基于PLC和WinCC组态软件的工程机械智能集中润滑系统研究

摘要

工程机械是完成国家基础设施建设的重要工具，随着现代化进程的快速推进，工程机械向着大型化、自动化方向发展，对机械设备的润滑工作提出了更高的要求。润滑设备尽管只是作为工程机械主设备搭配的辅机，但它却是主机最重要的辅助设备[1]。因此作为一个相对独立的机电一体化的设备，润滑系统在维持主机正常运行，减少设备能耗，延长主机使用寿命方面发挥的作用越来越被人们重视。本文在分析国内外现有工程机械润滑系统诸多不足，特别是润滑周期固定、不能检测润滑状况的基础上，提出了PLC作为上位机、单片机作为下位机、西门子触摸屏作为人机交互设备的整体控制网络，通过检测润滑点温度作为启动润滑的条件，设计了更精确、更智能的新型润滑方案。
　　本论文主要完成工作为：
　　第一，确定了智能集中润滑系统的总体润滑方案，以某金矿车间设备为设计对象，对实现润滑方案进行了详细设计，包括润滑位置确定，润滑脂选择，润滑控制方式确定，并对重要元件选型做了详细说明。
　　第二，根据润滑系统具体要求，在研究了以往润滑过程中采用固定润滑周期方式缺陷的基础上，结合模糊控制方法设计了新型控制方案，并在上位机PLC上得以实现。设计了下位机硬件电路，采用ARM单片机STM32芯片为核心，设计了外部所需搭配的运算放大、485通讯、数码管显示、多路开关等电路。
　　第三，完成了以PLC为上位机以单片机为下位机的系统软件程序编写，将系统所需执行功能进行模块化细分，包括润滑泵控制子程序、温度检测子程序、上下位机通讯子程序等，并利用Step7与Keil uVision5软件进行了仿真调试。
　　最后，基于西门子触摸屏设计了人机交互界面，利用WinCC组态软件设计了用户显示程序，包括模式与功能设置、系统参数设置、润滑泵控制、润滑点状态显示、故障报警、历史数据记录等。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 润滑系统的国内外发展现状

1.3 课题来源与主要工作

1.4 本章小结

第二章 润滑系统整体结构设计

2.1 润滑形式与工况简介

2.2润滑系统总体方案设计

2.3 润滑系统重要部件选择

2.4 本章小结

第三章 润滑系统控制方案研究

3.1 润滑系统控制原理

3.2 温度传感器性能研究

3.3 润滑系统的模糊控制实现

3.4 本章小节

第四章 润滑系统硬件设计

4.1 硬件系统总体方案设计

4.2 系统硬件选型

4.3 下位机控制器设计

4.4 下位机显示模块设计

4.5 下位机主控制器及显示板PCB板制作

4.5 本章小结

第五章 润滑系统软件设计

5.1主控制器程序设计

5.2从站控制单片机程序设计

5.3 HMI程序设计

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 不足与展望

参考文献

在读期间公开发表的论文

致谢