电气控制系统设计论文精选(九篇)

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第1篇：电气控制系统设计论文范文

【关键词】L型前装机；转向系统；闭环控制系统

0 引言

自20世纪90年代以来，采矿设备的发展日新月异，世界上采矿设备生产巨头们像卡特彼勒、小松、久益环球、利勃海尔等公司纷纷推出自己的各种新产品，这些新的产品共同的特点是不断涌现出新结构和新元件时还广泛应用新的控制技术，技术发展的重点在于增加产品的电、液技术含量，应运更先进的电气、液压控制系统和更先进、灵敏的原件来实现对操作的优化。现在越来越多的控制技术和控制理论开始应运到前装机上，如变频调速控制系统、PLC控制系统、单片机控制系统、传感器控制技术等，这些技术的应用在控制精确度和效率上使前装机达到了一个前所未有的高度。

节能减排技术将是未来装载机行业的发展方向[1]，更是采矿设备行业的发展方向。节能减排是个世界性的大课题，对于以柴油发动机作为主要动力源的前装机来说，这不仅因为节能和减排本身就是一对儿矛盾，而且还要考虑产品的性价比与可靠性。节能减排不仅仅关乎发动机、传动、液压和电控等系统，这是一个综合性的课题。对于装载机来说，合理的工作装置设计可以提高作业效率，减小作业阻力，降低油耗，但是控制系统的合理、先进设计同样对节能减排起巨大的作用。

本次选题准备以转向系统的控制设计为例来说明装载机目前的自动化控制水平和将来的发展方向。为了保证转向系统平稳、快速的运转，我们设计了本选题的电气控制系统和液压控制系统，在对各种电气和液压元件控制方法的工作原理进行了详细的分析的基础上，提出了L1150型前装机转向系统控制设计的选题。希望通过我们的研究能把前装机目前的自动控制技术提高到一个新的高度。

1 L型前装机转向系统总体模型设计

转向是电液控制的自动控制系统。则转向系统总体设计结构图如图1所示。

由上述结构图可以得出系统的传递函数为以下三部分组成，其中G1（S）是电气系统的传递函数，G2（S）是电液比例控制阀占空比对换向阀流量的传递函数，G3（S）是液压系统的传递函数，如图2所示：

所以本论文的设计分为俩部分，一部分为电气控制结构的设计，另一部分为液压控制结构的设计。

2 L型前装机转向系统控制设计

2.1 电气控制结构设计

电气控制是当操作手柄给左转向命令时，操作手柄移动被转换成CAN信息。CAN全称为Controller Area Network即控制器局域网[2]，CAN总线是国际上应用最为广泛的现场总线之一。由操作手柄输出转向命令值输入到控制器，控制器接收到输入信号后输出PWM脉冲信号给控制阀，控制执行元件动作。转向位置传感器随时监控转向的位置角度并转化为电信号反馈给VCU，和操作手柄的给定值比较以便进一步的控制。该系统设计为负反馈闭环控制系统，所谓反馈控制系统，就是指根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系y行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。L型前装机转向系统的电气控制控制结构图设计如图3所示。

2.2 液压控制结构设计

液压技术的发展[3]，可追溯到 17 世纪帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，开始奠定了流体静压传动的理论基础。液压系统：液压油从油箱流入转向泵的入口。转向泵输出液压压力油经控制阀和流量放大器后流入转向油缸，转向油缸动作从而实现转向运动。通过负载感知把负载的压力分别反馈回控制阀和转向泵，反馈回控制阀的压力油与给定值比较后进一步控制方向阀芯的开口大小从而进一步的控制压力油流向转向油缸的流量。由于液压系统运行时容易发热，为了节省功率和减少发热量负载反馈的压力油同时反馈给转向泵，从而可以控制转向泵斜盘角度，进一步控制转向泵的输出功率。该系统设计为负反馈闭环控制系统，所谓反馈控制系统，就是指根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。L型前装机转向系统的液压控制控制结构设计如图4所示。

图4 转向系统的液压控制结构图

3 转向控制系统的测试和分析

把设备所有的电气系统和液压系统以及其他的结构件等安装调试完成后，启动设备做了左转向、无转向、右转向等的一系列空载、有载测试，空载测试是指设备没有装载并处于平整的地面上，有载是指设备处于装载的工作状态，并处于工况不是很好的环境下，测试结果见表1所示。（下转第287页）

