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王子豪《基于plc的电梯控制系统设计》12000字.doc

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8、床难以达到要求,一般选择电火花进行数控加工。不过模具加工起来比较困难,要用到数控加工或电火花加工。型腔3D图2)凸模的设计在前一部分中选择的腔的布置是单模四腔。 由于声学壳体的结构不是特别复杂,并且高度不大,综合分析后,声学壳体嵌入芯体中,因此采用嵌入式方法。 它可以保证核心加工容易,便于后期模具的维护。 芯和可动模板的公差通常为H7 / P6。型芯3D图542 成型零部件计算选定PC材料的平均收缩率为0.6%,计算模具成型零部件工作尺寸的公式为: 式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸55 排气结构设计由于本设计中模具尺寸小,设计采用间隙排气方式,无需单独的排气槽,

9、并利用间隙进行通风,以免产生毛边,其值与塑料的粘度有关57 脱模机构的设计把我们设计的产品,从模具的动模部分分离的机构,可以统称为脱模机构。在脱模装置中可以实现许多装置。 根据动力分类,可分为手动脱模,机械脱模,液压脱模和气动脱模。 如果按照推出方法进行分类,可将其分为推杆以释放模具和套管。 脱模,片材脱模和推进器脱模也可用于已形成产品的侧拉芯。571 脱模机构的选用原则(1) 使塑件脱模时不发生变形;(2) 推力分布大小要合理安排;(3) 推杆的受力不可太大,避免顶白塑件;(4) 推杆的强度及刚性应足够,在推出动作时不产生弹性变形;(5) 推杆位置痕迹须不影响塑件外观;572 脱模机构类型的

10、选择本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。573 推杆机构具体设计(1)推杆布置该塑件共采用四根推管推出机构,其分布情况是分布在音响外壳的四根螺丝柱上面,如下图所示。 推杆布置(2)推杆的设计7从上图可以看到,我所采用的推杆是圆形截面的推杆。 58 注射模温度调节系统在注塑过程中,模具的温度控制直接影响塑料部件的成型质量。 因此,需要增加温度调节装置以控制温度并便于成型。注塑模内部的温度都很高,因为需要将原料进行融化,在取出塑件时要求比模内的温度要低很多。581 温度对塑件的影响注塑模具的温度影响模具填充,成型,凝结,生产效率以及产品形状和尺寸的精确度。对于任何塑料产品,过高的模具温度波

11、动都会造成不利影响。过高的模具温度会导致塑料部件在拆卸后变形,如果冷却时间延长,则产量会降低。模具温度太低而不能降低塑料的流动性,使其难以模塑,增加产品的内应力和明显的焊缝等缺陷。模具冷却水路图 582 冷却系统之设计规则 1、由于选择的是水冷却,因此冷却水的孔的数目要尽可能的多,直径也选择大点。 2、冷却水孔与型腔的表面的距离相等,这样便于同时冷却,水孔与型腔的边距大于10mm,一般在12-15mm范围内。 3、入水口与出水口的温度尽可能的接近,防止塑件产生变形。 4、水道的开设便于加工和清理,水道便于水流和清理,水道的直径一般在6-10mm范围内。 5、采用并流流向,加强浇口处的冷却。冷却

12、孔道直径通常为616 mm(15/645/8英吋),在此取10mm。 59 模架及标准件的选用591 模架的选用1、确定模具的基本类型本次设计采用的是两板模,CI型号的标准型号。2、 模架的选择本次设计采用了CI型号的标准模架系统,其基本结构如下:模具底座是整个模具底座模具的骨架标准件,它们需要根据不同的零件和生产方式来选择,模具底座厂家也不同,还有国内外型号,模具底座取决于零件尺寸并且结构确定在模具强度保证的要求下,模具框架将被选择为尽可能紧凑,不仅但只能满足生产要求但也节省了成本,提高了生产效率在本设计中,采用龙记的CI2535标准模架,综上所述所选择的模架的型号为: LKM CI-253

