內(nèi)高壓成形機位置同步控制系統(tǒng)試驗研究.pdf

1、異形構(gòu)件在保證強度的前提下盡可能地減輕重量，是汽車和航空航天等領(lǐng)域一直追求的目標，為實現(xiàn)這一目標通常采用空心截面異形構(gòu)件，而傳統(tǒng)的加工方式已經(jīng)無法滿足該種構(gòu)件的生產(chǎn)要求，內(nèi)高壓成形技術(shù)應(yīng)運而生。目前，內(nèi)高壓成形生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)是軸向位移和內(nèi)高壓壓力的配合控制，實際生產(chǎn)中對兩者合成加載曲線的跟蹤控制效果直接決定了生產(chǎn)的構(gòu)件是否合格，優(yōu)良的水平液壓缸位置同步控制可以顯著提高生產(chǎn)效率和成品合格率，因此，對內(nèi)高壓成形機水平液壓缸位置同步控制進行研

2、究具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要研究的內(nèi)容如下：
　　首先，參考國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)進展和文獻，分析內(nèi)高壓成形機工作原理及其水平液壓缸位置同步控制的特點與重要性，分析內(nèi)高壓成形機水平液壓缸位置同步控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及不足，進而提出本文主要解決的問題。
　　其次，針對內(nèi)高壓成形機液壓系統(tǒng)建立了包括電液比例放大器、電液比例方向閥、非對稱液壓缸以及位移傳感器在內(nèi)的電液比例控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)所搭建的內(nèi)高壓成形試驗平臺液壓系統(tǒng)進行了仿

3、真參數(shù)計算，然后進行PID控制和線性自抗擾控制的仿真對比研究。
　　再次，針對PLC廣泛工業(yè)應(yīng)用的背景，設(shè)計并搭建了內(nèi)高壓成形試驗平臺PLC控制系統(tǒng)，采用S7-300 PLC作為下位機，WinCC作為上位機。水平液壓缸位置同步PID控制采用西門子FM355C專用閉環(huán)模塊實現(xiàn)，試驗表明其控制性能優(yōu)于PLC集成的閉環(huán)控制功能函數(shù)FB41，得出采用PID為控制算法、PLC為控制核心的水平液壓缸位置同步控制系統(tǒng)可以較好地完成同步控制，達到

4、了內(nèi)高壓成形的生產(chǎn)要求。
　　最后，為進一步提高控制性能，綜合利用PLC穩(wěn)定性好、計算機控制實時性高的控制優(yōu)勢，設(shè)計并搭建了基于“PLC+工控機”的內(nèi)高壓成形試驗平臺控制系統(tǒng)。進而，設(shè)計了OPC客戶端程序以實現(xiàn)PLC和工控機間的實時數(shù)據(jù)交換，并編寫了水平液壓缸位置同步控制的線性自抗擾控制程序。試驗結(jié)果表明，線性自抗擾同步控制精度優(yōu)于PID控制，設(shè)計的“PLC+工控機”系統(tǒng)的控制性能優(yōu)于單一的PLC控制，可滿足更高的內(nèi)高壓成形控制要