从表1中的测试结果可以看到当有禁止状态时，转向接口卡无输出。当发出左转向命令的时候，转向接口卡输出的电压为12V-18V；当操作手柄处于中位时转向接口卡的输出为12V；当发出右转向命令时转向接口卡的输出为6V-12V；这完全符合当初设计的期望值，在进一步的测试中该电路输出稳定、可靠符合要求。

4 结论

本论文的设计以L型前装机转向系统的设计为主题，主要包括电气系统和液压系统俩部分。电气系统采用LINCS II控制系统，由操作手柄通过CAN控制系统发出转向命令通过数字接口卡转化为数字信号后输入到VCU（VECHICLE CONTROL UNIT） VCU接受到信号后发出PWM输出信号给数字接口卡的转向接口卡通道，然后再传输到PVG32先导控制阀控制液压系统。转向位置传感器随时监控转向的位置角度并反馈给VCU和给定值比较以便进一步的控制。液压系统采用电液比例先导控制，液压油从油箱流入转向泵的入口，液压压力油从泵流过高压过滤器后到达流量放大器阀（Danfoss） 的HP口。当有转向命令时PVG32先导控制阀控制先导油推动流量放大器的方向阀芯后从泵出来的油经流量放大阀芯被导向转向油缸从而实现转向运动。

【参考文献】

[1]皮钧.工程机械的技术发展方向[J].工程机械，2012（11）：27-30.

第2篇：电气控制系统设计论文范文

【关键词】微机控制系统 产品自动包装生产 PLC

随着工业革命推进以及科技水平的进步，工业生产的规模不断扩大，工业生产的过程也不断的被强化，消费者对产品的质量要求越来越高，人工工作的进度远远不能够满足市场的需求，因此产品自动化生产已经成为了未来机械的发展趋势。随着电子计算机技术的广泛运用，智能化和自动化的生产成为当今信息时代的一项新应用。我国自动化包装生产系统起步比国外要晚，目前还存在很多的漏洞，但是由于我国已经成为世界上最大的商品出口大国，与此同时，中国的产品包装生产市场要求也随着世界消费者的要求变得越来越严峻，增强产品自动化包装生产的危机控制系统的建设，成为中国工业生产的首要任务，本文基于这些因素，对自动包装绳的危机控制系统进行了简要的分析。

一、自动包装生产微机控制系统的概述

（一）微机控制系统

微机控制系统一般有三种，全气控制系统、电气控制系统和PC控制系统。气动控制，即传动控制和执行机构全部是气压元件，系统全部使用压缩空气为工作介质。这种控制方法工作介质单一，工作比较可靠，系统的安装调整和维修也比较方便，但气动系统较复杂，元件较多； 电气控制，气动的传动控制采用电器元件，通过电一气转换后再来控制气动执行元件（如控制阀、气缸等）。这使得气动系统本身大为简化，气动元件少，气动系统的故障率低。PC控制则同时具备以上两种控制系统的优点：这种专用工业环境下应用而设计的控制系统，其内部各种中间继电器、保持继电器、特殊用途继电器都是无触点接触的开关信号，极大地降低了电气系统的故障率，使用PC后，气动系统大为简化，实际上，包装线上每个工位只需一只主控阀和一对执行气缸，气动系统的故障率也降到最低。

（二）自动包装生产微机控制系统

一般的自动包装生产系统相比人工的生产具有三个方面的性能优势、分别是安全性、可靠性和实用性。自动包装系统的这些性能可以满足行业工艺的需求，代替人力降低成本，提高包装效率和包装质量。自动包装系统作为一个高速度、智能化、全自动的纺织行业包装设备，是集在线检测、精密机械、实时控制于一体的大型包装生产线，各部分协调配合，保证整个系统的可靠性与稳定性。一般情况下自动包装系统的核心是PLC控制单元，PLC广泛应用于各种工业控制中，可以适应各种复杂的环境，抗干扰能力强，可以控制各个机构完成相应动作，工作稳定可靠。自动包装生产系统的动力主要来源于电机和气紅，电机主要用于输送带的传送，气紅主要用于各模块的动作，只要配合光电传感器、行程开关等，就可以实现各个机械机构动作的跟踪控制，上位监控系统可以对整个包装过程进行监控，可以保证系统可靠稳定地运行。

