等离子切割作为主要的金属热切割方式之一,已经广泛应用于工业板材切割生产中。精细等离子切割作为普通等离子切割的升级,在能耗、切割质量和切割效率方面都有显著提升。等离子切割电源是等离子切割的动力装置,而切割电流和切割气体是影响切割质量的重要工艺参数。因此研究精细等离子切割电源控制系统,实现切割电流和切割气体的精确控制是本文的主要研究工作。基于等离子切割工艺介绍了精细等离子切割的工作原理,设计了基于主从式PLC控制的精细等离子切割电源硬件系统,并对主要的电器元件进行了选型设计,包括电磁换向阀、单向阀、电气比例阀和电流传感器。通过研究等离子电弧特性,设计了切割电流开环控制和闭环控制两种策略。通过研究等离子切割电源的输出特性,建立以电流标定为核心的切割电流开环控制系统;通过研究等离子切割电源阶跃响应特性,建立了等离子切割电流PI控制模型,并借助MATLAB进行PI控制仿真实验;然后对两种切割电流控制策略进行电流测试实验,实验结果证明相比切割电流开环控制,PI控制的波形质量和稳定性更好。通过分析精细等离切割的6种气体工艺要求,设计了气路控制原理图和气体控制台,并编制了切割气体工艺表,实现了多气体选择和切换。并通过分析电气比例阀的工作原理和控制算法,构建了以电气比例阀为控制核心的切割气体控制系统。最后通过切割气体系统测试实验验证了切割气体控制系统的可行性。针对本系统所选用的PLC,对其输入输出点进行了分配,设计了精细等离子切割控制系统的主回路,设计了电气比例阀和电流传感器与模拟量模块的连接电路,以及PLC主机与触摸屏和PLC从机的通讯连接和设置,并根据精细等离子切割工艺设计了PLC控制主程序和子程序软件系统。完成了精细等离子切割电源人机界面软件设计,人机界面包括监控界面、工艺选择界面、调试界面、报警界面和帮助界面,可以实现切割过程监测、工艺设置与选择、系统调试、报警记录以及实时通讯等多个功能,提高了精细等离子切割电源控制系统自动化程度和操作的简洁性。最后结合本文开发的精细等离子切割电源原理样机进行工艺实验测试,验证了控制系统的可行性,同时通过检测切割精度和切割质量,证明了本系统满足设计要求。