《基于PLC金屬擠壓機的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》開題報告3200字

基于PLC金屬擠壓機的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)開題報告一、選題的背景和意義傳統(tǒng)的金屬液壓機是指擠壓產(chǎn)品的出口方向與擠壓軸的移動方向相反，更確切地說，擠壓產(chǎn)品與擠壓筒之間沒有相對移動的擠壓過程是金屬液壓機。現(xiàn)代金屬擠壓機通常有兩個壓軸：模具軸和擠壓軸。在擠壓過程中，模具的軸是不變的，擠壓軸與擠壓圓筒同時運動，從而實現(xiàn)擠壓[1]。20世紀(jì)末期，全球金屬成形產(chǎn)業(yè)進入了一個嶄新的階段；在經(jīng)濟高速發(fā)展的時代，各種金屬擠壓產(chǎn)品在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用越來越廣泛。隨著產(chǎn)品用途的擴大，客戶對產(chǎn)品的要求越來越高，產(chǎn)品質(zhì)量也越來越好；精密擠壓產(chǎn)品的需求量也在不斷增長。目前，國內(nèi)外學(xué)者普遍認為，采用金屬液壓機工藝對銅合金、鋁合金線坯、棒材、型材和管材進行擠壓是最好的。由于金屬液壓機時，擠壓筒壁與坯錠之間沒有摩擦力，因此，擠壓時所需的擠壓力小于前向擠壓時，可增大坯錠直徑，減小坯料溫度，因此，從原料和設(shè)備上看，采用金屬擠壓機具有改善產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)勢[2]。隨著擠壓加工技術(shù)的發(fā)展，電力控制技術(shù)和電力自動化設(shè)備的發(fā)展迅速，PLC的控制系統(tǒng)也在不斷更新；電力電子器件的開發(fā)和應(yīng)用，是一個新的發(fā)展方向。水力與電控之間的聯(lián)系也日益緊密，金屬擠壓工藝必須在各方面的技術(shù)發(fā)展中得到發(fā)展。隨著新工藝、新部件的應(yīng)用，電子控制技術(shù)的發(fā)展，使擠壓機的大型化、成套化、自動化等成為可能。隨著市場的日益加劇，對設(shè)備的輕量化、模塊化、高品質(zhì)、高效率的要求，對擠壓設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、效率和控制提出了更高的要求[3]。隨著逆向擠壓技術(shù)的不斷發(fā)展，對擠壓機的電控系統(tǒng)的研究和設(shè)計也越來越迫切。合理、精確的電氣控制系統(tǒng)能使設(shè)備的動作速度得到更好的控制，從而達到控制要求；提高控制精度、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量，是今后金屬擠壓設(shè)備推廣的關(guān)鍵。本課題的研究目標(biāo)和意義是：利用現(xiàn)代先進的控制技術(shù)和技術(shù)手段，對金屬擠壓機的電氣控制系統(tǒng)進行了研究，以期達到對機械加工過程的要求，將多種設(shè)計手段有機地結(jié)合起來，并能在生產(chǎn)過程中采集有關(guān)的信息，為今后的技術(shù)發(fā)展作好技術(shù)上的鋪墊。金屬擠壓機的優(yōu)勢如下：1.由于擠壓筒體和坯錠之間沒有摩擦，所以擠壓的壓力明顯低于前擠壓?？梢栽诘蜏叵戮S持高擠壓壓力，用于擠壓不易變形的物料；2.在擠壓件的縱向上，金屬的變形均一，其組織和機械性能基本相同；3.壓殘廢渣等明顯減少，成品率高于向前擠壓；4.可以使用更長的錠子，有利于提高設(shè)備的效率，保證產(chǎn)品的持續(xù)。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題本文設(shè)計了一種新型的金屬擠壓機床，并進行了電子控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。首先對金屬擠壓機的生產(chǎn)過程及控制要求進行了分析，并對其進行了電控系統(tǒng)的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，本文對其主要的控制目標(biāo)、PLC的選擇、液壓系統(tǒng)的分析、控制電路的設(shè)計進行了較為詳盡的討論。所研制的電控系統(tǒng)具有穩(wěn)定、可靠的特點，與以往的擠壓機相比，提高了擠壓機的工作效率，為開發(fā)金屬擠壓機提供了技術(shù)保障。該裝置采用液力驅(qū)動與電子控制相配合，采用電液比例調(diào)節(jié)器控制的多個軸向活塞泵按照某種組合方式配置并配合工作，能保證各個執(zhí)行器的工作轉(zhuǎn)速和工作壓力。其它具有代表性的電力系統(tǒng)的控制機構(gòu)：每一臺水泵的起動馬達；送錠機器人的伺服馬達；進錠變頻電機，推錠變頻電機，各液壓缸傳動裝置控制電磁閥，比例閥。該擠壓機主要部件的工作過程為：供錠段將鋼錠送至擠壓機上，擠壓簡向前，模軸后撤，襯板升高，擠壓軸將坯料和襯墊推入擠壓桶內(nèi)，擠壓結(jié)束，主缸卸下壓力，主柱后撤，壓力與剩余分開，整個工作周期結(jié)束。金屬擠壓技術(shù)，因為技術(shù)上的考慮，它起初是被用來壓制鋁?？删幊炭刂破髯哉Q生至今不過三十多年，但因其具有高集成度、體積小、容量大、速度快、使用方便、高性能等優(yōu)點，一直備受人們的重視與重視，至今有關(guān)PLC的技術(shù)也逐漸趨于完善。由于我國的技術(shù)水平的提高，目前已經(jīng)在國內(nèi)外很多地區(qū)得到了應(yīng)用。與國內(nèi)同類產(chǎn)品的某些金屬擠壓機不同，在控制與監(jiān)測上，大多是通過工業(yè)電腦進行或遙控，以實現(xiàn)對其進行控制，并對其進行監(jiān)測。