二、自动包装生产微机控制系统的原理

全气动控制方法和电气控制方法的控制原理是一样的。包装生产自动控制系统的设计，须按位置程序控制的一般模型进行逻辑控制线路的设计，对逻辑运算、记忆、延时等各个环节进行综合，形成一个闭环控制系统。因此其工作原理就是：由前一步的动作，发出动作的行程信号（主令信号），将它输入逻辑线路经运算后发出执行信号，产生下一步的动作。这种控制方法具有连锁作用，能使执行机构按程序顺序依次动作。现在的产品自动控制系统大多采用了PC控制，PC又称PLC即可编程逻辑控制器，是在继电器控制和计算机控制基础上发展起来的以微处理器为核心的新型工业自动控制装置，pc控制系统内部各种中间继电器、保持继电器、特殊用途继电器都是无触点接触的开关信号，极大地降低了电气系统的故障率，同时内部各种中间继电器、保持继电器、特殊用途继电器都是无触点接触的开关信号，极大地降低了电气系统的故障率。

三、以为例分析自动包装生产的微机控制系统

（一）的包装工艺分析

包装的主要功能是将从定型机输出的以内纸板为支撑折叠好，套入外纸壳并送入塑料包装袋，封口、打标签后输出包装成品。包装机主要由三部分组成：载袜台、折袜机和装袋机载袜台是连接定型机与折袜机的过渡机构。被输送到载袜台，由人工检查瑕疵，剔除次品，将合格的放在输送带上，输送带将送到折袜机。将经由上输送带输送到可反转的双层输送带斜坡机构中，由置放内纸板机构将内纸板放在上，斜坡机构再反转，同时上输送带前段下降，并且折叠好的部分被送到正向运行的下输送带上，实现的第一折；当被输送到特定位置时，下输送带反向运转，仍留在上输送带上的部分则随着传送带运行最终叠在下面的部分上，从而实现第二折；然后上输送带上升，下输送带再次正向运行，定位板下降，顶住中部，同时翻转折叠机构将前部翻折180度，实现第三折；定位板上升，下输送带将叠好的袜子送到后续机构。三次折叠的长度都要求十分精准，以保证折叠后平整、美观。如下图所示：

（二）自动包装控制系统

本文采用的自动包装控制系统主要是使用PLC技术，在设计自动包装控制部分时，充分考虑到用户的功能需求以及与系统的机械部分的配合需求。在具体实现的过程中，又以系统的可靠性与易用性为准则，尽可能把本系统设计成为一个功能齐全、可靠性高且易于使用的包装机设备。自动包装控制系统的主要控制参数有输送带运行方向、启停的时间，气缸、真空吸附机构、吹风口的动作时间。由于控制对象较多，且被控对象比较集中，因此采用集中控制系统方案。集中控制系统如下图所示，每个被控制对象与可编程控制器指定I/O相连接，因此各被控对象之间的数据、状态的变换不需要另外设置专门的信号线路。该控制系统多用于控制对象所处的地理位置比较接近，且相互之间的动作有一定联系的场合。

（三）自动包装PLC程序流程

如上图所示，当自动包装任务开始时，系统就会开始初检，初检任务是对所有电机和汽缸的运动能力进行开机检查，即开机时，让所有电机和汽缸都运动一下再复位，确保机器能够正常运转，同时检查所有的光电传感器，查看是否有异物，若气缸不能到位，或光电传感器前有异物则红色报警灯亮、蜂鸣器响。当系统的各部分程序正常运转时，就启动接下来的三个运行任务，分别是：手动运行、半自动运行、自动运行，在自动包装系统中通常采用第三个，选择自动运行的任务。如果一切正常，则等待上位机发出操作指令，即运行哪个部分控制任务，自动包装控制系统就会按照原先设定好的程序进行的包装，如果发现意外情况，立即停止全部部分控制任务的执行，然后再启动停机任务。

四、结语

随着包装机械竞争日趋激烈，高度自动化、智能化、动功能化、低消耗化、高效率的未来机械的发展趋势，自动包装控制系统采用了机电一体化控制，提高生产效率。目前由于国外的工业水平比国内先进，因此其产品包装自动化的程度比国内要高。本文浅析了产品自动化包装控制系统的工作原理，特别是其中PLC技术的运用。

参考文献：

[1]余雷声.电气控制与PLC应用[J].北京：机械工业出版社，2010.

[2]李明才.发动机活塞环自动包装流水线的创新设计[J].南京林业大学学报，2012（3）.

