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基于S7-300PLC的压壳Fitting安装及检测系统设计.rar

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    基于 S7 300 PLC Fitting 安装 检测 系统 设计
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    本 科 毕 业 设 计 ( 论 文 )题目 基于 S7-300PLC 的压壳 Fitting 安装及检测系统设计 学 院 电气与自动化工程学院 年 级 2012 级 专 业 自动化 班 级 1620121 学 号 160112112 学生姓名 梅杰 校内导师 徐伟 职 称 实验师 校外导师 范育延 职 称 电气工程师 论文提交日期 2016-05-16 常熟理工学院本科毕业设计 (论文)诚信承诺书本人郑重声明: 所呈交的本科毕业设计(论文),是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。常熟理工学院本科毕业设计( 论文)使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定,即:本科生在校期间进行毕业设计( 论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许毕业设计( 论文) 被查阅和借阅;学校可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计(论文),并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。本人学号(9 位):本人签名: 日期:本人签名:日期:导师签名: 日期:I基于 S7-300PLC 的压壳 Fitting 的安装及检测系统的设计摘要如今,现代科技的迅猛发展,工业生产中自动化发展的步伐越来越快,众多国内外企业为了增加自身市场份额和占有率,大量采用先进的自动化机械生产设备。现阶段,PLC 技术、OPC 通信以及 LabVIEW 图形化软件使用促进了现代控制技术的在实际生产中的应用。为了提升压壳生产的良品率,本课题采用 S7-300 系列 的 PLC 作为核心构建涡轮增压器的压壳 Fitting 的安装及检测控制系统。该系统由电缸运动控制模块 、压机安装直管和弯管模块 、扭矩检测模块 、安全保护模块等子模块构成,从而满足客户在生产中特殊的工艺要求。系统设备中使用 LabVIEW 图形化软件作为上位机控制和触摸屏使用,上位机与 PLC 主要的通讯方式有 OPC 通信和 TCP/IP 通信。使用触摸屏电脑一体机将设备的运转状态、数据监控和数据储存集于一体,操作方便简单。关键词: 压壳 Fitting 装配站 S7-300 IAI 电缸控制器 伺服压机 OPCIIDesign of the installation and detection system of Fitting based on S7-300PLCAbstractNowadays, with the rapid development of modern science technology and the pace of development of industrial automation moving forward , many large and medium-sized enterprises in order to improve the competitiveness of the market, have adopted advanced mechanical and electrical integration equipment.. At the present , the discrete control technology based on computer , frequency conversion technology, field bus technology, PLC technology, OPC communication technology and other technologies constitute the modern control system which has become the main component of the system design of production equipment.In order to improve the yield rate of pressure shell production, the S7-300PLC is the core of the motion control to build the turbocharger pressure shell assembly and detection control system. The system consists of electric cylinder motion control system, servo press installation straight pipes and pipe system, torque detection system, safety protection system and other subsystems, so as to satisfy the customer's special production process requirements.System equipment using LabVIEW graphical software as the host computer controllingand touch screen using, host computer and PLC main communication mode OPC communication and TCP/IP communication. Using the touch screen computer integrated machine, the operation state of the equipment, data monitoring and data storage setting in one, is easy to operate and simple.Keywords: compressor housing;Fitting assembly station; S7-300PLC; IAI Electric cylinder controller ; Servo press ; OPCIV目录1.绪论 ..........................................................................................................................11.1 课题研究的背景及意义 ......................................................................................11.2 国内外研究进展 ..................................................................................................11.2.1 国外概况 .......................................................................................................11.2.2 国内概况 .......................................................................................................21.3 论文章节的安排工作和具体内容 ......................................................................22.压壳 Fitting的安装及检测系统设计方案 ...............................................32.1 压壳 Fitting 的安装及检测系统的概述 .............................................................32.2 压壳 Fitting 的安装及检测系统设计的需求分析 .............................................42.3 压壳 Fitting 的安装及检测系统的总体设计 ..................................................52.3.1 控制系统硬件设备 ....................................................................................52.3.2 系统硬件功能 ..............................................................................................52.4 压壳 Fitting 安装及检测系统设计步骤 .............................................................63.压壳 Fitting安装及检测系统的硬件设计 ...............................................83.1 S7-300PLC 控制器 ..............................................................................................83.1.1 PLC 各模块的选型 ......................................................................................83.1.2 PLC 的 I/O 分配表 ........................................................................................93.1.3PLC 的 I/O 接线图 .......................................................................................153.2 电缸运动模块 ....................................................................................................173.3 伺服压机 ............................................................................................................183.3.1 系统的组成 .................................................................................................183.3.2 工作方式 .....................................................................................................193.3.2 工作特点 .....................................................................................................203.4 安全保护模块 ....................................................................................................203.5 压壳 Fitting 安装及检测各部分系统结构组成 ...............................................21V4.