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《河北科技大学》 2016年
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大型水泥构件蒸养窑全自动码垛控制系统的研究

刘申  
【摘要】:随着预制装配式住宅的发展,混凝土构件逐步实现了工业化和流水线方式生产,混凝土构件的养护不可能再采用自然凝固的方式,而需要采用集中立体蒸汽养护方式,以加快混凝土构件的凝固速度,提高生产效率和成品质量。蒸养窑全自动码垛车是混凝土预制构件生产线中的一个关键设备,其功能就是完成水泥构件蒸养环节的存入和取出功能,保证蒸养过程与整条生产线的衔接和同步。本文在分析码垛车机械结构、运行原理和控制需求的基础上,完成了码垛车自动控制系统的整体规划设计、硬件选型、通讯方式选择、位置传感器布置及控制策略的研究,在此基础上完成了主控站和各控制子站PLC软件的编制,并基于力控组态软件平台完成了上位机人机界面程序设计。按照自动控制系统设计流程,本文简要介绍了水泥蒸养工艺及蒸养窑码垛车整体机械结构和工作原理;重点论述了蒸养窑码垛车自动控制系统的整体架构与通讯方案的选择,给出了控制系统各部分选型的原则、方法、过程及选型结果,包括各站点PLC、主框架行走和托架升降变频器、拉绳旋转编码器、位置检测传感器、上位机的选择等;详细论述了码垛车主框架行走、托架升降等动作的位置检测方法与控制策略;编制了混凝土预制板存取动作程序、码垛车安全保护程序、各级PLC安全检测等程序。最后论述了上位机人机界面设计、本地实时数据库和数据通信的程序设计方法。
【关键词】:PC构件 水泥预制件生产 蒸养窑码垛车 PLC 组态软件 程序设计
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528.06;TP273
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-13
  • 1.1 论文的研究背景9-10
  • 1.1.1 研究背景9
  • 1.1.2 选题意义9-10
  • 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-11
  • 1.3 研究内容11-13
  • 第2章 PC构件蒸养工艺与码垛车结构原理分析13-21
  • 2.1 PC构件蒸养工艺概述13-14
  • 2.2 PC构件蒸养窑结构原理及特点14-15
  • 2.3 PC构件蒸养窑码垛车主要机械结构原理15-19
  • 2.3.1 提升机构15-16
  • 2.3.2 行走机构原理16-17
  • 2.3.3 抬门机构原理17
  • 2.3.4 顶推机构原理17-18
  • 2.3.5 纵向定位机构原理18-19
  • 2.4 PC构件蒸养窑码垛车运动分析19-20
  • 2.5 本章小结20-21
  • 第3章 PC构件蒸养窑码垛车电气系统架构21-39
  • 3.1 PC构件蒸养窑码垛车控制需求分析21
  • 3.2 PC构件蒸养窑码垛车主控制器的选择21-22
  • 3.3 PC构件蒸养窑码垛车通讯方式选择22-24
  • 3.4 PC构件蒸养窑码垛车驱动方式选择24-25
  • 3.5 PC构件蒸养窑码垛车整体控制架构25-26
  • 3.6 PC构件蒸养窑码垛车电气系统选型26-33
  • 3.6.1 码垛车主站PLC选择26
  • 3.6.2 码垛车升降平台子站PLC选择26-27
  • 3.6.3 码垛车地面子站PLC选择27
  • 3.6.4 PC构件蒸养窑码垛车车架主站驱动电机和变频器选择27-28
  • 3.6.5 码垛车主框架行走位置传感器的选择28-29
  • 3.6.6 PC构件蒸养窑码垛车提升托架位置检测传感器的选择29-31
  • 3.6.7 PC构件蒸养窑码垛车触摸屏的选择31-32
  • 3.6.8 PC构件蒸养窑码垛车工控机的选择32-33
  • 3.7 码垛车各控制站硬件组态与配置33-38
  • 3.7.1 主控制站硬件组态与配置33-34
  • 3.7.2 升降平台子站硬件组态与配置34
  • 3.7.3 地面子站硬件组态与配置34-35
  • 3.7.4 升降变频器硬件组态与配置35-36
  • 3.7.5 拉绳旋转编码器硬件组态与配置36
  • 3.7.6 输入输出地址分配36-38
  • 3.8 本章小结38-39
  • 第4章 PC构件蒸养窑码垛车控制程序设计39-51
  • 4.1 PC构件蒸养窑码垛车控制需求分析39
  • 4.2 软件整体设计思路39
  • 4.3 主框架行走控制策略及软件实现39-42
  • 4.3.1 主框架行走的位置检测40
  • 4.3.2 主框架行走的定位控制40-42
  • 4.4 托架升降的位置检测与平层控制42-44
  • 4.5 混凝土预制板存取动作程序44-47
  • 4.6 码垛车动作安全保护程序47-48
  • 4.6.1 主框架行走的安全保护47
  • 4.6.2 托架升降的安全保护47-48
  • 4.7 位置传感器故障检测48-49
  • 4.8 各控制站PLC状态安全监测程序49-50
  • 4.9 本章小结50-51
  • 第5章 PC构件蒸养窑码垛车上位机程序设计51-57
  • 5.1 组态软件介绍51
  • 5.2 组态软件的选择51-52
  • 5.3 中央控制系统的软件编制52-56
  • 5.3.1 数据库的建立52-53
  • 5.3.2 动画连接53-54
  • 5.3.3 脚本编写54-56
  • 5.3.4 安全管理56
  • 5.4 本章小结56-57
  • 全文总结与展望57-59
  • 附录59-61
  • 参考文献61-65
  • 攻读硕士学位期间所取得的其他成果65-67
  • 致谢67-69
  • 个人简历69

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