钢轨除锈机控制系统研制

论文摘要

钢轨除锈是钢轨焊接前的一个重要工序。由于闪光焊接的特点是用大电流快速给钢轨端部加热,使钢轨端部呈热熔状态以使两根钢轨对接,这就要求钢轨与电极之间有良好的导电性,而钢轨大多存放在室外,在焊接之前已经生锈,为了使钢轨与电极之间有很好的导电性,就必须给钢轨除锈。我国主要依靠引进国外钢轨除锈机或手工对钢轨进行除锈处理,而手工除锈效率低,国产除锈机目前尚属空白。综合我国现有研究成果,研制对钢轨除锈及断面刷光的除锈机,对于实现钢轨除锈设备国产化具有重要意义。本文以某焊轨厂钢轨除锈机控制系统为背景,对其液压系统和电气系统进行了设计。机床的液压部分采用AMESim仿真软件建立了液压控制系统的仿真模型,对模型中各个参数值进行了选择和确定,并对各控制油缸进行了动态仿真。机床的电气部分,以FX2N-128T PLC为控制系统核心,将系统硬件总体方案中的各个功能模块进行设计,以完成整个系统硬件上的设计;编写了PLC控制程序,其内容包括:开始程序模块编制、手动程序模块编制、复位程序模块编制及自动程序模块编制。通过对本机床控制系统的研制,彻底改变了该厂比较落后低效的钢轨加工技术,为钢轨除锈及端面刷光提供了一种比较先进可靠且高效的解决方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 计算机在工业自动化中的应用
• 1.1.1 PLC的发展和特点
• 1.1.2 单片机控制方案
• 1.1.3 工控机控制
• 1.1.4 PCC（工控机与PLC）共同控制
• 1.2 电液比例控制技术
• 1.2.1 电液比例控制系统的特点
• 1.3 课题研究的背景及意义
• 1.4 课题研究的内容和要达到的目标
• 第2章 液压控制系统设计与仿真
• 2.1 钢轨除锈机液压控制系统
• 2.1.1 液压控制系统原理
• 2.2 液压系统仿真
• 2.2.1 液压系统仿真的意义
• 2.2.2 AMESim液压仿真软件的介绍
• 2.2.3 比例调速阀模型
• 2.2.4 液压控制系统模型
• 2.2.5 系统仿真
• 第3章 钢轨除锈机控制电路设计
• 3.1 钢轨除锈机控制系统需要完成的功能
• 3.1.1 钢轨两端的定位
• 3.1.2 自动循环起始条件
• 3.1.3 自动循环
• 3.1.4 手动操作
• 3.1.5 一个循环周期的故障
• 3.2 控制系统的工艺流程
• 3.3 电气控制系统主要器件的介绍
• 3.4 各功能模块的硬件设计
• 3.4.1 供电模块电路设计
• 3.4.2 执行电机主电路设计
• 3.4.3 电流检测电路设计
• 3.4.4 电液比例控制电路设计
• 3.4.5 参数输入模块设计
• 3.4.6 I/O分配
• 第4章 钢轨除锈机控制系统软件设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 PLC系统软件及工作过程
• 4.1.2 PLC的应用软件
• 4.1.3 编程工具软件与编程语言
• 4.1.4 PLC应用软件的设计过程
• 4.2 钢轨除锈机控制系统软件的总体设计
• 4.3 开始程序模块设计
• 4.4 子程序模块设计
• 4.4.1 手动程序
• 4.4.2 回原点操作程序
• 4.4.3 自动操作程序
• 第5章 系统的抗干扰设计
• 5.1 系统中的干扰及来源
• 5.1.1 干扰源及一般分类
• 5.1.2 PLC系统中干扰的主要来源及途径
• 5.2 控制系统抗干扰措施
• 5.2.1 PLC供电电源电路
• 5.2.2 感性负载浪涌电压抑制
• 5.2.3 接地系统设计
• 第6章 结论与展望
• 6.1 论文结论
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目