原创《快锻压机电控系统模块化设计可行性分析》：本论文可用于可行性分析论文范文参考下载，可行性分析相关论文写作参考研究。
摘 要：基于目前压机电控系统设计周期长、电柜分散、布线复杂,结合模块化的设计思想进行优化设计.以电柜为基本单元进行图纸、原件的模块化设计,以求达到减少设计工作量、简化结构、快速应对市场、加快产品研发更新速度、降低成本的目标.
关键词：压机；模块化；标准版；电控系统；PLC模块
随着工业化的发展需求、材料加工工艺需求的升级,快锻液压机作为一种加工工艺范围广、机械化程度高、运行速度快、控制精度高的锻压设备正在逐步取代以往的锻锤和锻造水压机,并广泛应用于机械、有色冶金、航空制造、铁路机车等各个方面.它扩大产能的同时降低了劳动强度,提高了生产的自动化水平、产品质量,是一种较为理想的自由锻设备.压机电控系统从硬件数控到单片机到现在的可编程控制器；减少人员的同时提高了工艺水平.随着工业产品的发展,将产品的结构进行模块化划分,从而避免重复设计,有利于产品的系列性以及更新换代,提高产品的竞争力.模块化有不同的侧重点,本文仅对快锻压机电控系统的电柜、PLC模块配置等方面进行模块化的可行性探讨.
1模块化设计及主要特点
1.1模块化的概念
将系统根据功能分解成若干模块,通过模块的不同组合更换,得到不同规格的产品.产品模块化的主要目的就是以尽可能少的种类和数量的模块组成尽可能多的产品系列.及以最小的成本满足市场的不同需求.
1.2模块化的设计方式
a、模块化设计能够满足产品快速的设计开发要求.
b、模块化设计能将产品中功能相同或者相近的部件集中到同一个模块,将固定功能的某些部件模块化.
c、模块化设计可以简化产品结构.
1.3模块化的设计特点
a、产品更新换代快
b、可以大大缩短设计和制造周期
c、降低了设计和生产成本
d、检查、处理故障比较方便
e、使的产品稳定性更加可靠
1.4模块化的划分及组合
模块划分是模块化设计的前提和基础.模块划分是否合理,直接影响模块化系统的功能、性能和成本.模块识别是一个复杂、影响因素众多、多目标的综合优化过程.对产品的部件单元按照基本的功能、物理结构、位置进行模块划分组合,同时要结合用户需求力求做到满足用户又能优化设计的划分方案.
2快锻压机电气系统的现状
直观上,锻造液压机组电控部分主要分为：电控室、操作室、泵房三部分.其中电控室主要负责机组的供电以及电机的启停控制；操作室为整个机组的控制核心,整个机组的操作指令和运算都是由此处的操作台和数控单元完成的,相当于人的大脑；泵房的电控部件主要为现场执行和采集原件,他们通过总线和控制电缆和电控室、操作室相连构成一个整体.
按照功能分为三个部分：a、交直流供电系统；b、数控系统；c、电机驱动单元.
数控系统由PLC主站、各分站、各种传感器开关及工控机组成.工控机进行数据监控和修改,主站处理程序,各分站进行操作输入、信号采集、动作输出、信号给定等.网络为Enternet、DP.
各电柜如下：PLC柜、G0柜、操作台、高压柜、低压柜、CB盒子、CP柜.
目前设计思路：在新产品功能研发会审完成后借鉴已有的图纸进行设计,原理图、柜体图等都进行重新设计.由于某些功能的增减、改变导致图纸需要从头到尾做大量的变更,订货清单每次都要重新单独下单,这就给设计安装调试等工作带来了大量的重复性工作.一方面降低了工作效率,另外由于工作的反复修改更容易出现错误,不利于产品研发以及进一步的新产品开发.
3模块化设计
由于压机电控系统目前存在的复杂性、重复性,结合产品模块化设计思想本文对其进行模块化设计.
