基于PLC的移动式垃圾压缩设备液压及控制系统设计

摘要

随着我国城市化和工业化进程的快速推进以及人民生活水平的不断提高，大量垃圾的产生和堆积产生了严重的环境问题。因此，环境污染治理的日益迫切以及对垃圾处理设备的巨大需求量使环卫机械得到了快速发展。本课题研制的移动式垃圾压缩设备是众多环卫机械中的典型代表，它可将周边运送来的垃圾进行压实后转运，有效地解决了垃圾堆积和转运过程中飘洒带来的二次污染问题，同时提高了转运效率并降低了成本，具有十分重要的现实意义。本课题主要从以下几个方面展开研究:
　　 首先，根据移动式垃圾压缩设备的功能要求，计算了液压系统的主要参数，并进行了主要液压回路的设计与动作顺序分析，设计了整机液压系统原理图，同时对液压元件进行了计算和选取，完成了液压系统装置的结构设计;在此基础上，根据移动式垃圾压缩设备液压系统原理图，利用AMEsim软件建立该液压系统的仿真模型对其动力学特性进行了仿真分析研究，在设置液压系统模型仿真参数及运行仿真后得到了活塞杆的速度和加速度特性曲线，仿真结果表明翻转和推头液压缸运行稳定，满足设计要求。
　　 其次，利用STAR-CCM+软件对采用Pro/E软件建立的集成块内部管路三维模型进行CFD数值模拟，得到了流道的压力云图和流线图，分析了流道结构对液流流动特性以及压力损失产生的影响，并进一步探讨了集成块内部流道直径、过渡流道的长短以及管接头容腔与液流特性之间的关系，为集成块内部流道提供了设计依据。
　　 在完成液压系统设计和仿真优化的基础上，根据移动式垃圾压缩设备的工作流程和控制要求，对其进行了PLC控制系统的硬件和软件设计，采用GOT1000触摸屏作为人机交互界面，控制面板简洁且易于操作。
　　 最后，通过样机的油路调试，验证了主要液压回路设计、动作顺序和集成块内部管路设计的正确性;通过样机的总体调试，证明手动和自动操作能正常运行，移动式垃圾压缩设备的各项性能指标均能达到设计要求。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题研究的目的和意义

1．4 本文主要研究内容

第二章 移动式垃圾压缩设备液压系统设计

2．1 移动式垃圾压缩设备工作原理及特点

2．2 液压系统设计的要求分析

2．2．1 液压系统设计参数

2．2．2 液压系统功能要求

2．3 液压系统原理方案设计

2．3．1 液压系统主要参数的确定

2．3．2 拟定液压系统原理图

2．3．3 液压系统各主要元件选取

2．4 基于AMEsim液压系统建模与仿真

2．4．1 AMEsim软件概述

2．4．2 系统建模与仿真分析

2．5 液压系统结构设计

2．5．1 液压系统油箱的设计

2．5．2 液压系统集成块的设计

2．5．3 液压系统总体装配

2．6 本章小结

第三章 基于STAR-CCM+的集成块内部流道数值模拟分析

3．1 STAR-CCM+软件概述

3．2 CFD数值模拟过程

3．2．1 网格划分

3．2．2 物理模型和边界条件确定

3．3 计算结果及分析

3．3．1 集成块流道流场分析

3．3．2 流道直径对液流特性的影响

3．3．3 过渡流道对液流特性的影响

3．3．4 管接头容腔对液流特性的影响

3．4 本章小结

第四章 移动式垃圾压缩设备控制系统硬件设计

4．1 控制方案确定

4．1．1 压缩及控制流程

4．1．2 控制方案确定

4．1．3 PLC选型

4．1．4 触摸屏选型

4．1．5 变送器选型

4．2 PLC模块配置

4．2．1 模块选择

4．2．2 PLC硬件配置

4．2．3 分配I／O编号

4．3 硬件回路设计

4．4 本章小结

第五章 移动式垃圾压缩设备控制系统软件设计

5．1 PLC程序设计及分析

5．1．1 系统流程

5．1．2 程序设计

5．2 触摸屏控制面板设计

5．2．1 触摸屏功能

5．2．2 控制面板设计

5．3 本章小结

第六章 移动式垃圾压缩设备液压及控制系统调试

6．1 液压油路调试

6．2 液压系统总体调试

6．3 本章小结

第七章 研究工作总结与展望

7．1 全文总结

7．2 工作展望

参考文献

致谢

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