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基于嵌入式系统的金属屑压块机控制系统设计研究

作　者: 孙俊灵
导　师: 刘军；邹彩虹
学　校: 河南农业大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: 金属屑压块机嵌入式控制系统数字隔离电液伺服人机接口
分类号: TG305
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
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内容摘要

对目前国内外金属屑压块机的发展现状进行了调研,分析压块机的结构、工作原理以及液压控制原理,明确了控制系统应完成的各项任务。针对目前金属屑压制过程中能耗高、压块密度不均匀、压块尺寸大小不一、可靠性差、自动化程度低等问题,对金属屑压块机控制系统进行设计和研究。本文以金属屑压块工艺步骤为分析切入点,对控制功能加以分解,通过选择合适的控制方案,设计出压块机控制系统的体系结构。综合运用智能化设计、节能设计、可靠性设计等现代设计方法,并比较分析了各方案的优缺点,确定了系统的设计方案。结合嵌入式控制实现对压块机的实时监测和控制,对金属屑压块机送料、进料、压块、出料、油温实时监测等技术进行研究和开发,从而达到提高压块的质量,提升系统的自动化程度,并减少设备的故障率和节约成本的要求。采用数字隔离、光电隔离、电源隔离等PLC设计中常用的可靠性设计措施与技术,研制出了金属屑压块机工业控制专用的控制系统。本文通过对金属屑压块机控制系统进行研究,开展了以下工作：1、介绍了压块机的基本特点、国内外发展状况及未来的发展趋势,给出了本课题的研究背景和研究路线。2、描述了金属屑压块机的工作原理及工作过程。3、为了提高压块的成型质量,对压块机的送料过程进行控制。通过采集、检测金属屑料的重量,精确控制送料机构动作,确保送料的精度。4、通过对液压系统的研究与分析,选用了电液伺服控制系统。由位置传感器、控制器和伺服阀等构成一个闭环的控制系统,实现压块位置伺服控制。5、由于压块机液压缸的油温一般不能很高,选用了数字温度传感器DS18B20对其实施温度测量。可以及早报警采取措施,从而可避免因油温过高造成密封的老化加快与渗漏油现象。6、实现了金属屑压块输出的自动传送及计件统计。设计了光电传感电路对金属屑块传送的行程物位进行检测并控制传送带工作,并可对一个工作周期内输出金属屑块的数量加以统计。

全文目录

致谢  4-6
摘要  6-7
1 绪论  7-14
  1.1 课题研究背景及意义  7-11
    1.1.1 压块机的发展及特点  7-10
    1.1.2 金属屑压块机的发展前景及方向  10-11
    1.1.3 课题研究意义  11
  1.2 课题的研究内容、技术路线及设计原则  11-14
2 金属屑压块机的机械结构  14-16
  2.1 金属屑压块机机架结构  14-15
  2.2 油缸结构示意图  15
  2.3 液压部分  15-16
3 金属屑压块机的控制  16-43
  3.1 系统工作流程  16-17
  3.2 系统控制任务分析  17
  3.3 系统控制方案选择  17-22
    3.3.1 可编程控制器PLC  17-19
    3.3.2 嵌入式控制系统  19-20
    3.3.3 控制方案的选择  20-21
    3.3.4 基于嵌入式系统的控制方案  21-22
  3.4 金属屑压块机控制器设计与实现  22-43
    3.4.1 嵌入式处理器的选择  23-25
    3.4.2 压块机进料的控制  25-35
    3.4.3 压块机的压块控制  35-37
    3.4.4 液压缸的油温监测  37-39
    3.4.5 压块数量的计数检测  39-40
    3.4.6 人机接口界面设计  40-42
    3.4.7 其他安全设计措施  42-43
4 结论  43-44
参考文献  44-47
英文摘要  47-48

基于嵌入式系统的金属屑压块机控制系统设计研究

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