1. 研究目的与意义
在现代工业生产过程的机械化和自动化已经成为一个突出的主题。随着工业现代化的进一步发展，自动化已成为现代企业的重要支柱[1]。无人车间，无人生产线等，已随处可见。与此同时，在现代化的生产中，有不同的生产环境中，如高温，放射性，有毒气体，有害气体的场合，和水下作业。这些苛刻的生产环境不利于手动操作，并且更需要的自动化控制系统。达到。如今，工业控制的三大支柱之一，PLC控制已经受到越来越多的关注，所以基于plc的角钢打孔机控制系统设计设计已成为企业的最佳选择[2]。
随着工业的高速发展，各种机械设计和制造业中，需要自动角钢打孔机控制系统应用越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对角钢打孔机控制系统的研究具有重要的现实意义[3]。不同的人对于同一事物的要求存在一定的差异。角钢打孔机控制系统的低成本、高效率等特点，一直是人们的广泛追求。由于小批量生产的通用机床不适应高效率的企业大生产，因此生产的集中化、扩大化成成为工业生产的必然趋势。在大批量生产时，采用专用机床已代替通用机床，实现了专门适用于特殊零件或者特定工序的集中加工，为各种零件的大批量生产提供了高效率的生产方式[4]。并以触控屏作为人机操控接口，便于操作者调整系统参数和监控加工过程，实现多孔零件的加工，简化机床结构，降低人力和其他生产成本，具有可观的经济效益和应用前景[5]。
2. 研究内容和预期目标
| 1.设计思路 本次设计的基于plc的角钢打孔机控制系统是以上/下打孔为例来进行设计的，控制系统主要由可编程控制器（PLC）、触摸屏（HMI）、位置和故障检测、刀具驱动机构（电机和液压）、运行和报警指示等几部分组成。当PLC检测到机加工位有元工件时，就将“被加工工件”卡紧固定，然后进行自动打孔，加工完成再回到原始工位，取走工件，然后等待下一个工件的到来。如果PLC检测到系统故障，系统会启动自我保护功能（自动运行将不能运行或启动），同时发出报警以引起工作人员的注意。在整个运行过程中，系统执行件的每个状态都会显示在触摸屏（HMI）上，进行实现人机交互。 2.设计方案 根据设计思路的系统设计要求为系统硬件做出以下规划： （1）控制系统：控制核心选用可编程控制器即PLC。
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| （2）控制系统人机交互设备：昆仑通态公司研发的mcsg触摸屏。 （3）驱动机构：驱动机构分电机驱动和液压驱动两种，与之相对应的执行元件则为三相异步电机和控制电磁阀。 （4）位置检测：2线式接近开关。 （5）故障检测：急停按钮和电机热继反馈。 （6）运行和报警指示：指示灯 （7）直流电源设计为DC24V：触摸屏的电源为DC24V。 规划完成的控制系统硬件表现到纸面上便是如下图所示。
3.解决的关键问题： 1、根据设计要求，制定出总体的PLC设计方案。 2、利用PLC编程软件完成控制系统相关的软件设计。 3、利用仿真软件、程序编程、达到预期的效果。 难点： 因这PLC控制器本身是属于弱点且只能控制小功率电器元件，那么本次任务所控制的设备都是大功率的，通过网上查阅资料，可以通过交流接触器转换，从而达到利用PLC控制交流接触器工作，然后交流接触器常开点接通的原理，这样PLC就可以间接的控制大功率负载。 |
3. 研究的方法与步骤
研究方法
文献研究法、对比分析法、实验探究法、讨论研究法、参考文献、实验仿真、三段论法、综合分析法。
在合理的理论分析的基础上，设计出检测、控制、执行的各个模块，之后进行仿真，调试。具体步骤：首先，通过合理的理论分析确定系统方案，规划出系统的硬件功能模块和软件功能模块，以及在此分析基础上设计出具体的、可以满足本系统全部需求和要求的子模块；其次，通过仿真测试验证方案可行性；最后，优化设计方案，进行实际的调试及实验。
4. 参考文献
[1] 孙桂云.供暖换热站的手机app智能调控研究[d].大连理工大学,2018
[2] 刘宵琨.换热站无人值守控制系统研发[d]. 天津工业大学,2019
[3] 江巍.换热站集中控制系统设计[d].长春工业大学,2018
5. 计划与进度安排
1) 2022-02-24～2022-3-16查阅文献资料，进行文献综述，翻译英文文献。
2) 2022-3-17～2022-3-30 设计方案论证，撰写开题报告
3) 2022-3-31～2022-4-27 查阅相关资料，进行打孔机硬件设计。
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