高效节能挤出吹塑中空成型机电液系统开发与设计

摘要

目前，塑料中空制品已广泛应用于医药、食品、汽车及人类日常生活用品之中，广泛用来盛装矿泉水、可乐、奶、药、化妆品、儿童玩具等。与此同时，对中空制品也提出了更高的要求。 本文针对传统液压塑胶中空成型机工作过程及技术特点，将变频调速技术引入液压传动及控制系统，利用变频调速技术和现代微处理机技术与液压传动系统的有机结合，采用可编程控制器(PLC)结合工业人机界面方案，对双工位吹瓶机系统进行优化设计，开发与设计出新一代高效节能变频式液压双工位塑胶中空成型机，克服了传统液压式塑胶中空成型机的高能耗问题。在本课题中，主要进行了如下研究工作： 首先，介绍了塑胶中空成型机工作原理及特性，引出中空吹塑成形工艺流程。 其次，对液压系统控制方案进行了比较，提出带D/A转换器和同步控制器的变频式液压系统控制方案，并对此方案进行原理分析和计算。在此基础上对比例阀控非对称缸建模，从理论上对液压系统动态特性进行了分析，并用PID控制器进行参数整定。其中控制性能的分析借助于MATLAB软件中的SIMULINK工具箱，由已建立的数学模型，形成仿真模型，得到可视化的仿真结果。 最后，在深入了解系统的动作特性后，对PLC控制变频式液压双工位塑胶中空成型机的原理进行了探讨，针对PLC给出了硬件设计的总体规划，编制出中空成型机动作控制程序。

目录

文摘

英文文摘

声明

绪论

1.1吹塑中空成型技术技术状况及发展趋势

1.1.1吹塑中空成型技术概论

1.1.2吹塑中空成型制品及应用

1.1.3吹塑中空成型机工作原理

1.1.4国内外技术状况及发展趋势

1.2课题提出、课题意义及研究内容

1.2.1课题提出

1.2.2课题研究意义

1.2.3课题研究内容

第二章液压系统控制方案

2.1方案提出

2.1.1定压式液压系统

2.1.2比例式压力、流量控制系

2.1.3带D/A转换器和同步控制器的变频式液压系统

2.2整体方案的分析与确定

2.3带D/A转换器和同步控制器的变频式液压系统工作原理分析

2.4带D/A转换器和同步控制器的变频式液压系统节能计算

2.5带D/A转换器和同步控制器的变频式液压系统主要参数的确定及主要元器件的选型

2.5.1系统主要参数的确定

2.5.2带D/A转换器和同步控制器的变频式液压系统主要元器件的选型

2.6本章小结

第三章带D/A转换器和同步控制器的变频式系统建模

3.1带D/A转换器和同步控制器的变频式系统建模的基本要求

3.2电磁换向阀的数学模型

3.3阀控缸数学模型的建立

3.4最终数学模型

3.5系统参数的确定

3.6本章小结

第四章系统仿真及控制规律的研究

4.1仿真工具SIMULINK及仿真实现

4.2仿真模型参数计算与设置

4.2.1仿真模型参数计算

4.2.2仿真控制参数设置

4.3仿真结果分析

4.4本章小结

第五章PID控制器设计与控制策略的工程实现

5.1 PID控制方法阐述

5.2总体仿真

5.3 PID控制策略的工程实现

5.4本章小结

第六章系统硬件和软件设计

6.1机械设计

6.1.1控制块体图主视图

6.1.2液压站主视图

6.1.3机器展开图

6.2液压系统的设计

6.2.1中空塑料成型机液压系统的设计

6.2.2合模的设计

6.2.3模架升降的设计

6.2.4气嘴(定口径)油缸的设计

6.2.5气动系统的设计

6.3挤出中空吹塑成形控制系统

6.4 PLC硬件配置

6.5 PLC软件设计

6.5.1各工步时间设定及计算(单位0.1s)

6.5.2左、右架全自动工作程序设计

6.5.3吹制步进启动程序

6.6软硬件系统设计的优势

6.6.1双工位(左右模架)动作时序匹配控制

6.6.2设备安全保护及提高系统可靠性

6.7本章小结

第七章新型节能双共位塑胶中空成型机特点与应用效益

7.1新型塑胶中空成型机应用特点

7.2变频式中空成型机应用效益

7.3本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢

附录：电器原理图