液压机自动控制系统的设计

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1、中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目 液压机自动控制系统的设计指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用 资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指 出论文中存在的问题和不足之处。）本设计为液压机自动控制，通过对液压机手动控控制的改进实现PLC控制自动液 压机提高了液压机工作效率，在本文设计中应用到S7200PLC各模块功能的设计。 设计中有液压机的硬件设计和软件设计。在设计中各种系统的适用条件，各种元件 的选用标准

2、，各种元件的安装要求，使设计从经济的角度有了新的认识和要求。设 计数据详实，论据充分。选题有一定的实际意义；作者掌握了一定的文献资料，写 作格式符合学院规范要求，结构安排较合理；论文无明显问题存在，总体来看，本 论文写作符合规范要求，达到了本科毕业论文要求。指导教师结论：合格（合格、不合格）指导教师 姓名所在单位兰州工业学院指导时间2014.9中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目 液压机自动控制系统的设计评阅意见（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、 实验结果

3、和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中 存在的问题和不足之处。）本文选题切合专业要求，具有较强的实际意义。本设计以液压机的电气控制为基础， 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。文章 论述包含控制系统硬件设计和软件设计。文章结构完整，逻辑性强，论述比较具体， 写作格式规范，语句通顺，在文章的总结部分有自己的观点，符合本科毕业论文的要 求。修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。评阅成绩合格，并可不用修改 直接参加答辩的不必填此意见。）毕业设计（论文）评阅成绩（百分制）：82评阅结论： （同意答辩、不同意答辩

4、、修改后答辩）评阅人姓名所在单位中国地质大学（武汉）评阅时间2014/9/30论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文液压机自动控制系统的设计，是本 人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已 明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对 论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意 承担由此而产生的法律责任和法律后果。论文作者（签字）：日期：2014年09月10日液压技术渗透到很多领域，不断在机床、工程机械、冶金机械等行业得到大幅度

5、的应用和发展，而且发展包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今， 采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。而液压机是该技 术发展的衡量标准，所以液压机控制技术逐步改善。在过去液压机的控制主要由人工 完成，随着液压成型技术提高改善液压控制系统，减少人为因素的影响。本设计以液 压机的电气控制为基础，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，设计液压一次控制 二次控制原理，液压机实现上下料，开关门保压压头上下行自动化

6、控制，设计出了出 了液压机的工作流程图、程序运行流程图。该控制系统使用西门子S7-200系列的可编 程控制器CPU226作为控制器，使设备安全可靠，还应该让控制变得更高，操作更方便， 智能化程度更高。关键词：液压机；自动控制；PLC；流程图一、绪 论1（一）我国液压技术发展现状及趋势1（二）课题研究的目的及意义3（三）PLC简介4（四）课题主要研究的内容7二、液压机自动控制系统硬件设计8（一）液压机手动控制8（二）西门子S7-200PLC简介8（三）液压机自动控制12（四）S7-200PLC各模块的选择12（五）变送器选择15（六）S7-200PLC各模块接线17（七）自动控制台设计19（八）

7、设备统计明细表21三、液压自动控制系统软件设计22（一）各模块地址分配表22（二）自动控制流程图24（三）S7-200 PLC安装与调试26结论28参考文献29致谢29附录一31附录二32附录三33附录四34附录五36一、绪论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

8、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。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，PL

9、C实现复合控制使用的已相当广泛PLC 作为开关量控制在液压设备上的应用已很普遍。利用PLC对液压机进行过程控制是本设计研究的一个方面。根据生产工艺要求如 何在PLC上将顺序控制与过程控制有机结合，实现这种复合控制。液压机根据编制好 的程序自动运行，这样就简化了工人的操作，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生 产率。确保液压设备本身及操作使用人员的安全；同时可大大提高设备的整体性能及 压力设备的高技术含量；为我国的装备制造业的发展方向提供经验。(一) 、我国液压技术发展现状及趋势液压技术是现在制造的基础，它的广泛应用，很大程度上代替了普通成型加工， 全球制造业发生了根本的变化。因此，液压技术的水准

10、、拥有和普及程度，已经成为 衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。为适合这种形势，需要大量涉及一 些液压机的工作系统。本次就是要设计液压机液机控制系统。液压技术已被世界各国 列为优先发展的关键工业技术，成为当代国际间科技竞争的重点。早在1662年，帕斯卡就发现了利用液体产生很大的力量的可能性。1795年，英国 人Bramah取得了第一个手动液压机的专利，但真正的液压机的发证历史不到200年。 随着西方资本主义的发展，蒸汽机的发明，引发了工业生产革命，现代化的大工业逐 步代替了工厂手工业，具有悠久历史的锻造工艺也逐步由手工锻造转变为机器锻造。 1839年，第一台蒸汽机锤出现。伺候，伴随着机

