造型线自动控制技术应用本科毕业论文Word文档格式.docx

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学位论文作者（签名）：

年月

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论文作者签名：

日期：

指导教师签名：

继续教育学院

毕业论文（设计）

中文题目：

造型线自动控制技术应用

英文题目：

ZAOXINGXIANZIDONGKONGZHI

JISHUYINGYONG

毕业专业：

汽车制造技术

摘要..........................................................3前言............................................................3

一、多触头静压自动造型线的基本工艺流程............................4

二、自动线控制的基本原理..........................................4

（一）PC机设置与硬件组态简介..................................4

（二）STEP_7总线分布STEP_7主程序功能说明.....................5

（三）故障检测程序功能与判断..................................10

三、数控扎通气孔机的应用.........................................11

（一）排气孔对铸件的作用及影响...............................11

（二）原生产线的老式机械扎孔机...............................12

（三）数控扎通气孔机.........................................12

（四）实际效果...............................................19

四、结束语.......................................................20

造型线自动控制技术应用

作者：

赵新

摘要：

铸造一厂球造车间469号造型线是在“十五”期间，引进的世界著名铸造设备生产厂家德国KW公司的静压造型机，辅机使用原国产设备，并于2007年先后完成主机和辅机两个S7控制系统合并和自行研制数控扎通气孔机技术改造。

本文介绍了目前通用的先进自动控技术在自动线中的具体应用，其中包括西门子PC机及其软件以及数控技术在自动线中的应用。

ABSTRACT：

Castingballmadeafactoryworkshop469mouldinglinewasduringthe"

tenthfive-yearplan,theintroductionoftheworldfamouscastingequipmentmanufacturersinGermanyKWcompanyofstaticpressuremoldingmachine,auxiliaryengineusingthedomesticequipment,andin2007,successivelycompletedmainandauxiliarymachinerytwoS7mergercontrolsystemandtheself-developedncventmachinetechnicaltransformation.Thispaperintroducesthegeneraladvancedautomaticcontroltechnologyintheapplicationofautomaticline,includingSiemensPCanditssoftwareandtheapplicationofthenumericalcontroltechnologyintheautomaticline.

关键词：

造型线自动控制数控扎通气孔机

前言：

铸造一厂球造车间469号造型线是在“十五”期间，引进的世界著名铸造设备生产厂家德国KW公司的静压造型机，辅机使用原国产设备，全线分布：

四台搬运车，捅箱机，分箱机，移落箱机，三台翻转机，合箱机，铣浇口机，扎气孔机，上下造型机等设备，全线分布有：

造型型箱线，上下型运输线，浇注线，小车线，三条冷却线，全线占地面积600平米，原电控系统主、辅机分别由两台S7-400控制，两套控制系统，两个主操作台。

造型机为德国KW公司进口的双主机，设有WINCC电脑人机界面监控提示。

2007年先后完成主机和辅机两个S7控制系统合并和自行研制数控扎通气孔机技术改造。

增加节拍监视和故障诊断功能、砂型质量跟踪功能、型板数据档案库和生产数据档案管理。

通过技术改造目前造型线的生产节拍从37秒/箱提高到33秒/箱。

一．多触头静压自动造型线的基本工艺流程

二、自动线控制的基本原理

（一）PC机设置与硬件组态简介

在硬件组态中，可以明确地看到主站UR1，三个扩展单元，由一个接口IM461-0串接三个IM461_1接口。

两个伺服变频器由PEOFIBUS连接DP主站系统。

在硬件组态界面中可明确显示模块型号，数量，占用通道号，订货号输入输出地址分配

硬件组态图片

控制系统使用：

S7—400型PC机，主机使用CPU416_3DP，主站输入模块地址0~27，发送器接口模块为IM460_0型，带有通讯总线；

第一扩展单元为主机输出模块地址0~19，接收器接口模块为IM461_0型，带有通讯总线；

第二扩展单元为辅机输入模块，接收器接口模块为IM461_0型，带有通讯总线，输入模块地址40-99；

第二扩展单元为辅机输出模块接收器接口模块为IM461-0型，地址40-99，带有通讯总线，变频器由PROFIBUS总线连接PLC，监控电脑通过MPI接口连接等。

（二）STEP_7总线分布

CPU主站

DP

扩展1，主机输出模块地址0~19，接收器接口模块为IM461_0

扩展2，辅机输入模块地址40~99接收器接口模块为IM461_0

扩展3，辅机输出模块地址40~99接收器接口模块为IM461_0

OP170B

RS485接口

发送器接口模块为IM460_0

OP170B和计算机监控通过MPI接口连接PLC，变频器通过PROIFBUS-DP总线接口连接PLC。

（三）STEP_7主程序功能说明

1、STEP_7程序组成

首先，在程序源文件夹中，包含有块文件和符号表，块文件包含有主程序设有10个OB组织块，包含有：

主程序启动，循环中断CPU启动，模块故障处理等各项功能。

9个FB功能块，包含有：

带诊断步序程序，WINCC诊断，称量过程控制，模入量处理等功能块。

45个DB数据块，包含有：

型板数据，主机压力参数，砂称量参数，故障信息参数，WINCC个接口参数等参数值。

120各功能步序链，包括从启动预警，运行停止，初始位置，和各个单机台每一机械运行单步运行步序。

符号表则包含输入输出地址命名，连锁条件地址命名，各个功能块，数据块，组织块和各功能的命名，以及时间继电器名等等。

2、WINCC操作画面提示

S7-400有着很强的通信功能，CPU模块集成有MPI和PROIFBUS-DP总线接口，在自动化系统中，PLC与计算机和HMI人机接口站之间均可交换数据。

首先是造型线主画面提示，WINCC接口数据使用数据块DB53，运行方式选择，型板ID号，在标题栏中还可调出油泵运行画面，工作参数输入画面，辅助设备添加/停用选择画面，数据输入进入PLC装载，语言选择，故障信息显示。

辅助设备添加/停用选择画面主要设备是扎气孔机和主机造型选择，在日常生产中最常用的是故障信息显示功能，故障诊断数据来自DB55和DB56，他可以直接提示机械动作是否执行或到位，提示为占用或丢失，包括接近开关和连锁条件，有利于操作工人和维修人员对故障的直接判断和处理。

ＷＩＮＣＣ主操作画面

油泵间运行操作画面

3、FC步序链结构

首先，主程序设有DB5步序链状态数据块，在程序扫描过程中，进入一个步序程序功能块，要先将这个步序块上一次扫描执行的结果从DB5中读出，并存入当前执行的数据中，执行时按照步序顺序与当前要执行的步序号进行比较，如果相等，步序延时条件满足，则进入步序块，否则进入下一个步序程序功能块。

一般步序链包含步序条件，“1”条件输入4个，：

“0”条件输入4个，步序输出，“1”输出3个，“0”输出3个和所有状态点

EN：

使能输入，检查是否在要执行的程序步，ENO：

使能输出

Prog_nr：

本步序链程序号，Step_nr：

下一个步序号，

DB_SK：

步序链数据块，res_1，res_2：

备用

DB_DIAG：

诊断数据块

Freigabe：

释放条件fr：

释放条件状态

Sh_hand：

启动条件sh：

启动条件状态

Warte_S5T：

步序延时，步序器的每一个步序都带有一个延时，用来控制下一个步序的执行，并且根据每一个步序延时需要设定时间常数。

Ueberw_Z：

节拍超长监