压壳 Fitting安装及检测系统的软件设计 .............................................234.1PLC 工程创建 ....................................................................................................234.2 控制系统的流程图设计 ....................................................................................244.2.1 控制系统总体流程图设计 ........................................................................244.2.2 控制系统检测流程图设计 ........................................................................264.3 主要程序的编写 ................................................................................................275.压壳 Fitting安装及检测界面设计 ...........................................................365.1LabVIEW 的概述 ...............................................................................................365.2 软件功能设计 ..................................................................................................385.2.1 系统参数设置 .............................................................................................385.2.3 打标机 .........................................................................................................395.2.3 扫码枪 .........................................................................................................396.S7-300PLC与上位机 LabVIEW的通信 ........................................................416.1PLC 与 LabVIEW 的 OPC 通信 .............................................................................416.2LabVIEW 中的使用到的 DataSocket................................................................416.3OPC 软件的设置 ................................................................................................427.联机调试及结果分析 .......................................................................................447.1 控制系统运行结果 ............................................................................................447.1.1 自动运行模式人机界面运行结果 .............................................................447.1.2 压机安装 Fitting 运行结果 ........................................................................447.1.3 扭矩检测运行结果 .....................................................................................457.1.4 电缸运行结果 .............................................................................................468.总 结 ...................................................................................................................478.1 压壳 Fitting 安装及检测系统总结 ...................................................................478.2 对环境、社会可持续发展安全和法律的影响 ................................................48参考文献 ...................................................................................................................49附录 ............................................................................................................................50VI致谢 ............................................................................................................................68常熟理工学院毕业设计(论文)11.绪论1.1 课题研究的背景及意义涡轮增压器实际上是利用发动机排出的废气的惯性冲力来推动压壳内的涡轮,由涡轮带动同轴的叶轮,叶轮利用由空气滤清器管道送来的空气,然后将空气增压送进入气缸中。当发动机的转速增大,废气与涡轮的转速也同样的增加,使叶轮压缩更多的空气进入气缸当中,空气压力和密度的增加导致燃料的燃烧的更加充分,利用率更高,同时相应的增加燃料量和调整发动机的旋转速度,达到提高发动机的输出功率的目的。涡轮增压技术子被提出至今已有百年,在这段时间里涡轮增压技术经过了轴流式、径流式、混流式以及配置放气阀、电机等不断的发展,涡轮增压在航空、航海、机械上得到了广泛地应用,特别是如今人们对于汽车的节能、环保要求的不断提高,使涡轮增压技术在汽车发动机方面提供了广大的空间和技术。涡轮增压器压壳的安装要求非常严格,对于弯管、直管的安装精度需要达到 1mm。弯管除了有安装深度的要求,并且还有一定垂直度、偏转角度的要求。安装完成的压壳还必须进行扭矩检测,以保证产品的质量合格,以防产品使用寿命的衰减。现如今,在科学技术的高速发展的情况下,机电一体化形式的生产设备的出现,导致市场竞争变得更加激烈,使用自动化生产设备生产已经成为大中型企业竞争的趋势。而电气自动化设备的普及,使产品的生产速度的大幅度的提升、良品率的提高,电气自动化生产设备越来越得到市场的青睐。本课题的目的就是设计一套压壳 Fitting 的安装及检测系统,提高产品的产量、良品率。1.2 国内外研究进展1.2.1 国外概况现如今在国际上已经形成涡轮增压器的生产巨头:Honeywell、BorgWarner、Holset、IHI、三菱等企业,他们的特点就是生产潜力巨大。几大巨头涡轮增压器的产量逐年提升,如 Honewell 公司在 2005 年涡轮增压器的产量就已经达到 500 万台的产量,占全球总量的 48%-50%。各个巨常熟理工学院毕业设计(论文)2头公司在涡轮增压器上都拥有各自的专利产品。例如 Honewell 和 Holset 公司的涡轮增压器的特点是:结构简洁、效率高、流量可调而在世界上处于领先位置。涡轮增压器的小型化趋势愈加明显,如 IHI、KKK 相继推出小型化产品。五大巨头公司也非常注重产品的可靠性。如今巨头公司都有在中国建厂,独资或合资的形式、研究基地等。1.2.2 国内概况现阶段,在中国涡轮增压器产业有这几大发展趋势:一、国外生产涡轮增压器的大型企业在中国以独资、合资的形式和建立研究所进行发展起来;二、一大批涡轮增压器的国内的中国企业也发展起来,主要集中在江苏、辽宁、山东、浙江等地;三、大批的国内企业的涡轮增压器的机械加工手段都有很大的发展和提升,如今不少产品的零部件都被国外企业采用。四、开发自主技术、提高产品的可靠性也越来越来受到重视。但是相较国外企业,国内企业的生产效率、良品率有待提升。1.3 论文章节的安排工作和具体内容本课题是以压壳的 Fitting 的安装和检测系统作为研究的对象,主要通过控制 IAI 电缸、JANOME 压机等对象。使用西门子 S7-300 型号可编程逻辑控制器作为主要运动核心,与 IAI 电动缸、JANOME 的伺服压机、SMC 的现场总线型阀岛以及上位机构成通信网络,系统设备网络中的所有子系统组和起来完成Fitting 的安装和检测的全部功能。如图 1-1 所示将图纸中的弯管、直管和定位销安装到涡轮增压器的压壳上。图 1-1 产品图纸常熟理工学院毕业设计(论文)3
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