基于PLC的阀门生产线控制系统

摘要

本文研究内容是针对三宝泰公司的阀门生产线提出的。原有的消防阀门生产是通过简单的开卷、剪切设备把板料剪切成段，然后焊接成型，生产效率低、阀门焊接变形比较大；为了提高生产效率和阀门质量，研究和开发了基于PLC的消防阀门自动生产线。 本文首先通过对国内外阀门现状的分析，确定了生产线系统的总体方案。通过对交、直流伺服电机性能的比较，最后采用交流伺服电机及与其匹配的驱动器作为执行机构，并设计了交流伺服系统的供电电路和控制电路。板料的冲孔、剪切是通过冲击气缸来完成。其次生产线中的PLC应用三菱FX2N系列和专有的定位模块作为核心控制器，完成了伺服控制系统的硬件设计；编制了相应的系统控制程序；同时为了更方便的更改程序、生产不同类型的阀门体，选用了西门子触摸屏作为人机界面并对其进行了设计。最后为了达到更好的定位精度，利用SINMULINK模块通过对生产线的PID调节回路对进行了仿真。 通过实机试验表明，利用PLC可以快速地解决消防阀门生产线的实时控制问题，实现了以控制为核心的阀门生产工艺的自动化生产，解决了原阀门生产中存在的问题和不足，提高了阀门的加工精度和质量，给企业带来了可观的经济效益，提高了企业的市场竞争力，满足了不同层次客户的需求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 课题的来源

1.3 国内外阀门生产的发展概况

1.3.1 国内阀门生产的发展概况

1.3.2 国外阀门生产的概况

1.3.3 可编程序控制器在工业控制的应用状况

1.4 课题研究的主要内容

第2章 阀门生产线控制系统的总体设计

2.1 伺服驱动系统的设计

2.1.1 伺服控制系统

2.1.2 交直流伺服技术的比较

2.1.3 伺服电机和驱动器的简介

2.1.4 伺服电机和驱动器的选择

2.2 冲压系统的设计

2.2.1 气动执行元件的概述

2.2.2 冲击气缸的选择

2.3 消防阀门自动生产线的工艺过程

2.3.1 生产线的工艺过程

2.3.2 各工位自动控制原理

2.4 本章小结

第3章 阀门生产线的控制系统的硬件设计

3.1 阀门生产线控制器的选择

3.1.1 自动化制造系统的控制器

3.1.2 可编程序控制器

3.1.3 控制方式的选择

3.2 可编程序控制器的原理

3.2.1 PLC的基本组成

3.2.2 PLC的工作原理

3.3 三菱的系统结构及硬件组成

3.3.1 三菱PLC的简介

3.3.2 三菱系列PLC特殊功能模块

3.4 阀门生产线控制系统的硬件选择与应用

3.4.1 控制系统的功能要求和选择

3.4.2 控制系统方案的总体设计

3.4.3 控制系统的通信网络

3.5 本章小结

第4章 阀门生产线控制系统的软件设计

4.1 位置控制单元FX-1PG概述

4.2 位置控制单元FX-1PG安装和接线

4.2.1 FX-1PG的安装

4.2.2端子的分配

4.3 PLC控制程序设计

4.3.1 送料装置的工作过程

4.3.2 编程软件

4.3.3 程序设计

4.4 本阀门生产线控制系统触摸屏组态

4.4.1 触摸屏组态软件介绍

4.4.2 触摸屏组态

4.5 仿真分析

4.5.1 Matlab仿真工具的介绍

4.5.2 控制系统数学模型的确定

4.5.3 仿真结果

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