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弧状竹片双向预应力展平机PLC控制系统的研究

作　者: 孙彦欣
导　师: 梅玉春
学　校: 南京林业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 竹片展平双向预应力 PLC控制可编程终端可视化界面
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着市场需求的变化和科学技术的进步,竹材加工业蓬勃发展,不断开发出新的竹材产品,如竹材胶合板、竹地板等。因此,竹平板的制备占据了至关重要的地位。为了保证竹平板加工的质量,提高竹材的利用率,要选择适当的加工方法,且必须要有专用的竹材加工设备。随着计算机技术和自动控制技术的相互渗透,工业控制系统得到广泛的应用。本文首次将PLC控制技术应用于竹片展平设备,实现弧状竹片双向预应力无裂缝展平。本课题在研究获得弧状竹片展平工艺参数的基础上,分析了竹片展平机自动化控制的意义,综述了国内外竹材加工利用的现状；重点介绍了基于PLC的弧状竹片预应力展平机的控制系统,以及应用压力传感器和位置传感器进行模拟量采集的相关设计。所研发的控制系统选用OMRON公司的C200HE型可编程序控制器作为主控设备,通过在线检测展平主压板位置,协调控制液压系统,以适应展平不同弧状弓高的弧状竹片。此外,通过在线检测主压板压力和侧压板压力,来调节主压板压力和侧压板压力,使双向预应力恰当关联,保证不同厚度的弧状竹片无裂缝展平。本弧状竹片展平控制系统软件设计,包括整个手动／自动PLC控制程序编写和触摸屏人机对话界面编程两部分。通过控制程序实现对液压系统电磁阀的控制,进而控制主压板的进给位移,并根据竹片的不同弧弓高和厚度,控制系统自适应产生大小合适的主压板和侧压板压力,即双向预应力,完成弧状竹片无裂缝展平；通过触摸屏建立良好的人机对话界面,实现整个操作控制的可视化操作。其中人机对话界面包括展平初始参数的设置、动态显示展平压力和展平位置曲线、事故报警等功能。本课题针对弧状竹片双向预应力展平机研发出一套完整的自适应控制系统。可自适应解决不同竹片原材料,及其宽度不一、厚度不一、弧弓高不一、曲率半径不一等无裂缝展平难点,在竹片展平工艺和装备上进行了前所未有的创新,具有较高的推广价值。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 选题背景及意义  9-11
    1.1.1 选题背景  9-10
    1.1.2 选题意义  10-11
  1.2 国内外相关方面研究动态  11-14
    1.2.1 弧状竹片软化技术  11
    1.2.2 弧状竹片展平技术  11-13
    1.2.3 与竹材展平相关领域的研究  13-14
  1.3 课题研究内容及方法  14-17
    1.3.1 研究内容  14-16
    1.3.2 技术路线  16-17
  1.4 控制方案的选择  17-20
    1.4.1 DCS系统  17
    1.4.2 单片机系统  17-18
    1.4.3 PLC系统  18-19
    1.4.4 工业PC系统  19
    1.4.5 最终方案的确定  19-20
2 控制系统总体方案设计  20-34
  2.1 竹片展平工艺简介  20
  2.2 弧状竹片展平控制系统的总体方案设计  20-22
    2.2.1 以PLC为基础的工业控制系统应用  20-21
    2.2.2 弧状竹片双向预应力展平机的控制方案  21-22
  2.3 控制系统通信网络介绍  22-24
    2.3.1 通信方式的选择  22-23
    2.3.2 串行通信及接口标准  23-24
  2.4 PLC系统通信设计  24-33
    2.4.1 OMRON PLC网络系统  24-25
    2.4.2 HOST Link通信系统  25-26
    2.4.3 通过RS-232C串口建立1:1 HOST Link系统  26-33
  2.5 本章小结  33-34
3 弧状竹片双向预应力展平控制系统硬件设计  34-48
  3.1 系统的总体分布  34-36
  3.2 主控设备的选择  36-43
    3.2.1 上位机  36
    3.2.2 可编程控制器(PLC)  36
    3.2.3 C200HE PLC的系统组成  36-43
  3.3 各种信号的采集  43-46
    3.3.1 传感器的选择标准  44-45
    3.3.2 本系统所选用的传感器  45-46
  3.4 可编程终端  46-47
  3.5 本章小结  47-48
4 弧状竹片双向预应力展平控制系统软件设计  48-65
  4.1 PLC控制系统设计的步骤和原则  48
    4.1.1 控制系统设计的一般步骤  48
    4.1.2 控制系统设计的原则  48
  4.2 控制系统的软件实现  48-58
    4.2.1 控制系统实现竹片展平过程定性描述  49-53
    4.2.2 主程序控制流程图  53-55
    4.2.3 PLC输入输出端子分配  55-58
  4.3 监控系统人机界面的设计  58-64
    4.3.1 OMRON可编程终端NS10简介  58-59
    4.3.2 基本配置窗口的创建  59-64
    4.3.3 监控软件的操作流程  64
  4.4 本章小结  64-65
5 控制系统调试情况  65-72
  5.1 控制系统在生产线上的安装情况  65-66
  5.2 控制系统在生产线上的试运行情况  66-71
    5.2.1 竹片制备  67-68
    5.2.2 弧状竹片展平  68-71
  5.3 本章小结  71-72
6 结论与展望  72-75
  6.1 全文总结  72-73
  6.2 创新点  73
  6.3 工作展望  73-75
附录  75-78
参考文献  78-81
详细摘要  81-83
Abstract  83-84

弧状竹片双向预应力展平机PLC控制系统的研究

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