基于PLC和组态软件的机电液综合控制实验台设计

针对机电液综合控制系统开发对实验台的要求,本文提出了基于组态软件和PLC的机电液综合控制实验台总体方案。首先依据PLC的机电液综合控制系统的基本原理,采用模块化的设计思想构建实验台的硬件平台;然后依据实验要求构建机电液综合控制系统,采用组态软件实现机电液综合控制系统进行组态监控和实验数据采集;最后根据采集到的实验数据,利用Matlab软件分析机电液综合控制系统性能。实践表明,该机电液综合控制实验台模块齐备,能够组建中等复杂的机电液综合控制系统,且实验数据采集方便,可对系统运行进行实时监控,既能可用于机电液综合控制实验教学,又能用于工矿企业机电液综合控制系统开发。

油页岩干馏残渣流化床燃烧过程中污染物排放控制特性

在一台小型鼓泡流化床燃烧实验台上,考察抚顺油页岩干馏残渣污染物排放特性;同时采用炉内石灰石脱硫技术和天然气再燃脱氮技术,考察石灰石添加量对油页岩干馏残渣脱硫效率和燃烧稳定性的影响,以及天然气再燃对脱氮效率和飞灰未燃碳含量的影响。结果表明:随着流化床床温的升高,SO_(2)和NO质量浓度均单调增加;当床温为800、850和900℃时,其Ca/S摩尔比临界值分别约为1.15、1.30和1.20;若Ca/S摩尔比小于临界值,则炉内脱硫反应为放热过程,石灰石的加入有助于提高炉内燃烧稳定性。此外,在流化床内采用天然气再燃脱氮在技术上是可行的,脱氮效率随再燃区温度、天然气再燃比和再燃区停留时间的增加而提高,且对飞灰未燃碳含量影响较小。

基于AHP-TRIZ的雪地救援装备概念设计研究

针对雪地环境救援设备缺乏的现状,建立智能雪地救援装备功能需求指标体系,实现雪地救援装备设计需求的量化评估,探索结合AHP-TRIZ理论,为雪地救援装备的概念设计提供理论依据。从产品功能需求方向进行研究,通过文献研究法和调查法得出用户需求要素,运用层次分析法(AHP),从目标、准则、指标3个层面归纳得出雪地救援装备功能需求指标体系,利用1~9标度法对雪地救援装备设计需求进行量化评估并完成一致性检验。结合发明问题解决理论(TRIZ)中的阿奇舒勒矛盾矩阵理论,确定需要改善及相应恶化的参数,对应TRIZ39个工程参数和40项发明原理找到高效的解决方法,化解多层次设计要素的冲突,并实现最优化配置。得出雪地救援装备在功能、外观、人机工程、技术等方面的需求,完成雪地救援装备的概念设计。针对积雪地带恶劣环境的问题,通过集成AHP-TRIZ的方法将主观判断的结果量化处理,为雪地救援装备的设计提供方法指导,提高设计的科学性和合理性。

全虚拟PLC实验教学系统开发

PLC相关课程是机电类专业的一门必修课程。由于该课程具有较强的工程实践性,所以对实践教学环节有着较高的要求。针对PLC传统实验教学环节的不足,提出了全虚拟PLC实验教学系统。该系统由三菱PLC编程软件GX Developer、三菱OPC服务软件MX OPC Server与组态王King View6.55组成,可实现全虚拟的仿真教学效果,以软件的形式便可完成整个实验教学环节,有效解决了传统实验教学成本高、教学方式不够灵活、受时间与地理位置的影响等问题,具有实验成本低、通用性强、免维护、易扩展等特点,有着广阔的应用前景。

螺旋套管换热器大变形与热应力分析

采用“流-固”共轭传热与“热-固”单向耦合的方法,分析了螺旋套管换热器对流换热特性、热膨胀大变形以及对热应力计算的影响。结果表明:受离心力影响,螺旋管及夹层流体质点形成二次流混合强化螺旋外侧换热,螺旋内管外侧比同一截面内侧点温度更低;在高温换热工况下,在螺旋管因热膨胀而出现显著的变形,其变形量与管壁厚度处于同一数量级,高温工况下螺旋套管换热器热应力计算属于大变形问题,采用大变形有限单元非线性计算结果比小位移线性计算的热应力更大、更加符合实际。最后,以减小热应力为优化目标,对螺旋套管T型接头布置方位进行了优化,当接管径向布置时热应力比轴向布置减小约1/3。

