第3章 制造系统及其自动化 ,机械工程 哈工大.ppt

第3章 制造过程自动化控制系统 例6 自动循迹小车控制系统 3.4.4 计算机数字控制系统实例 例7 水泵节能恒压供水控制系统 供水系统示意图 压力变送器 生活小区 例8 塑料厂挤压吹膜工艺控制系统 塑料挤压吹膜机调速系统图 例9 钢锭连铸控制系统 UF1 UF2 UF3 UF4 UF UF5 UF6 P L C 计算机 四台拉矫机变频器 结 晶 器 变 频 器 连 铸 钢 锭 切断机 喷 水 系 统 冷却水 钢水 浇铸钢包 结晶器 输送辊道变频器 液 压 系 统 例10 冶炼厂氮气增压变频调速控制系统 P I D 调 节 器 压力变送器 0 ~ 20mA 储 气 罐 高压氮气 放 气 手 动 阀 压力控制器 压力控制器 电控安全阀 电控安全阀 1# 压 氮 机 2# 压 氮 机 1#电机 2#电机 F U U V W R S T 接触器 常压氮气 GND II - + 例11 中央空调冷冻水控制系统 盘管 盘管风扇 温度变送器 TP 4 ~ 20 mA 冷冻机组 水泵 电动机 UVW II GND V+ VI1 R S T U F RP 例12 双泵双变频器 PID 调节系统 U V W R S T PID 调节器 R S T U V W RP微调 V+ V- VI2 GND II GND II + - 4 ~ 20mA 电动机 电动机 压力传感器 水泵 水泵 U F U F 例13 卷绕机械恒张力控制系统 S T 张力控制器 直流电源 电动机 纸 卷 + - RP U V W R S T GND VI1 V+ GND II U F F V 4 ~ 20mA 3.5 DNC控制系统 3.5.1 DNC系统概念 1980年颁布的ISO2806DNC定义为“Direct Numerical Control（直接数控）”，其概念为：“此系统使一群数控机床与公用零件程序或加工程序存储器发生联系。一旦提出请求，它立即把数据分配给有关机床”。 在1994年颁布的ISO2806对于DNC定义为“Distributed Numerical Control（分布式数控）”。这样，其概念也发生了本质的变化，其意义为“在生产管理计算机和多个数控系统之间分配数据的分级系统”，DNC技术在不断发展，已经从单纯的程序数字传输发展为生产环境中底层数据的交换，更多地容入了管理数据。 3.5.1 DNC系统概念 数控设备上网方式： 串行通讯RS-232C的DNC网络结构图 1. 通过串口（RS-232协议）接入DNC网络 3.5.1 DNC系统概念 局域网式DNC系统结构图 2. 通过以太网卡（TCP/IP协议）接入DNC网络 3.5.2 企业实施DNC系统的意义 减少固定成本且不需要将来的资金再投入 减少人工成本，提高效率 提高管理水准 为企业资源管理（ERP）奠定基础 实现一定程度上的数控设备监控功能 实现更大程度上的资源共享 合理分配及最大限度利用现有数控设备资源 构筑企业信息化中重要的一环 提高机床有效工作时间 科学保证大规模集成化生产的要求 3.5.3 DNC系统的构成 3.2 控制系统典型执行装置 2. 步进电动机 缺点： 运动增量或步距角是固定的，在步进分辨率上缺乏灵活性；采用普通驱动器时效率低； 在单步响应中有过冲量和振荡； 承受大惯性负载的能力有限； 开环控制时摩擦负载增加了定位误差，尽管误差是非积累的； 采用的控制线路种类繁多； 可供使用的电动机尺寸和输出功率是有限的。 3.2 控制系统典型执行装置 2. 步进电动机 驱动方式 单极性 双极性 单电压驱动 高低压驱动 定电流斩波驱动 调频调压驱动 细分驱动 3.2 控制系统典型执行装置 步进电机的选择 机械的角度： 分辨率，由位移速度和每步所移动角位移来决定； 负荷刚度和移动物体质量； 电动机体积和质量； 环境温度和湿度等。 从加减速动作要求： 短时间内定位需要的加速速度和减速速度的适当设定，以及最高速度的适当设定； 根据加速转矩和负载转矩设定电动机的转矩； 使用减速机构时，考虑电动机速度与负载速度关系。 3.2 控制系统典型执行装置 步进电机的选择步骤 1）选择要素：机械要素是负载转矩和负载惯量。时间要素是加速时间和运行时间； 2）确定目标：确认脉冲速率； 3）计算需要的运行转矩：输出的转矩；负载转矩；加速转矩； 4）决定电动机的型号； 5）验证。 液压缸 3