plc技术在电池电焊机上的应用3700字.docx

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1、P1c技术在电池电焊机上的应用目录1111122357778P1c技术在电池电焊机上的应用关键词：P1C;电池电焊机；闭环控制前言二P1C与电池电焊机简介电池电焊机简介控制系统工作原理系统硬件设计.系统软件设计.PID调节四结论.参考文献摘要：以电池电焊机为研究对象，为了提高其在焊接过程中的压力参数控制精度，并降低控制系统的生成成本，设计了基于西门子S7-300P1C的电池电焊机闭环控制系统，建立了P1C.HM1和工业控制计算机组的硬件组态，并开发了相应的控制程序。实验结果表明：设计的控制系统的顶锻压力控制精度达到5%以上，可以用于电池电焊机的工业生产。关键词：P1C;电池电焊机；闭环控制-/

2、刖与随着电池电焊机技术普遍地运用到现代国防和汽车等行业里面,加工现场要求电池电焊机能够达到更加准确的控制程度。当前中国电池电焊机的液压系统基本上使用的是P1C处理方式。并且属于是开环控制，因为液压系统会因为油温的改变、焊接材料和表面状况等因素的改变而导致压力不稳定，从而导致焊接质量显著的降低。此次的研究目标电池电焊机使用的是电液比例压力闭环控制体系,通过能够编程的P1C仿真控制功能,匹配对应的电液比例法以达到闭环控制电池电焊机运行过程中液压压力的目的。二P1C与电池电焊机简介(-)P1C简介P1C是非常强大的一款可编程软件，能够对很多复杂系统的运行过程进行控制，并且其抗干扰的实力非常强、操作方

3、便、价格低廉、安全性强等特征，所以这种控制系统还能够在比较复杂的行业中使用，能够不断适应现代工业发展的需求。P1C应用大概能够分类成这些：(I)通讯和网络。P1C能够和其他设备之间保持通讯沟通，建立的控制系统能够具备集中管理和分散控制的功能。(2)数据处理。数据传输、查表、数学运算、排序等功能，P1C都能够实现，能够对数据进行采集，并且对数据做出分析和处理。这些功能数据能够在某些大规模的控制体系里面使用。(3)过程控制。不断变化的温度、压力和流量等都能够通过P1C对不同的数据进行交换、运算和控制。在这个环节中，P1C通常使用的是闭环控制体系。在闭环控制计划里面，不用对干扰因素进行检测和处理便能

4、够达到控制的目的。在这个项目里面便是通过闭环形式对系统参数实现控制。在某些大、中规模的系统中P1C都会配置P1D控制板块，这个功能能够通过PID子程序来完成。此外，在控制的环节中还存在开环控制，具有很大的一个缺点,例如要准确的对参数进行控制就一定要明确对过程控制带来影响的干扰因素,最后全面考虑给系统造成的影响，在此基础上对系统的准确度进行控制难度比较大，实施起来也有很大的难度。(4)运动控制。P1C能够对机械装置进行的平面或空间运动做出控制。机械运动轨迹特点跟三维坐标数据相比传输到P1C控制系统里面并且达到精准控制的目的,P1C能够投入到某些如机器人操作、金属切割等机械作业中使用。(5)开关量

5、的逻辑控制。P1C最基础的作用便是通过逻辑控制对以往的继电系统控制进行替代，以具备逻辑和顺序控制的功能。开关量逻辑控制要遵守集中、混合以及分散三种原则，这里面混合原则具备前面两种原则掌握的优点，不过落实的步骤较为繁杂，用到的指令数量也很多(二)电池电焊机简介电池电焊机通过微电脑实施控制，电源电压能够自行进行跟踪和补偿，能够完成单、双脉冲以及多脉冲的焊接工作，每项参数都是通过数码化进行设置，所以参数调节非常的清楚精准，在设计直线轴承的时候要保证焊接的准确度和反复性。P1c技术在电池电焊机上的应用研究(-)控制系统工作原理电池焊接分为两个阶段：电池加热和顶锻保压，这两个环节里面的电池压力和顶锻压力

6、对于焊接而言是非常关键的参数，能够对焊接的质量产生很大的影响。在第一个环节中，电池压力的变化有很大的几率造成焊接面发热和焊接温度出现变化,进而使得工件出现轴向缩短力波动的现象；在第二阶段，顶锻压力的变化还会导致金属再结晶的流程中其变形的程度和速度都有所改变，影响到到焊接质量的稳定。关于上面两个关键参数，为电池电焊机设计一个轴向P1C压力闭环控制体系，下图显示的是其控制原理：图1电池电停机压力闭环控制原理压力传感器是对轴向压力上面的闭环控制进行检测的一个软件，通过A/D转换之后传递到P1C里面同设定值进行对比和运算,通过PID对压力误差实施计算，计算结果通过D/A转换以及放大器进行放大之后，传送

7、给电液比例溢流阀里面的阀芯电磁铁，依靠对阀芯开口进行调节对轴向移动液压缸需要的压力实施控制。倘若传感器通过检测得到的轴向压力数值比设定值要低，便需要将溢流阀芯张开的空间缩减,相反便增大。电池要确保焊接轴向的压力数值保持在设定值范围内，以此完成对电池焊接工作中轴向压力进行闭环控制。（二）系统硬件设计液压系统、主机和电气控制系统三个部分一起组装成了电池电焊机。液压系统里面开关电磁阀能够对系统进行顺序控制，电液比例阀能够对滑台的移动方向以及轴向上面的压力进行控制，以此完成对系统流量以及压力参数进行线性调整。此次研究在对电池电焊机里面的控制器进行选择的时候，使用的是西门子S7-300P1C作为其控制器

