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1、湖 北 文 理 学 院毕业设计( 论文) 正文题 目 四柱式液压机的自动控制专 业 机械设计制造及其自动化班 级 机械与汽车工程学院机制 0812 班姓 名学 号指导教师职 称- I -四柱式液压机的自动控制摘要：本设计以四柱式液压机的机械及液压装置为基础，配以可编程控制器，根据液压机的工作过程，按照生产工艺要求进行自动控制。利用 PLC 最具优势的开关量控制与自身具备的 PTO 控制及 PID 控制功能紧密结合，对液压机的运行速度及液压油温进行控制。通过高精度比例溢流阀和 PLC 的模拟输入输出模块对顶出缸的油压进行控制, 并结合板材变压边力成形工艺, 在单动液压机上实现变压边力控制。在板材
2、成形过程中通过可编程控制终端对成形力、压边力及凸模行程进行实时监视和控制。文中详述了 PLC 的特性及发展趋势，具体介绍了所选 PLC 的特点，及其控制单元和所选控制模块的使用和参数设定，给出了液压机的工作流程图、程序运行流程图并编制出了运行程序。关键词：四柱式液压机；自动控制；PLC；PTO 控制；PID 控制。- II -Automatic Control of Four Poles Liquid Press Abstract：The design was based on machinery and liquid presses device of four poles liquid p
3、ress. The designer combined it with program-controller. According to the work presses of the liquid press and request of produce technology. The machines carry on an automatic control. To making use of the PTO control function and the switch control function of PLC. They have been most close combine
4、d to control the movement speed and oil temperature of the liquid press. The oil pressure was controlled by the high accuracy proportional spillover valve and the analog I/ O model of the PLC. With the deep drawing process of sheet metal the variable blank-holder force control was realized on the si
5、ngle- action hydraulic machine. The designer detailed the characteristic and the development of PLC. And concretely introduced the characteristics of the chosen PLC and the usage of its control unit and parameter setting of the mold piece. The flow diagram and program were designed in the article. K
6、ey words: Four poles liquid press; Automatic control; PLC; PTO control; PID control. - III -目 录摘要 .IAbstract .II1 引言 .12 四柱式液压机的结构和工作原理 .32.1 四柱式液压机的机械结构 .32.2 液压系统构成 .42.3 液压系统工作原理 .52.4 主要技术规格 .73 总体设计方案 .93.1 液压机的基本工作过程 .93.2 设备控制要求 .103.3 电气系统设计 .104 控制系统程序设计 .124.1 可编程控制器应用于液压机的可行性分析 .124.1.1 可
7、编程控制器的特点 .124.1.2 PLC 的组成及作用 .124.2 液压机的 PLC 控制系统构成 .144.2 I/O 分析及 PLC 选型 .154.3 I/0 地址分配 .204.4 外部接线图设计 .224.5 程序流程图 .244.6 程序设计 .255 总结 .41参考文献 .43湖北文理学院 毕业设计（论文）报告纸第 1 页装订线1 引言自动化一词的含义十分广泛，它是指采用能自动开停、调节、检测、加工和控制的机器人、设备进行各种作业，以代替人力来直接操作的措施。它是机械化的高级阶段。近年来由于电子技术、计算机技术和通信技术的迅速发展，自动化得到了长足的进步。自动化的原意就是设
8、计一种控制设备来取代人力操作机械的动作，以达到各种机械自动、半自动运行的目的。可编程控制器(PLC)由于它的功能完善、操作方便、可靠性高、价格也比较实惠，近年来普及很快，当前已成为工厂自动化的重要支柱。PLC 是一种应用于工业控制的智能型可编程序的顺序控制器，是每一接点可重复使用的智能型继电器阵列。过去，PLC 仅作为顺序控制器来使用，常规情况下，对于一些过程控制，都采用上位微机控制来完成即所谓的集散控制系统(DCS)。随着微电子技术的发展，PLC 的功能日趋完善，它已有单一的顺序控制功能发展成为集顺序控制和过程控制于一身的复合型工业控制器。与 DCS 系统相比，采用 PLC 单一控制，其系统
9、成本可降低一半，因此，使用 PLC 实现复合控制是未来工业控制的主流。目前，我国 PLC 的应用还处在初级阶段，一般仅用于中、小型企业的顺序控制中，但在一些从国外引进的大型制造业的装备中，PLC 实现复合控制使用的已相当广泛。PLC 作为开关量控制的顺序控制器在液压设备上的应用已很普遍。PLC 在数控机床中应用，通常有两种形式：一种称为内装式；一种称为独立式。内装式 PLC 也称集成式 PLC，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将 NC 和 PLC结合起来考虑，NC 和 PLC 之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个 cpu，也可以是
10、单独的 cpu，这种结构从软硬件整体上考虑，PLC 和 NC 之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性, 而且 NC 和 PLC 之间易实现许多高级功能。PLC 中的信息也能通过 CNC 的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的 PLC。独立式 PLC 也称外装式 PLC，它独立于 NC 装置，具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式时，可根据用户自己的的特点，选用不同专业 PLC 厂商的产品，并且可以更为方便的对控制规模进行调整。PLC 在数控机床和非数控机床中都有使用，在数控机床中，PLC 是数控机床的大脑，何时进刀，何时退刀，
11、刀量多少，工件的加工流程及所有要控制的操作都要由湖北文理学院 毕业设计（论文）报告纸第 2 页装订线PLC 发出指令，机床的限位开关等机械控制部分以及液压控制部分也会应用到 PLC。通过计算机与 PLC 的组合，实现对刀架换刀的准确控制。机床行业中 PLC 的应用以小型 PLC 为主，日系 PLC 在小型 PLC 领域占有很大优势，因此在机床行业中日系 PLC 占据大部分市场份额，而三菱、西门子由于其数控系统在机床行业中占有优势，因此在机床行业中占有一席之地。机床行业中 PLC 品牌集中度比较高，主要集中于日系品牌（三菱、欧姆龙）和西门子，台湾品牌台达在其中也占有一定的市场份额，而其他的品牌主
12、要有富士、倍福、ls、施耐德、光洋、abb 和横河等。机床行业在保持了最近这些年的持续高速增长之后，于今年开始出现衰退现象，特别是在受金融危机冲击后，从 7 月份开始与去年同期相比都有不同程度的下降，11 月份甚至下降幅度达到 20.2%，如此高幅度的下降是历年很少见的，其中普通机床的影响尤为明显，库存开始增加，而数控机床的影响稍微少一些，从而给这个行业重新洗牌，未来机床的方向是数控化和逐步高端化，这些机床都需要使用大量PLC 和运动控制器/卡来逐步取代继电器或机械控制，使得机床的整体性能得到提升，因此从长远来看，PLC 和运动控制器/卡在机床行业的应用还是会很有潜力，在金融危机的冲击下，用户对 PLC 的性价比会越来越高，在同等价位水平下，希望 PLC 能够集成更多功能，如多轴插补功能等，甚至把原来不带有运动控制模块的 PLC 转化成带
