随着我国国防工业的发展,国内唯一的一台80MN电动螺旋压力机,在航空航天领域中发挥着举足轻重的作用。新型高温合金的热模锻造工艺对电动螺旋压力机提出了更高的控制指标。电动螺旋压力机要求能够执行大打击力、高精度模锻工艺,提高金属材料性能。基于电动螺旋压力机的应用背景,本论文采用先进的控制结构,开发电动螺旋压力机控制系统。论文首先介绍了螺旋压力机和螺旋压力机控制系统的发展,提出了电动螺旋压力机的关键技术问题和主要研究内容。论文根据电动螺旋压力机“力——能量”关系的分析,以及应用主应力法求解模锻变形力变形功的方法,提出了一种打击能量的设定方法。同时论文还根据电动螺旋压力机振动模型和打击力动力学模型的分析,提出一种具有加速度补偿的应变电测法测量打击力的结构。并且对应变电测法的核心元件应变片,提出了较为详细的性能要求和工艺要求。论文通过对电动螺旋压力机机械系统的结构和运行原理进行分析,给出了电动螺旋压力机电气控制原理和结构。论文以工业控制计算机和可编程控制器为控制系统硬件平台,Profibus-DP现场总线为连接方式,构成了电动螺旋压力机硬件控制系统。论文将电动螺旋压力机整个打击行程分解为7个阶段。由每个阶段的特点和判别方法组成了步骤系的概念。论文根据电动螺旋压力机运行原理和锻造工艺的要求,以步骤系为核心,提出了8个主功能单元的程序结构。PLC下位机运行程序与工业计算机上位机监控程序构成了电动螺旋压力机的软件控制系统。在实际应用中,电动螺旋压力机控制系统性能良好,运行稳定可靠。投入生产后,锻造产品满足工艺要求,质量达到航天级标准。