钢轨自动除锈机控制系统研究

摘要

随着我国高速铁路的快速发展和无缝化线路的大规模应用，对轨道焊接技术提出了更高的要求，钢轨除锈是钢轨焊接前的一个重要工序，性能优良的钢轨除锈设备是保障钢轨焊接质量的关键因素之一。目前国内的钢轨焊前除锈水平还有待提高，个别焊轨厂仍然停留在手工除锈阶段或采用简易的除锈装置和非专用设备进行生产，部分焊轨厂引进了国外进口的除锈设备，但也存在价格昂贵和维护保养不方便等问题。因此，研制符合目前生产实际的高性能钢轨焊前自动除锈机就具有极强的现实意义。
　　 本文针对钢轨闪光焊对钢轨除锈质量的要求，分析钢轨除锈技术的工艺特点，参考国内外现有除锈设备的发展情况，提出了钢轨焊前自动除锈机的总体设计方案;以三菱FX2N系列PLC为控制核心结合变频控制技术和人机界面技术搭建硬件平台进行了电气系统设计;针对生产过程中粉尘量大的实际工况，从提高设备自动化程度的角度出发，提出了一种全新的钢轨与除锈执行部件的检测对位方法，该方法利用激光测距传感器穿透性好和精确度高的特点实现了除锈机端磨钢丝轮和钢轨的自动检测对位，提高了除锈机工作效率和加工精度;在前述工作基础上完成了控制系统硬件电路图和液压原理图设计、PLC软件编程、人机界面设计等工作;最后，对控制系统进行模拟仿真与在线调试，对激光传感器等关键部件的可靠性进行了现场试验。结果表明:所设计的除锈机控制系统能够完成钢轨焊前除锈工作，达到了预先的设计目标，为今后钢轨自动除锈机的继续研究与应用提供了基础性的设计方案。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 钢轨自动除锈机的发展及国内外现状

1．3 设计目标与内容

第2章 系统总体方案设计

2．1 确定钢轨除锈方式

2．2 机械结构方案设计

2．3 控制系统总体方案设计

2．3．1 除锈机钢轨定位方案设计

2．3．2 控制系统方案确定

第3章 控制系统硬件设计

3．1 控制系统选型

3．1．1 PLC的选择

3．1．2 电机和变频器的选择

3．1．3 传感器的选择

3．1．4 人机界面的选择

3．2 控制电路设计

3．2．1 操作面板设计

3．2．2 控制系统电路设计

3．3 液压系统设计

第4章 控制系统软件设计

4．1 PLC编程语言

4．2 PLC程序设计

4．2．1 系统启动和运行模式选择程序

4．2．2 系统手动程序

4．2．3 系统自动程序

4．2 人机界面程序设计

4．2．1 触摸屏与PLC通讯

4．2．2 人机界面画面设计

第5章 系统调试

5．1 控制系统调试

5．1．1 调试平台

5．1．2 PLC程序调试

5．1．2 触摸屏程序调试

5．2 系统完善建议及展望

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目