QCS014液压实验台利旧改造

QCS014液压实验台原有的"矩阵板"控制线路复杂、控制方式单一,不能满足机电液集成控制方面的教学与科研要求。保持其原有液压部分不变,根据机电液集成控制系统组成结构,利用模块化设计思想对实验台电气控制部分进行改造,将其分为主控模块、电源模块、PLC模块、按钮开关模块、继电器模块、信号显示模块等几个功能相对独立的模块,构建一个机电液集成控制开放实验平台。

基于组态王和PLC的QSC014液压实验台改造

提出了利用PLC实现液压系统控制,传感器、PLC模拟量输入通道和组态王实现数据采集,Matlab进行实验数据分析的总体改造方案。实验表明,改造后的实验台操作简便、控制可靠,能够实时监控系统运行,采集的数据准确,分析结果可信度高,更好地满足较为复杂的液压系统的实验要求。

方形气固流化床中局部颗粒速度实验研究

对FCC颗粒在截面尺寸为368 mm的方形流化床中研究了局部颗粒速度分布的基本行为。实验利用光纤探针测试了三个不同轴向高度的颗粒速度分布和静止床层高度对颗粒速度分布的影响。结果表明:截面局部颗粒速度随表观气速U g的增大同步增加,颗粒速度沿截面分布不均匀。在截面中心区,局部颗粒速度随U g增加而增加,上行颗粒速度增加更为显著。在边壁区,低气速时上、下行局部颗粒速度随U g增加而增加且增幅相近;高气速下局部颗粒速度表现出显著的波动过程。静床高度增加,对上行颗粒速度影响明显,但随着气速增加影响减弱。

基于实验设计理论与CAE分析的“塑料成型模具”综合实验课程实践

基于实验设计与CAE分析的塑料成型综合实验,将"塑料成型模具"、"模具CAD/CAE"、"实验设计与数据处理"3门课程实验有机结合,运用正交试验法设计实验方案,用注塑成型分析软件Moldflow MPI6.0进行模拟实验,对实验结果开展极差、方差分析法处理,确定出注塑工艺优化方案,并运用于实际塑料成型实验。这一综合实验平台的构建,拓宽了实验的广度与深度,提高了综合实验质量,赋予学生较大的自主实验空间,达到了培养创新型技术人才的目的,实现了综合实验课程创新的目标预期,对实验课程教改具有一定示范意义,并具有现实的实际工程意义。

基于S7-200PLC的LNG气化站控制系统

提出了PLC+IPC的LNG气化站控制系统方案,以S7-200PLC为核心完成站内现场参数检测和设备控制,采用MCGS设计IPC组态程序实现了动态画面监控和生产管理。应用表明:PLC系统安全可靠,IPC组态程序简单实用,可满足用户功能需求。

MS-WEDM工作液智能控制系统装置研制

根据高速走丝电火花线切割机床(具有多次切割功能)的加工特点,研制工作液智能控制系统装置。该装置由STC89C52RC单片机、工作液电导率信号采集器、电磁阀和继电器等组成。阐述了控制装置的结构与功能、硬件控制方案、机床信号转换电路和报警电路等。该装置可直接安装在现有的高速走丝电火花线切割机床上,通用性好,且控制可靠性高,能够满足高速走丝电火花线切割机床对工作液智能控制的要求。

太阳能热水器燃气辅助加热的液压装置及控制系统设计

太阳能热水器因为在冬季或阴雨天供热效果差,目前普遍采用电辅助加热的方法,但存在漏电风险且电加热费用较高的问题;另外,一般热水器供热水之前,要放掉水管中积存的冷水,造成水资源的浪费。针对这一问题,设计了燃气辅助加热代替电辅助加热的液压装置,以及该液压装置的智能控制系统。该设计具有安全、节能、节水和智能化的效果,并有着广泛的应用价值。

