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管材挤出生产线的控制系统分析与实现

作　者: 温彬洪
导　师: 游林儒；陈穗生
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 力矩电机 挤出机 伺服控制系统 PLC HMI
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


过去十年,随着中国工业高速发展,塑料管业方面也得到了令人惊奇的蓬勃发展,十年的增长高达300%。管材挤出机的发展对塑料管业的发展不可多得,但是传统的管材挤出机已经不能满足市场的发展需求。一种新型的管材生产线挤出机采用低转速大扭矩交流伺服电机驱动,其传递效率高、能耗低、挤出精度高,解决了传统挤出机的结构复杂,体积大,安装维护不方便,生产过程噪音大的缺点。随着技术的不断发展成熟,伺服电机的制造工艺和成本降低,新型挤出机会成为挤塑机的主流。通过对传统挤出机的构造进行分析,然后对新型挤出机的控制系统进行设计。在挤出机的主螺杆驱动方面,采用低转速大扭矩交流伺服电机。在控制逻辑方面,采用西门子300系列PLC组成的控制系统。通过PLC的运算能很好地控制电机的转速,熔体的温度进行PID运算,理想地进行加热冷却,切割计长的精确计数。采用西门子的WinCCflexible进行HMI的界面编程,能够有效地对设备进行监控、维护和数据存储。本论文重点介绍新型挤出机的结构,管材生产线的控制系统的硬件软件设计,还有对控制系统的HMI监控画面,最终将设备的调试步骤描述下来,并将新型挤出机与传统挤出机的性能进行比较,可见新型挤出机的能耗方面有其显著的优点。经过一年多的设计开发调试和终端用户实际生产应用,反映良好,并为企业带来一定的经济效益。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 项目来源  9
  1.2 国内外管材生产线的发展现状  9-10
  1.3 论文研究的内容与章节的安排  10-11
    1.3.1 论文的研究内容  10-11
    1.3.2 论文的章节安排  11
  1.4 本章小结  11-12
第二章 管材生产线的介绍  12-14
  2.1 管材生产线的分类及其功能  12-13
    2.1.1 管材生产线的工艺流程  12
    2.1.2 管材生产线的设备功能  12-13
  2.2 本章小结  13-14
第三章 管材生产线挤出机  14-19
  3.1 管材挤出机的优缺点对比  14-16
    3.1.1 传统管材生产线挤出机  14-15
    3.1.2 新型管材生产线挤出机  15-16
  3.2 管材生产线挤出机的构成  16-18
    3.2.1 挤压系统  17
    3.2.2 传动系统  17
    3.2.3 加热冷却装置  17-18
  3.3 本章小结  18-19
第四章 管材生产线控制系统  19-38
  4.1 控制系统的硬件选择  19-20
  4.2 伺服系统的硬件选择  20-25
    4.2.1 伺服系统的发展及其概念  20
    4.2.2 伺服系统的应用  20-22
    4.2.3 管材生产线的伺服系统选型  22-23
    4.2.4 伺服系统的电气设计  23-25
  4.3 PLC 系统的硬件设计  25-28
    4.3.1 在现在工业控制中的 PLC  25-27
    4.3.2 PLC 的选型  27
    4.3.3 现场总线的选择  27-28
  4.4 管材生产线控制系统的软件设计  28-37
    4.4.1 编程软件 STEP7 概述和编程语言的选择  28-31
    4.4.2 PLC 的硬件组态  31-34
    4.4.3 PLC 的软 PID 控制  34-37
  4.5 本章小结  37-38
第五章 管材生产线控制系统的 HMI 监控  38-48
  5.1 管材生产线的监控系统的整线界面  38-39
  5.2 管材生产线的监控系统的速度界面  39-41
    5.2.1 管材生产线的数据输入注意事项  39-40
    5.2.2 管材生产线的速度界面数据输入的操作步骤  40-41
  5.3 管材生产线的监控系统的自动落料装置米重校正界面  41-42
  5.4 管材生产线的监控系统的米重设定界面  42-43
  5.5 管材生产线的监控系统的温度设定监控界面  43
  5.6 管材生产线的监控系统的定时开关机设定界面  43-44
  5.7 管材生产线的监控系统的电机参数设定界面  44-45
  5.8 管材生产线的监控系统的配方保存界面  45
  5.9 管材生产线的监控系统的报警监视界面  45-46
  5.10 管材生产线的监控系统的其他界面(画面略)  46-47
  5.11 本章小结  47-48
第六章 调试及运行结果分析  48-52
  6.1 伺服电机的调试步骤  48-50
  6.2 生产线的性能比较  50-51
  6.3 本章小结  51-52
参考文献  52-53
附录 1： FB41 部分程序  53-56
附录 2： 高速计数程序  56-57
攻读硕士学位期间取得的研究成果  57-58
致谢  58-59
附件  59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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