另外，在數(shù)據(jù)的收集和存貯上，由于當(dāng)前使用的監(jiān)測系統(tǒng)“組態(tài)王”等，只有在安裝了這個系統(tǒng)的計算機上才能進行讀取和讀取。這樣既不便于遠程監(jiān)測和輸出資料。近幾年來，金屬擠壓技術(shù)有了長足的發(fā)展，各種不同的擠壓成型工藝應(yīng)運而生。金屬液壓機技術(shù)具有較高的擠壓速度、較長的錠子和較薄的壓余量，從而使擠壓設(shè)備的生產(chǎn)效率得到了顯著的提高，有著良好的應(yīng)用前景。在擠壓機上，金屬擠壓是一種很有意義的類型，它比前推擠壓設(shè)備具有更高的工作效率和更高的生產(chǎn)率。在擠壓過程中，其模具的軸心是靜止的，擠壓圓筒與擠壓棒（塞子）共同移動，從而使擠壓的速率更高，使鑄錠長度更長，壓余更細[9]。由于坯錠和擠壓機缸沒有任何的相對移動，僅有接近死區(qū)的那一段有相對的滑動，因此，坯料的變形區(qū)域分布在模具周圍，并具有較好的流動性，從而使擠壓產(chǎn)品具有更好的產(chǎn)品質(zhì)量。圖1金屬擠壓機結(jié)構(gòu)圖三、研究的方法與技術(shù)路線文獻研究法對國內(nèi)外相關(guān)的文獻資料進行搜集整理，主要于PLC，控制系統(tǒng)等關(guān)鍵詞，為接下來的研究，提供理論基礎(chǔ)。實驗法：首先對金屬擠壓機的生產(chǎn)過程及控制要求進行了分析，并對其進行了電控系統(tǒng)的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，本文對其主要的控制目標(biāo)、PLC的選擇、液壓系統(tǒng)的分析、控制電路的設(shè)計進行了較為詳盡的討論。所研制的電控系統(tǒng)具有穩(wěn)定、可靠的特點，與以往的擠壓機相比，提高了擠壓機的工作效率，為開發(fā)金屬擠壓機提供了技術(shù)保障。技術(shù)路線：本文以金屬擠壓機為研究對象，具體內(nèi)容是對金屬擠壓機自動控制系統(tǒng)進行總體方案設(shè)計，介紹主要參數(shù)、計算規(guī)定、硬件系統(tǒng)組成和選型等。自動控制系統(tǒng)的詳細介紹，以及自動控制系統(tǒng)。完成方式是設(shè)計PLC控制方案、液壓傳動系統(tǒng)/電氣連接和手機軟件操作方案。根據(jù)關(guān)鍵運營目標(biāo)績效指標(biāo)的分析和模型，明確控制措施和運營程序，并根據(jù)管理程序的建立、輸出數(shù)據(jù)信息的收集和主要參數(shù)對績效指標(biāo)進行認證和調(diào)整設(shè)計計劃，以及組織運動的觀察。完成金屬擠壓機各機構(gòu)的精準(zhǔn)適配和技術(shù)規(guī)程，進行金屬擠壓機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。四、研究的總體安排與進度11月15日前：開始選題，在實踐中與指導(dǎo)老師商討，確定畢業(yè)論文題目及寫作方向。11月25日前：通過查詢資料并結(jié)合寫作方向，完成論文任務(wù)書的撰寫。12月20日前：完成論文開題報告的撰寫。2月20日前：根據(jù)開題報告和任務(wù)書的內(nèi)容設(shè)計，對論文初稿進行撰寫。并在老師的幫助下，修改定稿。3月31日前：論文定稿，準(zhǔn)備論文答辯稿4月20日前：完善自己的答辯稿，做好答辯準(zhǔn)備。4月至5月：前往學(xué)校，進行線下答辯。5月30日前：根據(jù)答辯評委的意見，重新對論文進行修改完善，在學(xué)校系統(tǒng)進行終稿上傳。五、主要參考文獻[1]何潤琴,李林利,戴積峰.基于PLC的鋁合金擠壓鑄造定量澆注系統(tǒng)的改進[J].熱加工工藝,2021,50(19):63-66.DOI:10.14158/ki.1001-3814.20201642.[2]何怡茂.S1500PLC和RKC溫控模塊在螺桿擠壓機中的應(yīng)用[J].國際紡織導(dǎo)報,2019,47(12):34-37.[3]馬曉軍.擠壓車間1600噸擠壓機PLC控制系統(tǒng)改造方案[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2019(15):43-44.[4]莊進.雙軸連續(xù)擠壓包覆生產(chǎn)線同步控制研究[D].大連交通大學(xué),2016.[5]李建平.基于PLC的臥式鋰帶擠壓機控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].科技視界,2015(17):74-75.DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2015.17.054.[6]李耀程.400型連續(xù)擠壓機的PLC控制系統(tǒng)研究[J].門窗,2015(01):127.[7]劉晨思.金屬材料擠壓機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計研究[D].蘇州大學(xué),2014.[8]蔣婷婷.大型擠壓機監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計及實驗研究[D].中南大學(xué),2012.[9]王紅東.擠壓機PLC控制線路改進[J].電工技術(shù),2012(04):38+50.[10]柴婷婷,李卓偉.西門子PLC在鋁擠壓機控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),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]賈振越,陳海周,張紹君,等.管式充液成型設(shè)備橫向擠壓缸運動控制分析[J].機械設(shè)計,2022,39(S01):4.[17]吳熙.鋁擠壓機數(shù)據(jù)采集及其呈