MCP和FOP熔压设备液压控制系统设计

摘要

微通道板和光学纤维面板被广泛应用于科技及军事领域。热熔压设备是生产高性能微通道板和光学纤维面板的关键设备。针对某8000kN熔压设备的具体要求，设计电液比例加压系统，并对主要元器件进行选型。针对国内现有熔压设备初始加压阶段所存在的压力冲击问题，提出一种简单易行的解决方案。本文主要研究内容如下: (1)8000kN热熔压设备液压系统设计。根据熔压设备的工况及设计要求，拟定液压系统原理图，并进行液压元件的选型和验算; (2)控制系统硬件及PLC软件设计。以西门子S7-200系列PLC及其模拟量输入输出模块为基础，对控制系统的硬件进行了设计;应用STEP7-Micro/Win的梯形图化编程语言结合增量式PI控制算法编写控制软件，实现手动、半自动及全自动加压功能; (3)监控系统软件设计。根据熔压设备液压泵及冷却器的启停、位移及力各项参数的检测、力曲线的设定和当油温过高或过滤器被堵塞时报警等需求，应用WINCC组态软件设计了熔压设备的监控界面; (4)力冲击的抑制方法研究。通过对初始加压段产生力冲击的原因进行分析，制定“位移-力复合控制”解决方案。实验表明，该方案可明显改善初始加压段的力冲击现象，实现热熔压设备的大范围、高精度加压控制。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1 MCP、FOP及熔压工艺简介

1．1．1 MCP生产工艺流程

1．1．2 FOP生产工艺流程

1．1．3熔压工艺

1．2加压设备研究现状

1．3其他有关冲击问题的解决途径

1．4现有熔压设备存在的主要问题

1．5本文的主要研究内容

第2章液压系统设计

2．1液压系统任务要求

2．2液压系统方案及其原理图确定

2．2．1工况分析及方案确立

2．2．2液压系统原理图拟定

2．3液压缸的设计计算

2．3．1液压缸压力的选取

2．3．2液压缸内径D和活塞杆直径d的确定

2．3．3液压缸壁厚的计算

2．4液压元件的选型计算

2．4．1液压泵的选取

2．4．2液压阀的选型

2．4．3管道的选择

2．5压力损失验算

第3章控制系统设计

3．1硬件总体框图组成

3．2控制系统硬件选型

3．2．1 CPU模块

3．2．2模拟量模块

3．2．3力检测元件

3．2．4位移检测元件

3．2．5比例放大器

3．2．6 I／O点分配

3．3西门子S7-200 PLC程序设计

3．3．1 S7-200 PLC的编程语言

3．3．2主程序设计方案

3．3．3 PI控制器程序设计

3．3．4中断程序设计方案

3．4控制系统软件设计

3．4．1主控制面板

3．4．2数据录入界面

3．4．3利用PC ACCESS建立数据连接

3．4．4建立WinCC的OPC客户端链接

第4章控制效果检测实验

4．1实验装置简介

4．2控制系统硬件介绍

4．2．1 CPU模块及其扩展模块

4．2．2力传感器

4．2．3位移变送器

4．2．4温度变送器

4．2．5电磁继电器

4．3 PI控制器参数整定

4．4比例控制系统实验研究

4．4．1压力控制实验

4．4．2位移控制实验

4．4．3位移-力闭环控制复合实验

4．5与缓冲装置效果对比

第5章结论

参考文献

致谢