[3]王莹莹，袁少强，程 涛.自动控制原理[M].北京：中国时代经济出版社，2010.

[4]周亮.袋成型自动包装机控制系统的设计与研究[D].武汉理工大学硕士学位论文，2009：

[5]唐国兰.基于PLC的高速全自动包装机控制系统的应用研究[M].广东工业大学报，2010（4）.

第3篇：电气控制系统设计论文范文

关键词：船舶电气智能 系统设计 关键技术分析

由于技术等方面的制约，我国目前大多数船舶设计软件在电气设计方面仅具备绘图功能。而船舶的电气系统设计是一个需要多专业协作的复杂过程，涉及到大量的设计方案的确定、分析模型的建立、各种设备的评价选优等工作，若靠人工的操作不仅消耗大量的时间而且工作精度不高，严重影响设计的效率和质量，本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化等关键技术在船舶电气系统智能化设计中的应用。

一、船舶电气系统设计

船舶的电气系统是一个复杂的系统，各个电气系统规律性不统一，而且现在的新的电气控制系统更新换代速度快，所以在设计中要考虑到系统能实现常规计算机辅助设计功能以及资料管理，具有计算生成、自动校验、数据交换等智能化功能的基础。综合上述要求，船舶电气系统设计主要是通过调用第三方绘图软件和Windows 应用程序的技术方案来实现系统需求，主体框架分操作界面、主程序、参数绘图模块、数据库、资料库五个部分。

（1）操作界面：主要有项目管理、图纸管理、计算书生成、材料报表生成、电气绘图、标准图框生成、标准符号生成、三维模型生成、数据交换以及帮助十个

主界面。对于功能和需求比较复杂的主界面，为了进一步的实现系统的功能需求，配有子界面，例如电气绘图主界面配有页面管理、设计布置、参数绘图、对象编辑四个子界面。

（2）主程序：指为了实现操作界面的相关操作，主要是为了实现项目、图纸管理，计算书、材料报表生成，电气绘图，辅助设计模块的相关程序以及接口程序。

（3）数据库：数据库是整个系统的核心部分，主要保存着零件及设备的参数、项目信息等，主要分为管理数据库和项目数据库管理。而且在系统中，每个项目都有自己的项目数据库，用于存储其所有电气系统、电气设备以及资料信息.

（4）资料库：保存所有船舶电气设计过程中涉及产生的图纸和文档资料.

（5）参数绘图模块：目前的船舶电气系统中，主要包括电力一次系统图、广播系统图、照明系统图以及照明布置图四个部分。

二、船舶电气智能设计对象分析

为了更好的实现电气设计的智能化，本文对设计过程中涉及的对象进行了简单的分析。设计对象主要分为船体背景、电气器材和设计管理信息三大类。

1、船体背景

在船舶的电气化设计，船体背景是一个必须要考虑的重要因素，主要是指甲板的环境变量和设备所在的区域属性。即在电气系统图设计时，需要在图纸上按照设备所处甲板对设备进行划分，确定每个设被的准确位置；再对设备进行布置时，需要考虑设备所处区域的环境变量。

2、电气器材

这里的电气器材主要是指电缆和电气装备。在电气系统的设计需要对电气器材的属性有具体的了解。对于电缆的属性主要是型号、规格以及和前后设备的拓扑关系。而电气装备的属性则想多比较具体，主要有二维符号、三维模型、名称、代码、额定功率、功率因数等。

3、设计管理信息

主要是在设计过程中，为了方便管理，将设计管理分作船舶项目、系统、子系统和功能模块四级，并建立结构树，进行相关的属性信息管理。

三、船舶电气智能设计系统关键技术分析

船舶电气智能设计系统中，运用到的高新技术众多，本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化两种关键技术。

1、 信息数字化技术

信息数字化技术在船舶电气智能设计系统中，主要将设计中设计到的对象进行相关的数字化信息处理，即根据相关定义原则，将约束条件和属性采用相关的数字代替具体的信息，然后对上述船舶电气设计中需要设计的对象采用相关的数字描述，建立船舶电气数字化模型。数字化过程中主要采用面向对象方法学，将船舶看作由各种“对象”组成的整体，然后根据相关的约束条件对各对象的归类、设计以及定义属性、方法以及响应的事件，使其能满足计算机的识别和处理功能。

