.ApplicationofPLCandFrequencyControlinRisingIngotsApparatusforExtrusionMachine[J].MechanicalEngineering&Automation,2012.[16]贾振越,陈海周,张绍君,等.管式充液成型设备横向挤压缸运动控制分析[J].机械设计,2022,39(S01):4.[17]吴熙.铝挤压机数据采集及其呈