13、5-A90-B80-C90。第6章 模具材料的选用模具材料对整个模具设计来讲,是非常重要的,这个材料关系到模具的生产寿命,和产品的表面质量。61 成型零件材料选用成型零件材料选用的要求如下:(1)、机械加工性能良好(2)、抛光性能良好(3)、耐磨性和抗疲劳好(4)、具有耐腐蚀性能62 注射模用钢种我们在之前的选择中设计的注塑模具,我选择了一般注塑钢,当钢从工厂出厂时是718H型钢 此外,这种材料的磨具性能和加工及切削性能都非常好,非常适合我们产品的生产。总结本毕业设计中使用的软件主要包括CAD和NX UG6.0软件。 CAD涉及2D图纸和模具装配图的设计,NX UG6.0涉及3D模具设计。通过

14、这种设计,不难看出,与传统设计相比,计算机软件设计在设计的分型面方面节省了设计成本和设计时间。 NX UG6.0 3D设计对模具零件的设计有一定的帮助,NX UG6.0可以包括脱模检查和直接模具检测,这也是验证成功的模具设计是否正确的测试方法。如果相应模具中的设计错误过程不能是开放模式,则设计本身就是错误的,而对于传统设计,设计时间和成本也大大降低。注塑模具对我来说是一个新领域。我从未接触过新事物。我通过注塑模具设计了隔音罩,从中受益匪浅。首先,我通过获得注塑模具设计信息掌握了模具设计原理和基本注塑模具。每个部分都有一定的了解。其次,提高我独立思考和解决问题的能力。因为所有的信息都用于自学,我

15、可以找到问题,然后找到问题的解决方案。这对即将进入社会的我有很大的帮助。最后,对CAD,NX UG6.0和其他图形软件进行了仔细研究,并进行了全面更新和改进。通过这种毕业设计,不仅巩固了我专业的基础理论知识,而且增加了未来专业知识的面貌,为今后可能的工作奠定了理论和实践基础。这个毕业设计让我明白,虽然我缺乏模具设计经验,但我相信我能以认真,负责,严谨的态度做好工作。选择用于注塑机的型号是HTF160X2B。所选择的门是侧门,并且在声学壳体的顶端的内侧选择分离表面。通过这种设计,模具设计的基本过程,基本设计方法和相关材料都是熟悉的。对模具结构有一种感性的理解,不仅在设计上有很大的改进,而且在模具

16、的选择上也有很大的改进。在材料选择和加工过程中,模具中使用的材料要求很高,属于精密零件。考虑材料和加工方法。模具总装图致谢在完成此设计的过程中,我特别要感谢老师的帮助和指导。老师不知疲倦的教学给了我很大的信心,这样我就可以在规定的时间内完成毕业设计。但毕竟我的经验还不够。使用专业知识不是很熟练。我在解决毕业 基于三菱plc的电烤箱温度系统摘要:本文主要介绍了基于日本三菱公司FX2N系列的可编程控制器从而进行硬件设计和软件设计,进而完成了一个完整的关于电烤箱炉温控制系统的设计方案。该设计编程时调用了PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。在软件上,则是通过利用比较新型的三菱专用软件三

17、菱(PLC)GX Developer 8.86Q,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明,此系统具有快、准、稳等优点,在工业温度控制领域能够广泛应用。关键词:温度控制;可编程控制器;三菱FX2N;PID控制模块Abstract This paper mainly introduces the hardware design and software design based on the FX2N series programmable controller of mitsubishi corporation in Japan, and then completes a com

18、plete design scheme of the furnace temperature control system. The PID control module is called during the design and programming, which makes the program more concise and the running speed more ideal. In terms of software, mitsubishi (PLC) GX Developer 8.86Q, a relatively new mitsubishi special sof

19、tware, is used to realize real-time monitoring of the control system and real-time sampling and processing of data. Experimental results show that this system has the advantages of fast, accurate and stable, and can be widely used in the field of industrial temperature control.Key words: temperature

20、 control; Programmable controller; Mitsubishi FX2N; PID control module目录1引言11.1课题背景以及研究的目的、意义11.2温控系统的现状11.3项目研究内容22系统硬件设计32.1 PLC选择32.2 硬件电路设计63 系统软件设计123.1 编程与通信软件的使用133.2 程序设计133.3 系统程序流程图143.4 控制系统控制程序的开发154系统的仿真和运行测试244.1 组态王的运行244.2 实时曲线的观察254.3 分析历史趋势曲线264.4 编辑数据的报表264.5系统稳定性测试及最终评估26参考文献28谢辞

