.摘要本次毕业设计为压力机总体及控制系统设计。压力机主要由主机、液压系统和电气控制系统三部分组成。本文重点对电气控制系统进行了设计和编程，对压力机主机进行了简单的设计，并设计了压力机控制系统配套电气控制柜。压力机的主机主要由横梁、滑块、工作台、导柱、主缸和顶出缸等组成，通过对主机载荷的分析，对横梁、滑块、工作台和导柱及其互相间的连接进行了简单的设计，进而完成了总体结构设计。由给定设计参数，通过对压力机工作过程的分析，绘制了压力机工作流程图，确定了控制方案，完成了PLC选型、输入输出分配、器件选择及硬件接线等设计过程，并进行了相应的程序分析和编程。对其中的保压过程闭环控制进行了一定的分析计算，确定了一些设计参数。所设计控制系统能实现压力机启停、送料、手动/自动工作和安全互锁等工作要求，保证液压机安全准确工作。最后，本文对专用控制柜进行了设计，包括柜体外形尺寸、室内结构分布、器件安装、通风散热方案等。关键词 压力机 控制系统 PLC ABSTRACTThe graduation design is general structure and control system design of 6300kN hydraulic press. Hydraulic press mainly composed of three parts: the mainframe, the hydraulic system and the electrical control system. This paper focuses on the design and programming of the electrical control system, and gives a simple design for the mainframe, and designed the complete electrical control cabinet of the machine. The mainframe of the hydraulic press is composed by the beam, slider, work table, column guide, main cylinder and a cylinder composed of the top. Through the analysis of load on the mainframe, the paper gives a simple design for the beam, slider, work table and column guide and connections with each other. From the given parameters, then through analysing the working process of press, drew the press work flowchart, and determined the control scheme. This paper accomplished the design process including selection of PLC model, I/O distribution, selection of component and the hardware connection, etc. Then the article made the corresponding program analysis and programming. The corresponding closed-loop control of the pressure-keeping progress had been designed and calculated in this paper, and some of its design parameters was determined. The control system been designed could realize the working requirements of press start and off,，feeding, automatic/manual work and safety interlock, etc, and it could ensure the machine work safely and accurately. Finally, the special control cabinet was designed in this paper, including the cabinet shape dimension, distribution of indoor structure, devices install, ventilation and cooling design, etc.Keywords: hydraulic press control system PLC 精选范本目录第1章 绪论11.1 概述11.2 国内外液压机技术发展现状及发展趋势21.2.1 发展状况21.2.2 发展趋势31.3 本文研究主要内容4第2章 压力机总体方案设计52.1 压力机的组成52.2 压力机的工况特点62.3 四柱液压机总体布局方案设计72.4 压力机主机零部件设计82.4.1 主机载荷分析82.4.2 导柱设计82.4.3 横梁设计92.4.4 滑块设计102.4.5 工作台设计10第3章 压力机电气控制系统设计113.1 控制系统方式选择113.2 PLC概述113.2.1 PLC的定义113.2.2 可编程从控制器的发展史123.2.3 PLC的发展趋势123.2.4 PLC的基本组成133.3 压力机控制系统分析133.3.1 压力机对控制系统的控制要求133.3.2 控制系统原理分析设计143.4 PLC输入输出量分析143.4.1 输入输出分配143.4.2 输入量分析153.4.3 输出量分析153.5 PLC选型及硬件配备163.6 输入输出方式的选择和地址分配173.6.1 输入输出方式的选择173.6.2 输入输出的地址分配183.6.3 电气控制系统硬件线路设计203.6.4 电气设备和元器件选择213.7 控制系统软件设计233.7.1 工作过程分化233.7.2 手动工作子过程分析243.7.3 自动工作过程分析243.7.4 送料过程分析263.7.5 系统工作指令表程序设计273.7.6 保压过程PID控制过程分析28第4章 压力机电气控制柜设计334.1 设计参考334.2 柜体设计364.2.1 柜体外形设计364.2.2 柜内隔室设计374.2.3 器件安装设计384.2.4 散热及安全设计39总结40致谢41参考文献42附录1 压力机工作梯形图程序44附录2 三维零件图设计46第1章 绪论1.1 概述 液压压力机是根据帕斯卡原理制成，利用液体压力能来传递能量的机器。液压机一般由主机、操纵系统及泵站三大部分组成。如图1.1所示。泵站是动力源，供给液压机各执行机构及控制机构以高压工作液体；操纵系统属于控制机构，它通过控制工作液体的流向来使个执行几个按照工艺要求完成应有的动作；本体为液压机的执行机构。图1.1 典型液压压力机结构图 液压机广泛应用于国民经济的各个部门，是一种主要的锻压设备。它具有下列一些特点： 1. 结构上易于得到较大的总压力，较大的工作空间及较长的行程，因此便于压制大型工件及较高的工件； 2. 与锻锤相比，工作平稳，撞击和振动很小，噪音小，对工人健康，厂房低级，周围环境及设备本身都有很大好处； 3. 与机械压力机相比，本体结构比较简单，容易锻造，随着液压元件标准化、系列化、通用化程度的提高，以及专业丁点生产的逐步实现，比较适合与中小厂自行制造； 4. 随着大功率高轻型的出现，液压机快速性能已经有了很大的提高，工作速度状况越来越适应于更大范围的应用。1.2 国内外液压机技术发展现状及发展趋势1.2.1 发展状况由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，国内外液压机的发展主要体现在控制系统方面。微电子技术的飞速发展，为改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等方面提供了可能。相比来讲，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏技术含量高的高档机型，这与机电液一体化，中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。在国内外液压机产品中，按照控制系统，液压机可分为三种类型：一种是以继电器为主控元件的传统型液压机；一种是采用可编程控制器控制的液压机；第三种是应用高级微处理器（或工业控制计算机）的高性能液压机。三种类型功能各有差异，应用范围也不尽相同。但总的发展趋势是高速化、智能化。1）继电器控制方式是延续了几十年的传统控制方式，其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。其适用于单机工作、加工产品精度要求不高的大批量生产（如餐具、厨具产品等），其也可组成简单的生产线，但由于电路的限制，稳定性、柔性差。现在，国内许多液压机厂家是以这种机型为主，使用对象多为小型加工厂，或加工精度要求不高的民用产品。国外众多厂家只是保留了对这种机型的生产能力，而主要面向以下两种技术含量高的机型组织生产。2）可编程控制器是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术，计算机技术，通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。目前已被广泛的应用于各种生产机械以及自动化生产过程中。随着技术的不断发展，可编程序控制器的功能更加丰富。早期的可编程序控制器在功能上只能进行简单的逻辑控制。后来一些厂家开始采用微电子处理器作为可编程序控制器的中央处理单元（CPU），从而扩大了控制器的功能，使其不仅可以进行逻辑控制，而且还可以对模拟量进行控制。因此，可编程控制器控制方式是介于继电器方式和工业控制机控制方式之间的一种控制方式。可编程控制器有较高的稳定性和灵活性，但在功能方面与工业控制机相比有一定差异。 3）工业控制机控制方式是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高技术含量的控制方式。这种控制方式以工业控制机或单片/单板机作为主控单元，通过外围接口器件（如A/D，D/A板等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路式的控制系统，达到精确控制的目的。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距。主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计。插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。国外已开始广泛采用封闭式循环油路设计。这种油路设计有效地防止泄油和污染。更重要的防止灰尘、污物、空气、化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维护。1.2.2 发展趋势 1）高速化，高效化，低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产