2、 参数化方法

在船舶电气设计中，比较常用的方法就是查询修改母型船。但是该方法在查找过程中需要进行大量的信息处理，本文针对该特点采用了参数化方法。参数化方法主要是对电气系统图纸采用参数进行量化和识别和相关功能模块的描述。主要进行参数化的因素有船舶类型、装载（工作能力）、航区、自动化标志、电力推进、主机、主电源和大型机械设备等。参数化模块主要是指描述描述系统功能的特征项，包括图面需要表达、绘图需要的各方面。

本文以船舶电气智能设计系统中数字化、参数化设计方法为基础，介绍了AutoCAD中的ActiveX技术及XData技术，详细探讨了使用该技术对船舶电气AutoCAD图纸（.dwg）的识别与再设计方法，并给出使用VB语言实现船舶电气再设计功能的关键源代码.该技术在船舶电气智能设计系统中的应用解决了AutoCAD图形与数据库关联的问题及其图形对象难以被计算机识别的问题。该技术的应用能够大大缩减母型船转化的速度，提高设计效率，缩短设计周期。同时，该技术对基于AutoCAD平台设计的其它专业也有参考价值。

总而言之，随着我国科技的日新月异，计算机技术的快速发展，我国的船舶电气智能化设计将会有很大的进步，步入真正的智能化阶段，将大大的缩短设计成本以及设计周期。

参考文献：

[1]纪卓尚，王言英，林焰，戴寅生，马坤，刘玉君.船舶CAD/CAM在大连理工大学的研究与进展[J]，大连理工大学学报，1995年06期

[2]李铭志，柳存根，蒋如宏，赵永生，马宁.船舶电气智能设计中数字化信息模型的研究[A].2010年MIS/S&A学术交流会议论文集（中国造船工程学会学术论文集）[C]；2010年

第4篇：电气控制系统设计论文范文

关键词：自顶向下；概念设计；方案选择

中图分类号：TU621 文献标识码：A

1　概念设计

概念设计阶段，就将产品的主要功能、关键约束、配合关系等重要信息确定下来，在进行任务分配时，这些关键约束也同时分配给各子系统，这样，各子系统才能很好地配合，避免发生冲突。概念设计因能决定产品成本的60%，因此近年来它成为机械工程领域的重要研究方向。概念设计的关键步骤即将整个产品进行合理分解。目前通用分解方法有很多种，其中面向功能的分解中的功能树法适用面比较广泛。

自顶向下方法功能树法的建立过程是从总功能开始，采用形如树根到树枝的方法逐层分解，一直到最底层方法为止（像一棵倒置的树）。在确定总功能之前要知道待设计的目标树，首先对设计要求进行抽象，其目的是抓住待设计系统的本质，然后用简短的文字将其进行表示，该文字即为所谓的总功能。挖掘机的总功能即挖掘机指定目标的土或者其他物质。

2　功能设计

产品的功能是产品满足人的需求的特性，是产品的核心概念。产品设计以功能为主导。功能设计（Function　Design）就是按照产品定位的主要功能要求，在对用户需求及现有产品进行功能分析的基础上，对所定位产品应具备的目标功能系统进行系统策划和构建的创造活动。产品功能设计阶段的主要任务是把用户需求转化为一系列的功能规格，并实现产品的初步设计或总体方案设计，由于功能规格可以转化为一系列的变量和变量关系，所以功能规格的管理实际上可以转化为变量规格的管理。如下本论文所引用的斗容量10m3正铲机械式挖掘机设计要求参数见表1。

产品功能设计与概念设计互为指导，而功能设计指导功能系统设计、装配体设计、部件设计、零件设计。由此可见详细的功能设计是相当重要的。概念设计时又是以产品所能实现的功能来定义的。挖掘机的总功能是实现土石的挖掘与装载，其主要功能是挖掘。然而为了实现其主要功能还必须有其他功能系统作支撑，挖掘机要实现挖掘功能除了具有工作装置外还必须拥有动力系统。挖掘机挖掘不可能原地不动的挖掘，这就要求挖掘机还必须有行走系统，这样才能实现连续挖掘和装载。要实现行走功能必须有从动力系统到行走系统传递动力的传递设备，机械式挖掘机使用的是电机减速器传动系统。为了实现自动化操作，又配备了电控系统。