21、30附录一 三菱FX系列PLC指令一览表31附录二 系统程序(梯形图)321引言1.1课题背景以及研究的目的、意义进入21世纪后,我国社会的各项发展突飞猛进,世界的技术更是日新月异,竞争也愈演愈烈,传统的人工的操作已不能满足于目前的制造业前景,也无法保证高质量的要求,更不能提升高新技术企业的形象。在各种控制领域中,温度控制在电子业、机械业、冶金业等工业领域应用非常广泛。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求极高。近年来,温度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展,温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台,能够在工业、农业等各领域中广泛使用。目前,仍有部分工业

22、和企业生产线,存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,造成工艺要求不达标、装备运行成本费用高、产品品质低下,严重影响企业的经济效益,急需进行技术的改造。 目前,在我国的工业控制自动化领域中,可编程控制器(PLC)则在社会的发展中以其拥有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等各种优点获得了广大的好评,因此被各种自动控制设计者应用于现代工业的自动控制之中。在现代的各种工业控制中,设计者通常会选用可编程控制器(PLC)作为自动设备的控制系统,用该系统进行相应的数据采集与处理、逻辑判断、输出控制等。可编程控制器(PLC)在控制中还能够根据设计要求的需求进行一定的扩展

23、输入输出模块,最终能够组成不同的控制系统,并且可以最终将模拟量输入输出的控制和现代控制的方法互相融为一体,实现各种功能一体的综合控制。现代社会的发展可编程控制器(PLC)正在以集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定受到广大社会的普遍欢迎,在各种的工业的现代化控制中发挥着其独有的重要作用,并且对温度控制尤其适合。1.2温控系统的现状 在我国,自改革开放以来,我国的工业由于飞速的发展,各种工业过程控制急需发展,同时,面对世界的控制发展,尤其是在电子技术和计算机技术的迅猛发展下,对自动控制和自动设计的方面都有了重大的推动。对于我国的国内温度控制系统的发展方面,也有了重大的突破。当然相对于

24、在自适应、参数自整定等方面面对一些发达国家还是有很大的差距,在这几个方面,则以美国、德国、瑞典等国的技术比较领先,都自主的生产出了一批性能优越,操作简便的温度控制器及仪器仪表,并在世界的各行有了广泛的应用。 目前,我国发展的比较成熟的产品其实主要以“点位”控制及很普通的PID控制器为主,这种控制系统的性能很低,在一些温度控制中,其只能适应很普通的温度控制。对于一些复杂、控制滞后、时变温度系统的控制,我国的产品就会感觉很乏力。在许多的工业控制中,更需要一些智能化,自适应控制仪表等高性能的控制器。但是随着我国经济的快速发展,控制能力的不足已经引起了我国政府及一些大企业的重视,并不断地进行自主更新,

25、并且取得一些良好的产品效应。通过一系列的有力措施,目前看来我国在一些温度仪表,温度控制等重要的工业中已经得到了比较迅速的发展。随着社会生活的高速的发展,人们在生活和生产中对温度控制系统的要求也变得越来越高,因此,高精度、智能化、人性化的温度控制系统是国内外必然发展趋势。1.3项目研究内容 可编程控制器(PLC)是集计算机技术、自动控制技术和通信技术等三种不同的但有关联的技术为一体的自动控制装置。可编程控制器(PLC)性能非常的优越,现在已经被广泛的应用到工业控制的多种领域,并且已经成为了工业自动化的三大支柱(PLC、工业机器人、CAD/CAM)之一。可编程控制器(PLC)的应用已成为工业潮流中