基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。

转速和初始压力对液力减速器性能影响的实验研究

为研究转速和初始压力对液力减速器性能的影响,调节变频器使减速器恒定在800~1 200r/min范围内的5种转速下运转,而在每一恒定转速下控制球阀开度使初始压力维持在0.01~0.1MPa范围内的7种压力时,测得不同转速和初始压力下制动转矩,并观察空化演进过程。研究发现,泵轮背面靠近外缘位置最先出现空泡;保持腔内初始压力恒定时,转速越高制动转矩越大;保持转速恒定时,未发生空化情况下,压力的变化对于制动转矩影响较小,而一旦发生空化,制动转矩随初始压力减小而急剧降低。结合制动转矩和空化特性,提出了液力减速器空化程度的判定准侧:以转矩变化率2.0%为界,将转矩变化率小于2.0%判定为未空化阶段;转矩变化率大于等于2.0%为空化(发展)阶段。

基于DSP的自动环缝焊机控制系统设计

针对环焊缝焊机自动化程度较低的现状,设计了基于DSP的自动环缝焊机。通过对环焊缝特性的分析,以焊头到圆心连线与重力方向的夹角θ为依据,实现小车行走速度和送丝速度的自动调节。介绍了控制系统组成,分析了硬件和软件系统设计,阐述了直流电机的驱动电路,并具有二级声光报警和LCD显示等功能。结果表明,该自动环缝焊机具有可靠性高、性能稳定、抗干扰能力强、电机控制精确等优点,在环缝焊接中具有广泛的应用价值。

三自由度虚拟液压机械手控制系统设计

为了降低控制系统的研发成本和周期,增强相关知识的重用性和规范性,基于GX Developer、GX Simulator、MX OPC SEVER4.20和kingview6.55等软件构建了虚拟控制平台,并以三自由度液压机械手为控制对象开发了控制系统。重点介绍了系统的总体设计方案、软件编程以及组态界面的设计。仿真结果表明,该设计方案具有较强的可行性,为实际机械手的设计和研发提供了实验支撑。

内冷却平面磨削实验研究

建立内冷却平面磨削实验系统,研究内冷却磨削的磨削能力。实验表明:采用内冷却磨削可以显著降低磨削区温度,避免磨削烧伤,并且随着切削液流量的增大,砂轮振动会加剧,被加工表面的粗糙度增大,但是在砂轮主轴刚性运动的范围内,振动对表面粗糙度的影响不明显;内冷却磨削的切削液流量更小,大大提高了切削液的利用率。因此,在加工精度要求高、且对磨削烧伤比较敏感的工件时,内冷却磨削是避免磨削烧伤的一种实用、有效的加工方法。

沼气集中储气和供气装置及控制系统设计

沼气是一种高效、清洁、无污染的绿色能源。目前沼气的生产一般是一户一池,沼气池的储气空间有限且沼气的生产是一个连续的过程。当不需要用气时,气压上升使得沼液上升而有可能沼液溢出污染环境,而且气压上升存在漏气的风险;当有用气的要求时,由于沼气的存储量有限等原因使得供气不足。针对这一问题,设计了沼气集中储气和供气装置及控制系统。该设计有安全、节能和智能化的效果,有着广泛的应用和推广价值。

压铸机浇铸机械手PLC控制系统设计

介绍了压铸机浇铸机械手的工作流程及其液压系统,根据机械手的控制要求,设计了PLC控制系统,对PLC的输入输出端口进行了分配,编制了PLC控制梯形图。

基于数字信号处理的注塑模参数优化实验设计

将实验设计与数据处理、数字信号处理、塑料成型工艺与模具设计等实验课程有机结合,采用正交试验法设计注塑模参数优化实验方案,由Matlab进行极差、方差分析确定影响成型质量的工艺因素显著性,通过回归分析建立工艺优化模型,通过遗传算法对模型寻优,获得最佳工艺参数。拓宽了实验的广度与深度,提高了综合实验质量,激发了学生的学习兴趣和创新意识,提升了科研能力。