基于此，本文初步确定机械式挖掘机主要功能系统为工作装置、动力系统、回转系统、行走系统、电气控制系统和通风除尘系统等。

3　工作装置方案选择

10m3机械式挖掘机属单梁双斗杆式工作装置，包括铲斗、斗杆、起重臂、推压机构。

3.1铲斗

铲斗结构形式和参数的合理性选择对挖掘机的作业效果影响很大。铲斗的作业对象繁多，作业条件也不同，用一个铲斗来适应任何作业对象和条件很困难。为了满足各种特定情况，尽可能提高作业效率，通常一个挖掘机配有几种甚至十多种不同斗容量的铲斗。

对各种铲斗结构形式设计的共同要求是：有利于物料的自由流动，要使物料易于卸尽及使装进铲斗的物料不易掉出。

结语

至此基于自顶向下方法设计出挖掘机工作装置模型，并最终应用Soliworks软件画出整个工作装置模型。经实用证明，该工作装置设计方案结构紧凑、传动效率高，运行可靠，满足设计的要求。

参考文献

第5篇：电气控制系统设计论文范文

    论文摘要：用可编程序控制器和交流变频调速技术对b220龙门刨床进行改造。刨床的主传动采用转差频率闭环控制，能较好的满足工作台静、动态特性要求；制动采用了能量回馈制动。改造后系统达到了预期效果。

龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。目前，国内龙门刨床主要采用的主传动系统有两种：一种是50年代的电机扩大机一发电机一电动机组(k—f—d系统)；一种是80年代少数经过改型的直流可控硅调速系统(scr—d 系统)。这两种系统的逻辑控制普遍采用继电器控制，故障率高，维修困难，生产效率低，因此，采用变频调速系统已成趋势。作者用交流变频调速技术和可编程序控制器(plc)改造成功了一台b220龙门刨床，且改造后系统运行可靠稳定。

1   龙门刨床控制系统要求

机床型号为b220，产地为济南第二机床厂，要求改造后机床的调速范围为5m／min一60m／min，系统运行的平滑性要好，能实现无级调速，且有很好的起制动性能。起制动时既能快速启动和制动，又保证机械冲击不过大，不对机械部件造成损害。能快速实现提速、降速和平稳的调节速度，换向时要减小对齿轮的冲击。能实现慢速切入，稳速加工，快速换向，点动调节等各种加工工艺要求。

2 系统组成及工作原理

2-1 系统组成

本系统由vvvf(变电压变频率)变频器、交流电动机(y280s一8，pe =37kw ，i。=78-2a，n。=740r／min)、测速器组成闭环调速系统。采用闭环调速系统是为了对负载的波动和电网的波动有较强的抗干扰能力，以保证刨床的稳定运行。刨床的电机均由plc 给出的指令进行控制。设计时，主传动用一台异步电动机代替原k—f—d系统机型，进给机械执行机构则用变频调速器取代原电磁离合器，实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。核心部件用plc进行控制，它根据操作站指令和现场信号，按预先编制好的程序对变频器、刀架、横梁、磨头的跟踪状况进行自动或人工控制。变频器选用日本富士frn45 ggs一4je电压型通用变频器。原系统采用机械式行程开关， 由于工作台时频繁的往复运动，挡块频繁地撞击行程开关，导致行程开关容易发生故障，在不可靠的时候更可能产生事故，影响生产。改造中我们用光控无触点接近开关代替机械式行程开关，经使用效果很好。

2-2 工作原理

2-2-1工作方式

龙门刨的刨削过程是工件(放在刨台上)与刨刀之间做相对运动的过程。也就是刨台频繁的往复运动。刨台的运动分为人工点动运行和自动往复循环运行。图1是刨台的往复周期运行图。

图1 刨台的往复周期

2-2-2 主传动的控制原理

主传动采用转速闭环、转差频率控制的变频调速系统，来满足工作台频繁换向和负载变化时转速快速跟随性的要求。

 

由上式可以看出，在s很小的范围内，只要能够维持气隙磁通不变，异步电动机的转距就近似与转差角频率∞、成正比。控制∞ 就能达到控制转速的目的。在设计中我们用了转差调节器，使(1)。<(1)s ，以使电动机运行在最佳状态。因为使用的通用型变频器具有恒定电压／频率(v／f)比的功能，电机的气隙磁通就可以基本保持不变，因此控制(1)。为最佳就实现了控制转距为最佳的目的。

2-2-3 制动系统原理

工作台换向制动采用能量回馈制动，用两组晶闸管(gtr)组成可逆调速系统，制动时将系统中交流电动机发电制动状态的再生电能进行逆变，变成与电网同频的交流电送回电网，来实现电机的再生回馈制动，这种制动方式与能耗型制动方式相比具有很多的优点。能节约电能，并使电机运行平稳，发热少，制动效果好，延长了电机的使用寿命。