26、不可缺少的一员,随着社会的发展,相信可编程控制器(PLC)技术在我国将得到更为全面的推广和应用。本篇的论文研究的就是可编程控制器(PLC)技术在锅炉的温度监控系统上的一种比较先进的自动控制应用。该论文是从整体上分析了、研究了控制系统的硬件的设计、电路图的设计、程序的设计,以及控制算法的选择和参数的整定等各种具体详细的设计。本篇的论文就是通过三菱FX2N PLC控制器,运用这种温度传感器将检测到的实际电烤箱炉温转化为电压信号,然后会经过模拟量的输入模块转换成为数字量信号并送到PLC中进行PID调节,然后PID的控制器输出量会转化成占空比,通过固态继电器控制炉子的加热的通断来实现对炉子最终的温度的

27、控制。同时,在通过串行口与可编程控制器通信,对控制系统进行全面的监控,从而会让使用的用户操作更为方便。2系统硬件设计2.1 PLC选择 我们设计方案的要求,可以分析得出:该设计以开关量控制为主,同时具有部分模拟量控制的应用系统。系统设计需要使用13个输入端口和17个输出端口,另外还需要一个A/D转换器来完成温度采样,所以应该选用一个控制系统功能比较稳定的控制器。经过多重考虑和比较,我们最终决定选用三菱的FX系列可编程控制器中的FX2N-48MR-001(基本I/O点数为24),同时还选用了一个A/D转换器来完成温度采样系统。因为三菱的FX系列可编程控制器既是我们所学所用的PLC,同时三菱FX系

28、列可编程控制器中的FX2N-48MR-001的性价比很高,实施起来也比较方便。2.1.1三菱的FX系列PLCFX系列PLC具有庞大的发展体系。主机系列就有:FX0、FX 0S、FX 0N、FX1、 FX2、 FX2C、 FX2N、FX2NC共9个系列。在这9个系列中又分为多种不同的机型。其中FX2N PLC是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程序控制器。根据FX2N系列可编程序控制器的型号和相关数据,我们最终决定选择FX2N-48MR-001型号的控制器。我们所选用的FX2N系列可编程控制器中的FX2N-48MR-001,它由基本单元、扩展单元、扩展模块等构成。该用户存储器容量可扩展到16

29、K步。I/O点最大可扩展到256点。它有27条基本指令,其基本指令的执行速度超过了很多大型PLC。三菱FX2N48MR-D PLC,为继电器输出类型,其输入、输出点数皆为是24点,可扩展模块可用的点数为48-64,内附8000步RAM。三菱FX2N48MR-D PLC内部构造数据如下:(1)输入继电器X(X0-X27,24点,八进制)(2)输出继电器Y(Y0-Y27,24点,八进制)(3)辅助继电器M(M0-M8255)通用辅助继电器(M0-M499)(4)状态继电器(S0-S999)(5)定时器T(T0-T255)(T0-T245为常规定时器)(6)计数器C(C0-C255)(7)指针(P/

30、I)见表1和表2(8)数据寄存器D(D0-D8255)(D0-D199为通用型)表1 定时器中断标号指针表输入编号中断周期(ms)中断禁止特殊辅助继电器I6XX在指针名称的XX部分中,输入10-99的整数。I610为每10ms执行一次定时器中断M8056I7XXM8057I8XXM8058表2 输入中断标号指针表输入编号指针编号中断禁止特殊辅助继电器上升中断下降中断X0I001I000M8050X1I101I100M8051X2I201I200M8052X3I301I300M8053X4I401I400M8054X5I501I500M8055注:M8050-M8058=“0”表允许;M8050

31、-M8058=“1”表禁止。2.1.2 FX2N-4AD 特殊功能模块FX2N-4AD是作为模拟量输入模块, FX2N-4AD有四个模拟量输入通道(分别为CH1、CH2、CH3和CH4),每个通道都可独立进行A/D转换,将模拟量信号转换成数字量信号,其分辨率为12位。其模拟量输出性能如表3所示。表3 模拟量输出性能表项 目电压输入电流输入电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择,一次可使用4个输入点模拟量输入范围DC :-10+10V(输入电阻200K)(注意:若输入电压超过15V,单元会被损坏)DC :-20+20mA(输入电阻250)(注意:若输入电流超过32mA,单元会被损坏)数字输出1

