基于PLC和组态软件的非晶涂层喷涂装置控制系统的研究
当前工业领域对金属基体表面抗腐蚀性、耐磨损性等特性的要求不断提高，因此，利用超音速火焰喷涂技术制备非晶合金涂层的防腐手段得到了深入的研究和广泛的应用，但目前的非晶涂层喷涂设备大多存在功能单一或智能化水平较低等缺点，当完成大型钢板表面非晶合金涂层制备工作时，可能会产生喷涂效率较低、涂层质量不均匀等问题。因此，用于智能化制备大面积非晶涂层的新型喷涂装置的研制对于工业领域中的金属防腐有着重要的意义。 基于此，本文针对一套用于大型钢板表面非晶涂层制备的新型喷涂装置设计了基于PLC和WinCC的智能化喷涂控制系统，该系统以超音速火焰喷涂制备非晶涂层的工艺流程及工艺要求为基础，通过采用西门子S7-300 PLC、S120伺服控制系统、MM440变频控制器以及WinCC组态软件，实现对非晶涂层制备过程的自动化、智能化控制。 通过对超音速火焰喷涂的工艺要求进行分析，确定了喷涂工艺流程，并结合喷涂装置的工作原理，对系统提出了相关的控制要求，并在对比多个系统的解决方案后，确定了最优的系统控制方法。 根据控制系统的需要，对PLC、伺服驱动系统、变频器、电机以及其它硬件进行了选型和设定，同时，分别在STEP7和STARTER软件中对PLC和S120进行硬件组态。在确定喷涂系统的控制流程后，通过STEP7软件对控制系统的逻辑程序完成编写。 在上位机中利用WinCC组态软件对喷涂装置的控制过程进行了系统组态，通过软件中的图形编辑器完成对各个控制界面的图形设计及变量连接工作，并通过C脚本来实现部分图形的特殊功能，各个界面之间可以相互跳转，通过控制界面可以对喷涂现场进行图像采集和参数显示，同时可以对喷涂设备的运行进行控制。 为了保证控制系统的可行性和可靠性，在系统研究过程中，利用PLCSIM软件对STEP7中的部分程序进行了模拟仿真。另外，通过将PLC与驱动系统进行联机调试，实现了对驱动程序的检验。 本文针对非晶涂层喷涂装置控制系统的研究工作已经完成了实验室阶段的调试，实验检验证明系统程序能够满足喷涂装置的控制要求，系统的控制界面友好且操作简便，为工业实际应用打下了基础。
金属防腐;非晶合金涂层;喷涂设备;控制系统;设计理念
北京化工大学
硕士
机械工程
王奎升
2016
中文
TG174.445
94
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）