3 系统设计

3-1 plc 的选择

西门子公司的s7—200系列plc 内部集成了32位浮点运算，具有高速汁数、占空比可调脉冲输出、pid调节、模拟电位器等功能。在设计中考虑到控制回路输入和输出点数及运行速度， 选用s7—200cpu226型plc~]，它共有24输)k／16输出共40个数字量i／o点。图2是plc与变频器的连接图。变频器的多档速度控制端xl、x2、x3分别与plc 的输出端qo．4、qo．3、qo．2相接，从而，多阶段变频器的输出频率将取决于qo．4、qo．3、qo．2状态。

变频器的多档升、降速时间控制端x4、x5分别与plc的输出端q0．1、q0．0相接，从而变频器在不同阶段的升、降速时间将取决于qo．1、qo．0的状态。

变频器的正向控制端fwd、反向控制端rev以及点动控制端ddd 分别与plc 的输出端q0_5、q0．6、q0．7相接。

3-2 plc程序设计

龙门刨床自动进刀、换向、刀架的自动进给、手动进退、点动、横梁升降等功能都由plc软件来实现。图3给出了主程序流程图。

工作台往复工作程序梯形图如图4所示。图中m1．0、m1．1— —m1_7是plc 内部的辅助继电器

图中：t 循环开始与紧急停机段

t1— — 刨刀开始切人工件段 t2— — 正常切削段

t3— — 退出工件段 t4— — 高速返回段

t5— — 低速返回段 t 点动控制

图4 工作台往复工作梯形图

其中tl-t5段与图1中的刨台往复运动的各个阶段相对应。

第6篇：电气控制系统设计论文范文

[论文摘要]通过对制冷空调行业发展状况的调查以及行业、企业对人才需求情况的预测分析，制定人才培养目标，确定职业岗位，使培养的学生成为适合社会需要、符合企业要求的高素质、技能性人才。

教育部在16号文中明确指出：“针对区域经济发展的要求，灵活调整和设置专业，是高等职业教育的一个重要特色。”了解行业发展动态，预测人才需求状况，是专业人才培养目标准确定位的重要依据。据此制定人才培养方案才更符合高等职业教育开放性、实践性和职业性的要求，毕业的学生才能成为企业真正需要的高素质、技能性人才。

一、行业前景发展状况

目前，我国制冷空调工业产值约为2000亿元人民币，平均年增长率达到20%，仅次于美、日两国，是世界第三大冷冻空调设备的生产国，中国制冷空调行业是全球同行业内发展最迅速、最具活力的市场。

2007年底，“武汉城市圈”获批资源节约型和环境友好型综合配套改革试验区，随着“中部崛起”战略实施和“两型社会”建设的推进，武汉将实现先进制造业和现代服务业协调发展的格局。作为先进制造业和现代服务业的一部分，制冷与空调行业也迎来了前所未有的发展空间和机遇。

武汉有着悠久的制冷空调制造业历史和雄厚的行业基础，由于其得天独厚的地理优势和四季分明的气候特征，使得武汉成为国内外制冷空调企业的焦点。众多国际国内品牌纷纷来汉投资建厂，武汉已经成为国内最具规模的制冷空调产业制造基地之一，其空调制造企业占据了全国的一半以上。同时，与发达的现代服务业相关联，武汉各种食品的冷冻加工和冷藏能力达数万吨；空调制冷工程安装公司近千家；已注册的能承担制冷空调系统设计工作的设计院200余家；新的节能型制冷空调装置与机器设备，成为业内科研人员的热门课题。

武汉经济技术开发区建区16年来，以优良的投资环境吸引了法、美、英、日等20余个国家和地区的客商来区投资，总投资额达600多亿元。经济技术开发区已经成为投资积聚的洼地，并成为武汉市汽车及机电产业的聚集区。而武汉商业服务学院位于武汉经济开发区内，这为制冷与空调专业以及相关专业群的建设带来良好的发展机遇。

