压缩木压缩机械PLC控制系统的研究与开发

摘要

随着经济的发展，人们对生活品质的要求逐步提高，对自己生活空间中不可缺少的木制品的要求也出现了新的趋向。常常需要在木制产品的造型设计上添加曲线和曲面以满足木制品的审美要求和使用功能要求。传统的木材弯曲和制作技术不仅浪费严重，还不能达到理想的曲率半径。 国内外对木材弯曲技术的研究越来越多，其中实木顺纹压缩弯曲技术是丹麦20世纪90年代推出的最新技术。该技术与传统的压缩木和弯曲木不同，在强化木材软化机理的研究，增大木材的塑性的基础上；研究木材软化处理后的顺纹压缩机理和压缩技术，使木材在顺纹压力的作用下，细胞壁中微纤丝之间产生滑移，导致木材细胞壁的壁层纵向产生褶皱。木材在弯曲力矩的作用下，弯曲时的受压面形成褶皱，受拉面形成展皱，在允许的形变范围内获得较小的弯曲曲率半径。这种特性极大地促进了家具、装饰、工艺等产品的创新发展。可是该技术的关键环节——压缩木弯曲机械对树种和工艺参数的要求近似苛刻，自动化程度也不高。而且目前还没有适合我国压缩弯曲木生产的完善的生产设备和控制系统。 针对上述情况，本课题在引进和吸收国外先进技术的基础上，旨在对丹麦Compwood公司的CW-011型压缩木生产设备进行基于PLC的自动化改造，设计自动控制系统，提高该领域国内的生产自动化程度。 本自动控制系统研究、设计和开发是基于现场信号的采集，PLC控制，触摸屏监控，实时调节。自动控制系统把现场位置信号、蒸煮温度信号、压力信号作为控制系统控制依据，各种信号传感器是现场在线的检测系统，检测系统对蒸煮装卸载环节、蒸煮环节和纵向压缩环节中现场参数进行快速、准确的检测，并把采集信号传给系统核心PLC，经PLC分析处理，输出控制信号，控制现场设备的运行。本自动控制系统具有实时监测、数据处理、触摸屏在线显示、系统自检功能。 在系统研制过程中，通过模拟系统的离线模拟测试，获得了理想的数据结果，预计在课题项目投入实践后能获得理想的压缩效果，提高国内压缩木生产的自动化程度。

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

1.1概述

1.2课题选择的依据和意义

1.3国内外研究现状

1.4论文研究的主要内容

1.5技术路线

第二章压缩弯曲木生产工艺流程及生产线设计

2.1压缩木生产工艺流程

2.2压缩木生产线设计

2.2.1木方装卸载环节的结构和动作执行

2.2.2木方蒸煮软化环节

2.2.3木方压缩环节

2.2.4木方后期处理环节

第三章压缩弯曲木控制系统硬件设计

3.1压缩木机械的关键部分介绍

3.2压缩木生产线信号采集

3.2.1木方装卸载系统中的开关量信号采集

3.2.2模拟信号采集

3.3压缩木生产线执行器件的设计

3.3.1数字量输出信号控制器件

3.3.2模拟量输出信号控制器件

3.4液压系统

3.4.1液压系统的优点

3.4.2液压系统的组成

3.4.3液压系统原理图

第四章自动控制系统PLC选型与组态

4.1自动控制系统PLC硬件组态

4.1.1 PLC 选型

4.1.2 PLC容量估算

4.1.3 CPU选型

4.1.4 I/0模块的选择注意问题

4.1.5数字量输入输出模块选择

4.1.6模拟量输入输出模块选择

4.1.7电源模块

4.1.8 HMI人机界面

4.2控制系统通信网络的设计

4.2.1计算机和PLC的通讯方式

4.2.2计算机和HMI数据传输

4.2.3 PLC和HMI通讯

4.3 MPI通讯网络

4.3.1 MPI办议

4.3.2组建MPI网络和通讯网络的组态

第五章自动控制系统PLC程序设计

5.1控制系统软件设计的内容和步骤

5.1.1系统设计的原则与内容

5.1.2系统设计和调试的主要步骤

5.2控制系统程序设计

5.2.1工艺过程及控制要求

5.2.2.可编程序控制器硬件配置及I/O分配

5.2.3控制流程图

5.2.4控制系统程序开发软件

5.2.5模拟量输入输出模块的设置

5.2.6蒸煮箱系统温度的PID控制及编程

5.2.7压缩木自动控制系统PLC程序编制

5.3监控系统人机界面组态设计

5.3.1界面开发软件WinCC flexible简介

5.3.2基本配置窗口的组态创建

第六章结论与展望

6.1创新点

6.2经济效益分析与系统应用前景

6.3不足与建议

参考文献

附录