11、械制造工业的迅速发展，锻件尺寸越 来越大，锻锤一做到落下部分重量超过100t，如此笨重的锻锤，操作困难，振动十分 巨大，带来很多问题。1859-1861年，在维也纳铁路工厂开始有了第一批用于金属加 工的7000KN、10000KN和12000KN的液压机。1884年，在英国曼切斯特首先使用了段 在钢锭用的锻造水压机。它与锻锤相比具有很多优点，运动部分不必那么重，振动又 小，因此发展很快。在1887-1888年间，制造了一系列锻造水压机，其中包括一台 40000KN的大型水压机，知道1893年，制造了当时最大的120MN的锻造水压机，大钢 锭的锻造工作逐步有使用锻锤，只保留了 5t及5t以下的自

12、由锻锤。19世纪末到20世纪初，资本主义发展到帝国主义阶段，资本输出、向外扩展、争 夺殖民地并瓜分世界成了帝国主义的主要内容。由于军备扩张的需要，锻造和模锻液 压机有了迅速的发展。1934年，德国又相继建造了三台150MN的锻造水压机和一台 300MN的大型模锻水压机。二次世界大战之后，为了迅速发展航空工业，以及后来发展 宇航工业的需要，美国在1955年左右，先后制造了两台315MN及两台450MN的大型锻 造水压机。苏联则在20世纪50年代中期到60年代初期，先后建造了几台300MN的锻 模水压机及世界上最大的750MN的各种大型模锻水压机。1976年，在法国投产了西欧 最大的650MN大型

13、模锻液压机。液压机发展到现在，已经广泛的应用于国民经济的各 个部门，种类繁多，发展迅速，成为机床行业的一个重要组成部分。在我国，液压行业的发展仅仅只有50年左右。1949年以前，我国属于半殖民地半 封建的国家，备受列强欺凌，没有自己独立的工业体系，也根本没有也根本没有液压 机制造工业，真个中国只有一些修配用的小型液压机。1949年以后，前三年属于经济 恢复时期，1952年开始，实行第一个五年计划，我国驯熟建立起独立自主的完整的工 业体系，能过逐步自行设计和制造国产汽车、机车、轮船、发电设备、冶炼轧钢设备、 飞机、火箭及至精密的宇宙设备。这些都极大地促进并需要各种液压机的迅速发展。1957-19

14、58年，我国开始自行设计、自行制造第一批25000KN的中型锻造水压机， 以北京市为例，解放前，北平只是一个消费型城市，没有自己的额制造业，为了彻底 改变这种状况，1957年初，在北京市委工业部以及北京市机械局的领导下，开始以全 市写作的方式，建立一批关键技术装备，其中重要项目之一就是一台25000KN锻造水 压机。20世纪70年代中、后期，我国又先后成套设计并自行制造了一批技术要求更高的大型液压机，其中包括300MN有色金属模锻造液压机、120MN有色金属挤压液压机、80MN 黑色金属模锻造液压机等。20世纪70年代后，我国已开始向国外出口了多台各种吨位的段造液压机，其中最 大一台为60MN

15、锻造水压机，至此，我国不但完全建立了自己的液压机设计和制造行业， 而且已经达到了相当高的水平。目前我国液压技术缺少技术交流，液压产品大部分都是用国外的液压技术加工会 来的。近几年国内液压技术有很大的提高，如派瑞克等公司都有很强的实力。为应对我国加入WTO后的新形势，我国液压行业各企业加速科技创新，不断提升 产品市场竞争力，一批优质产品成功地为国家重点工程和重点主机配套，取得较好的 经济效益和社会效益。面对这样的状况液压机未来的发展趋势如下：(1) 适应国际传动技术产品工业向国际化发展趋向，对现有国内企业进行 改组、合并，使企业开发能力，装备能力、管理水平和服务水平不断提高，以保持一 定的竞争能力。(2) 不断提高企业产品的开发能力和创新能力，加强产学研结合，充分利用 高等院校的科研开发人力资源，发展有自主产权的产品和技术。(3) 完善质保体系，不断提高产品质量，尤其是产品可靠性，提高产品知名 度，创立名牌。(4) 针对产品品种发展和保证产品质量的需求，有计划地进行技术改造、设 备更新。总之自动化液压机，有着良好的发展前景。液压产品不仅在机电、轻纺、家 电等传统领域有着很大的市场，脚踏实地，放眼未来，我国的液压工业一定能走进一 个新天地(二) 、课题研究的目的及意义随着工业的高速发展，作为前沿的应自动化设备，已经在工业生产中得到了广泛 的应用。实现