3.1模块划分
对于压机电控系统进行分类模块化划分,首先按照压机现有压力大小分成不同系列,如10MN、20MN、50MN等,每个系列做一个模块化设计的标准版.模块化设计时以功能或区域类别划分到一个电气柜内,以电柜作为单个模块化单元进行整理.由于现有的电柜分布经过了实际施工的检验,各元件分类比较合理,现就将布局分类如下：1、 PLC柜, 2、G0柜（电源柜）,3、CT柜（操作台）,4、GYB柜（高压接线箱）,5、P0柜（低压供电柜）,6、P1---P5,7、CB1---CB5,8、CP柜（操作机柜）.
3.2电柜模块化设计
进行模块化设计,按照模块化设计的特点,既要做成满足简化结构、方便组合装配、降低成本、方便维护：且便于做出快速满足客户要求产品、方便产品型号更新升级等特点的模块化分类.作为压机这种分布式安装的电控系统,各电柜之间既有的关联性又有其独立性；因此我们应该在整机性能标准化的基础上进行各分柜的模块化设计.例如,一个10MN压机的标准电控系统配置包括： SIEMENS S7 400总站一个,SIEMENS ET200分站若干,工控机两个,其中包括位移传感器模块、控制阀放大版、操作手柄、各种温度传感器、液位传感器等.我们将10MN标准配置的版本定义为B0版（基础版）.B0版的图纸绘制时每个柜子需要预留适当的输入输出地址以备增减相应功能,同时柜子也需要预留适当空间；当有新的变形产品需要在原有基础上增加某些功能时,只需在B0版本上增加相应原件及图纸即可,新产品的图纸组成为B1等于B0+b1,其中b1为增加部分补充图纸；有新的产品需要取消某些功能时则是B-1等于B0+b-1.BOM表也做类似增补.
3.3现以PLC柜为例进行模块化设计：
3.3.1模块地址和功能的绑定
DI：I0.0～I9.7, DO：Q0.0～ Q9.7
AI：PIW300～PIW389 AO： PQW300～PQW389
数字量功能绑定：
模拟量功能绑定：
基础版内地址功能绑定后不再变化,形成惯例；改型需要增添时仅需出具相关图纸的说明及增补改动部分的图纸.
3.3.2布置图及原理图的模块化
在设计电柜时确保安装标准版本的电气模块的基础上,对可能增加的功能考虑留适当空间以备版本改型时元器件的安装.如图1所示.
图中1、2、3处虚框内为预留版本变更时需要增加元器件的安装位置.变更时仅需要出具相应增补说明.原理图同样预留富余的空间,增加时仅增加相应修改图纸及说明.元件表的变更跟随图纸,在原有标准元件表的基础上做增加或者删减说明即可.
3.3.3柜体的模块化
因为PLC柜一般不会发生变更；所以这里重点举例操作台的柜体模块化方法.操作台上布置的开关、手柄等比较多,且功能改变时往往需要同步做出改动,所以模块化设计更有其必要性.操作台上一般包括脚踏开关、急停、方式选择、压机手柄、操作机手柄等等.所以作为标准版的操作台柜体设计就需要尽量考虑各种需求,例如左右操作机的切换、送料小车、红外测温仪、上砧更换等.所以标准版设计时需要适当的预留安装孔；为系列产品的进一步变型、研发提供方便.
4结语
本文从当前快锻压机电控系统的现状分析,结合模块化的设计思路,将电控系统各个电柜进行模块化设计；一方面减少了设计中的重复工作,又使非标件及图纸批量化从而降低了成本,同时加速了系列产品研发,大幅度提高了生产效率.综上所诉,压机电控系统的模块化设计具有可行性,在产品订单较多的情况下可以加大推广实施.
参考文件：
[1] 刘超.电气产品绿色模块化设计方法研究[J].中国制造业信息化.2010（15）：70-73.
可行性分析论文参考资料：
结论：快锻压机电控系统模块化设计可行性分析为关于对写作可行性分析论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文可行性分析报告模板论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