8、,在摩擦焊接的时候对轴向压力实施闭环控制能够对传感器给出的模拟量和P1C输出的模拟量进行收集达到控制电液比例阀的目的。S7-3OOP1C遵循模块化的设计构思,对电源板块、CPU模块和所有的数字量处理板块等进行组装，并且P1C还匹配了对应的SM331输入模拟量以及SM332输出板块,利用HM1人机界面方便进行编程和操作。下图显示的是电池电焊机里面控制体系硬件的配置结构：工业控制计算机图2里面的数字量输入和输入板块主要是对焊接工作中的时序进行控制，模拟量处理板块是对流量和压力进行控制,其主要职责是控制焊接工作中滑台的移动速度和产生的顶锻压力。在每个流程中流量的压力的初始值设置可以通过人机界面HMI

9、进行输入并且传送给P1Co在焊接的时候，P1e控制器能够随时对不同部分的情况进行监测,并且将每个步骤需要的压力亦或是流量提供出来,有助于电池电焊机的主机和液压系统的良好配合。在电池加热环节和顶锻保压环节都是通过PID调节器对压力完成闭环控制。（）系统软件设计将系统硬件配置好之后，便可以对P1C软件程序进行编程和设计。S7-300P1C用户程序的构成元件是FC、DO、OB块等。循环组织块OB1是系统里面的主控程序，能够对其他功能（SFC和FC）以及功能块（SFB和FB）进行调度。不同部分的功能逻辑块能够对不同的子程序进行编程。为了让电池电焊机能够具备P1C顺序控制以及轴向压力闭环控制的功能，设计

10、出了下图显示的程序模块。图3P1C程序模块结构从上图来看PC1系统能够对系统参数和焊接有关的参数进行设置；FC2负责手动模式和自动模式之间的转换，电池电焊机在未焊接前进行调整的时候要设置成手动模式，在焊接过程中要设置为自动模式。FC3能够人工对焊接机进行调节，为焊接工作打好基础,焊接工作中，FC4能够划分成三个部分，分别是：FC5负责焊接工作的时序逻辑控制、对滑台运动速度（液压体系流量）和轴向压力进行调节、P1D调节SFB41。FC7的作用是系统异常亦或是出现危险情况给予警示。图4主程序流程(四)P1D调节S7-300P1C型号系统配置的SFB41-SFB43功能板块能够用来实现闭环控制。SF

11、B41“CONT_T”的作用是持续对PID实施控制；SFB42CONT_S”的作用是对步进实施控制，SFB43PU1SEGEN”和SFB41CONT_T”同时运行，建立具备调制脉冲功能的PID控制器。下列公式是位移PID控制器的输出程序：=Kp(r)+-!Tje(Z)力dt对模拟控制器原理实施离散化，通过u(k)-u(k-)获得:u(Q=e(k-1)+KDe(k)-2e(k-i)+e(k-2)t公式里面Au(幻代表的是输出控制值；e(2)表示是第k次得到的采样反馈值和设定值间的差距；心代表的是比例系数、K代表的是积分系数，&代表的是微分系数，增量式控制能够预防U(Z)剧烈波动导致的执行器位置出

12、现大范围的移动，使得系统的可靠性提高。循环中断程序OB35根据不变的时间间隔对PID程序块进行循环调用，电池电焊机在一个很强的干扰环境中运行，不仅要在硬件配置上重视防干扰，还需要在编程的时候添加滤波程序帮助焊接压力曲线稳定。(五)实验结果实验需要具备的条件是：电池电焊机选择C450型号的，工件选择60mm直径的，轴向上要保持450KN的顶锻压力，电池要达到3.2MPa的压力，顶锻流量的参数值是13Umin,电池流量的参数值是8.25Umino成功编写好程序以后，将其添加到P1C中启动调试程序,结束之后开启设备完成实验。系统里面的位移、转速传感器和位移会将收集到的数据输出给工业控制计算机，依靠C

13、语言编程软件将焊接工作中主轴承的转动速度IV、滑台位置移动S、顶锻压力P等的波动曲线绘制出来。四结论设计出来的C450电池电焊机里面的P1C控制系统通过安装和调试以后能够正常使用.这个P1C控制系统不仅安全可靠，而且性价比好，即便是在不好的环境下也能正常运行，而且，很方便就能修改P1C程序，能够随着各种工件滑台的移动和顶端压力数值等对程序作出修改。实验得到的结果指出，顶端环节中两个工件的轴向压力参数变化要比满量程的5%还低，P1C闭环控制系统能够很好的将控制轴向压力的准确度提高。参考文献季明丽,熊渊琳.基于P1C的智能收割机传送带电气控制系统设计J.农机化研究,2023,44(08):210-214.林洽怀.基于P1C的模糊控制P1D控制器的设计与应用J重庆电力高等专科学校学报,2023,26(05):15-18.吉坚,杨丽红.锂电池焊接预压力闭环控制J.电子科技,2017,30(02):145-148.乔勇,杨建东,田春林,张鹏,彭辉.新能源汽车动力电池组电阻点焊机研究U1机械工程师,2017(01):21-23.吴文强.蓄电池供电直流逆变弧焊机的研制D大连理工大学,2014.