毕业设计--沥青道路修补车电液比例控制系统

江阴职业技术学院毕业论文课题：沥青道路修补车电液比例控制系统专题：专业：机电一体化学生姓名：丁健班级：11机电1班学号：11020509指导教师：陈晓春完成时间：2013年12月20日江阴职业技术学院毕业设计（论文）I摘要本文以西门子PLC（S7-200）为控制核心，结合模拟量输入输出、电磁阀、压力传感器、变频器及上位工控机等，设计沥青道路修补车的电液控制系统。其中人机界面替代传统控制按钮面板，节省了面板空间，并能详细的监控系统运行；而PID方式自动控制液压油泵，具有精度高、实时性及安全性好等特点,提高了液压系统乃至整车的安全性和可靠性。关键词：沥青道路修补车；西门子PLC；电液控制；PIDAbstractIAbstractInthispaper,selecttheSiemensPLC(S7-200)tocontrolthecore,combinedwiththeanaloginputandoutput,solenoidvalves,pressuresensors,inverterandupperindustrialmachines,wedesigntheasphaltroadrepairvehiclesdesignedelectro-hydrauliccontrolsystem.Whichreplacethetraditionalman-machineinterfacecontrolbuttonpanel,savingpanelspace,andcanrunadetailedmonitoringsystem;whilethePIDmodeautomaticcontrolofhydraulicpumps,withhighaccuracy,timeliness,andsecurityandgoodfeatures,improvedhydraulicsystemsandevenentirevehiclesafetyandreliability.Keywords：Asphaltroadrepairvehicles;SiemensPLC;electro-hydrauliccontrol;PID目录I目录摘要...................................................................................................................................................IABSTRACT..............................................................................................................................................I目录...................................................................................................................................................I第一章绪论.......................................................................................................................................21.1沥青道路修补车简介....................................................................................................................21.2电液系统在沥青道路修补车上的应用..........................................................................................31.3课题研究的内容及目的................................................................................................................4第二章修补车液压系统设计.............................................................................................................52.1液压原理图的设计................................................................................................................52.2液压器件的选择....................................................................................................................8第三章控制系统设计......................................................................................................................143.1控制方案.............................................................................................................................143.2控制电路硬件设计.............................................................................................................143.3控制程序设计.....................................................................................................................22第四章系统调试..............................................................................................................................314.1硬件调试.............................................................................................................................314.2软件调试.............................................................................................................................32第五章总结展望..............................................................................................................................34致谢..................................................................................................................................................35参考文献............................................................................................................................................36目录2第一章绪论1.1沥青道路修补车简介主要用于公路沥青路面多功能特种车辆的日常维护保养沥青道路清障车，要及时修补沥青路面车辙，小面积损伤，如持有袋等。也可用于其他设施公路维修，清洁，如雪，交通工程设施，道路保洁，切断了杂草，喷涂种植花草树木，和改性剂等。图1-1典型沥青道路修补车根据汽车底盘负荷可分为：小负荷：负载＜3t；中负荷：负载3－5t；大负荷：负载＞5t。根据不同的输送方式可分为：机械传动，液压传动式，电动式，气动式和五的传输类型和其他类型。按照发动机型号的差别能够分为汽油机或柴油机两种。沥青路面修补车的适用范围：1）高等级沥青路面公路里程在300km以上，适合使用自行式大型沥青路面修补车；2）自行式沥青路面维修车辆用的公路里程中高等级沥青路面维护200~300公里；3）高等级沥青路面在200公里以内的公路里程适合步走式微型沥青修补汽车；4)沥青路面维修一般适合小尺寸的自走式的沥青路面沥青路面维修修理车和拖车。主要结构：基本的车辆，电力设备，传输系统，准备和提供混合装置，设备，操作和控制机器等。目录3图1-2沥青道路修补车结构图1）基础车：包含底盘、发动机、副车架、驾驶室。提供职员乘坐、装载所用的配置装配；2）动力设备：包括发动机、空气压缩机、液压泵、沥青泵、水泵等；3）材料制备设备：包括装运沥青罐，油舱，水舱，混合罐，搅拌器等；4）设备：主要破碎，采矿，压实，喷涂，清洗，加热设备。1.2电液系统在沥青道路修补车上的应用电液比例控制系统在1880年早期开始运转于机械工程行业，当前已广泛应用于各种行业中。电液比例技术应用于建筑机械，消除了复杂、巨大的液压信号传输线路和电信号它不仅加紧了系统的反应，而且是整个机械的动力系统控制得更加方便以及灵活。进入九十年代后，伴随着计算机技术行业的发展，电液比例的控制进一步的“自动化”，电液比例泵和比例泵的利用越来越多。沥青道路修补车也不例外使用电液控制技术。主要优点为：（1）液压化程度高，整车驾驶及修补作业采用手持控制盒遥控操作，功能齐全、工作效率高、运行定位准确。（2）液压系统选用定量供油，电液比例多路阀控制。结构紧凑，便于装卸与使用维护，运行时能量损失小。（3）系统具有平衡、缓冲、回油、过滤和冷却等措施，提高了液压系统乃至整车的安全性和可靠性。目录41.3课题研究的内容及目的沥青道路修补车主要为公路沥青路面日常小修养护的多功能专用工作车，用来及时修补沥青路面小面积损坏，如车辙、拥包等。还可用于公路其它设施的维护，如交通工程设施的清洗、除雪、清扫路面、剪除杂草、喷洒药剂、栽植和修正花草树木等。本系统以沥青路面修补车为实物模型，主要研究电液系统控制技术，内容包括：（1）液压系统，作为动力系统；（2）PLC,作为控制系统。实现了整机的运作。为了使我们能够快速的融入社会，必须以实物为模型，使用自动化行业常用的控制器及控制方法进行方案设计和研究，从而迎合社会的需求，达到锻炼的目的。PID控制器由一个比例积分（P），（我）和微分（D）。输入和输出的E（t）u（t）的关连：u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]式中积分的上下限分别是0和t所以其传递函数：G（s）=U（S）/E（s）＝Kp[1+1/（Ti*）+TD]钛：TD：在微分时间常数的比例系数；KP：在积分时间常数的比例系数。给定A/DPIDD/