32、2位的转换结果以16位二进制补码方式存储(-2048-+2047)分辨率5mV20A总体精度1%(对于-10+10V范围)1%(对于-20+20mA范围)转换速度15ms/通道(常速)6ms/通道(高速)所有这些数据的转换和参数设置的调整都是可以通过FROM/TO的指令进行的完成。除此之外的,我们还同时在编程过程中很注意的用到了BFM数据缓冲存储器,具体分布情况如下表4所示。表4 BFM数据缓冲存储器分布表BFM编号内容#0通道初始化,缺省值=H0000#1通道1存放采样值(14096),用于得到平均结果。缺省值设为8(正常速度),高速操作可选择1#2通道2#3通道3#4通道4#5通道1缓冲器

33、#5#8独立存储通道CH1CH4平均输入采样值#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1这些缓冲区用于存放每个输入通道读入的当前值#10通道2#11通道3#12通道4#13-#14保留#15选择A/D转换速度BFM#16-#19保留#20复位到缺省值和预设,缺省值=0#21禁止调整偏差、增益值,缺省值=(0,1)允许#22偏移,增益调整#23偏移值,缺省值=0#24增益值,缺省值=5000#25-#28保留#29错误状态#30识别码#31不能使用 通道的选择:在BFM#0中写入十六进制4位数字HXXXX进行A/D模块的初始化,最低位数字控制为CH1,最高位数字控制为CH4,在该通道中的各位数字的

34、具体含义如下:X=0时设定输入范围为-10V+10V;并且当X=1时,设定输入范围为+4mA+20mA;X=2时,设定输入范围为-20mA+20mA;X=3时,关断通道。 另外,BFM#29的状态信息设置如表5所示。表5 BFM#29的状态信息设置#29缓冲器位ONOFFB0:错误当b1-b4为ON时,b0=ON若b2-b4任意一位为ON,A/D转换器的所有通道停止无错误B1:偏移量与增益值错误偏移量与增益值修正错误偏移量与增益值正常B2:电源不正常24VDC错误电源正常B3:硬件错误A/D或其他硬件错误硬件正常B10:数字范围错误数字输出值小于-2048或大于+2047数字输出正常B11:平

35、均值错误数字平均采样值大于4096或小于0(使用8位缺省值)平均值正常(1-4096)B12:偏移量与增益值修正禁止#21缓冲器的禁止位(b1,b0)设置为(1,0)#21缓冲器的(b1,b0)设置为(0,1)2.2 硬件电路设计根据这个系统总体设计的方案,设计系统的I/O地址具体的分配如下表6所示。表6 输入、输出信号I/O地址表输入地址功能说明输出地址功能说明X0电源周波信号输入端Y0VT1触发脉冲(电源正半波)Y1VT2触发脉冲(电源负半波)X1温度给定允许Y4恒温完成指示信号X2启动/关闭Y5断偶报警X10-X21SB2-SB11Y6温度给定超出范围报警Y10-Y2312位8421(三

36、组)BCD码输出2.2.1 温度值给定电路按系统总体设计的方案设计要求,一共设计了十个开关按键,这十个开关按键都可以作为温度给定值的输入端口,接收十进制数。这些温度给定值范围为280-700,如果输入值超过给定值范围,该系统会自动发出报警信号(即亮红灯)。该设计的电路如图1所示:SB1为温度值输入允许,SB2-SB11分别表示十进制数0-9。先按下温度值给定允许开关SB1,然后再输入给定温度值,先按下的数字为高位上的数值,后按下的数字为低位上的数值。比如,先后按下开关SB6、SB4和SB2,则表示给定温度值为420,并将该值送可编程控制器(PLC)数据寄存器中保存。图1 温度值给定电路2.2.2 温度检测电路在该设计的整体结构中,温度检测系统是温度控制系统的一个非常重要而必须的环节,这将会直接关系到系统的性能。在可编程控制器(PLC)温度控制系统中,该温度的检测不仅仅要完成温度到模拟电压量的转换,同时还要将电压转换为数字量送往可编程控制器(PLC)。该温度检测系统其一般结构如下图2所示。图2 温度检测基本结构温度传感器会先将需要测量的测温点的温度转换为模拟量的电压,其电压值一般为mA级,该数据一般会过小,不能满足系统的需要,所以我们需要将其放大为满足A/D转换要求的电压值

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