二、人才需求情况分析

（一）社会需求量大

据调查，目前我省现有食品冷藏行业一线运行管理的技术人员大多是中专及以下文化层次，专科层次人才极少。制冷空调工程施工技术人员的情况略好于运行管理，但大专及以上文化层次技术人员仍很缺乏，这在中小型规模及县级施工队伍中表现得尤为突出。目前普遍存在的制冷空调系统运行能耗大、费用高，冷冻冷藏食品变质等现象与运行管理人员的技术水平有直接关系，这已严重制约了该行业的发展。仅以每个中等规模以上食品冷藏库需要两个高职生计算，我省现有冷库的运行管理就需要约6000人。2007年，我省超过1万平方米建筑面积的中央空调系统就有5000多家，需要高层次运行管理人员至少20000人。施工单位至少需要2000人。还有设备生产企业的销售、技术支持等岗位也需要大量高职层次的人员。由此可见，我省制冷与空调行业有着庞大的社会需求和广阔的发展前景。

据武汉制冷学会统计，全国平均每年需要本专业的高职生约20000人，仅武汉市区，2008年制冷与空调行业专业人才的需求量逾5000人以上，预计2009~2010年的需求量还将以几何级数递增，这些都为我院制冷空调专业毕业生的就业提供了广阔的前景。

（二）技术规格要求高

行业技术进步和跨国经营的发展，对从业人员的专业技术水平有了更高要求，主要表现在：1．具有较强的专业技能与实践能力，毕业后可直接上岗。2．高技能的复合型人才，可独立承担较综合的工作任务；如工程公司最渴望技术人员能承担从项目的投标一直到最后的完工验收全套的技术工作，这要求技术人员具有工程设计的一般知识、工程预算技能、施工组织管理等能力。3．具有较强的独立思考、分析与解决问题的能力、创新能力，以及适应新技术不断发展的能力。4．具有强烈的事业心和责任感，扎根基层、服务基层的意识，踏实的工作作风、团结合作的精神等基本素质。5．具备信息技术及电气控制系统的应用能力。6．具备本行业新产品、新技术的应用和国际交流合作能力。

制冷空调行业的大力发展对一线高层次技术人才的需求不仅表现在数量上，对人才的技术规格要求也有了明显变化。从岗位来看，以冷库制冷系统和中央空调系统的运行管理、工程安装施工管理对人才需求量最大。

三、职业岗位能力要求

（一）制冷工

从事的工作主要包括：（1）操作制冷压缩机，使制冷剂升压、冷却、冷凝、液化；（2）控制节流阀，使制冷剂在蒸发器中汽化吸收载冷体的热量，降低载冷体温度达到工艺指标；（3）使用冷却泵，将低温的载冷体输送到用冷设备；（4）调控制冷系统的压力、温度、流量等工艺参数；（5）向制冷系统中补充制冷剂或载冷体；（6）发现并处理制冷系统中的异常现象和事故；（7）填写生产记录报表。

（二）中央空调操作工

从事的工作主要包括：（1）看懂中央空调系统平面图、立面图、管道图、电力配置图、系统与管道轴测图；（2）能掌握各类机组的操作规章(包括：开机前准备、开机顺序、停机操作)；（3）熟悉中央空调各组成部分的工艺流程，不同情况条件下的正常运行参数；（4）懂得常用测量仪表的使用、调定，懂得系统中安全保护装置的作用，额定安全值及调整方法；（5）掌握运行中调节技术；（6）能判断制冷系统、通风系统、水系统的常见故障并在本工种规范内排除。

（三）制冷设备维修工

从事的工作主要包括：（1）核检、判断来件故障和损坏程度；（2）根据需要更换、修理的零部件程度，确定修理价格和修理期限；（3）使用万用表、兆欧表等仪器仪表、工具，修理、更换坏损部件，添加冷冻液等；（4）使用有关检测仪器调试、检验所修设备；（5）交件并解答用户提出的问题。

四、结论

根据以上对制冷与空调行业企业的发展状况的前景预测以及对人才的需求情况的市场调查结果，并在此基础上召开了行业专家、学者、企业经理、车间班组长、毕业生代表座谈会，听取他们对人才培养方案的意见和不同的职业岗位对人才在素质、知识、能力等方面的要求。在此基础上确定了《制冷与空调》专业的培养目标是：

本专业培养拥护党的基本路线，德、智、体、美等方面全面发展，具有良好职业道德和文化修养，面向制冷与空调行业从事小型制冷装置的安装调试、技术支持，制冷与空调系统（设备）的运行管理、维护保养，中小型制冷与空调工程的设计施工、组织管理等工作的高素质、技能型专门人才。