冷轧管机监控系统的设计
发布时间：2020-12-19 03:52
冷轧管材因其优异的性能在工业技术领域中应用十分广泛,而冷轧管机作为轧制管材的关键设备对产品质量有着非常大的影响。冷轧管机中电机的工作状态反映了轧机的运行状态,针对目前轧机的电控器缺少统一监控的问题,本次设计采用以STM32为核心的监控器实现对冷轧管机中直流电机的监控,对提高管材质量和保障设备安全与维护具有重要的意义。本文首先介绍了冷轧管机的工作过程,对电控系统进行了详细的说明,在此基础上结合实际的应用需求提出了冷轧管机监控系统的功能需求。讨论了监控系统的组成,包括监控器和上位机,完成了监控器的硬件和软件设计。硬件设计采用基于ARM内核的STM32F103C8T6单片机作为控制核心,辅以电源模块、输入输出模块、电信号测量模块、通信模块、隔离模块以及人机交互模块等共同组成硬件电路。在硬件电路的基础上,采用模块化的设计方法,完成了各个模块的软件设计,包含采样、数据存储和故障保护等模块的软件设计。与此同时,基于虚拟仪器LabVIEW设计的上位机不仅能显示电压和电流的波形,还增设了数据库功能。监控器和上位机通过RS485总线配合工作,共同完成了冷轧管机监控系统的总体方案设计。在监控系统的硬件和软...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冷轧管机轧制原理图
?胁鄣目?诖蚩???仆瓿傻墓懿木陀肟仔屯牙虢哟チ恕?1.2.2新型冷轧管机控制系统新型冷轧管机控制系统采用主电机调速，回转送进电机控制的方式进行工作。主电机供电采用三相桥式全控整流电路，通过桥臂上的六个晶闸管依次导通，改变输出电压，达到电机电压可调的目的，制动部分采用能耗制动。根据电子轴和机电融合的数控理念，冷轧管机的回转送进结构采用控制器控制电机，电机由同一个控制器驱动[16]。调速装置设定不同的主电机转动速度，回转送进电机跟随同步运动，实现冷轧管机的回转送进动作。冷轧管机的控制系统图如图1-3所示。图1-3单个冷轧管机控制系统图冷轧管机是一种周期性冷态轧制的二辊式轧机。主电机和回转送机电机之间有连锁信号，主电机启动之后才可以启动回转送进电机。工作机架的运动依靠曲柄连杆机构的往复运动，轧机机架的轴承座内含有工作轧辊，轧辊随着安装轴径处的同步齿轮进行滚动以及周期性的往复运动[17]。1.2.3存在问题主电机调速和回转送进电机控制作为新型冷轧管机控制系统的关键部分，虽然在控制部分达到了比较好的效果，但在监控系统方面一直缺少考虑与设计，缺少监控设备，存在单独设计保护不统一、边控制边保护功能不完善、没有记录功能、故障不能回溯等问题。因此，对冷轧管机的监控越来越重要，轧机需要设计专用监控设备。冷轧管机目前存在的问题具体表现在以下几个方面。（1）由于之前旧式冷轧管机是回转送进部分是由机械结构控制的，只需要对主电机进行监控，而目前新型冷轧管机得到普及，回转送进部分的电机也需要监控。主电机和回转送进电机单独工作，按照原先工程设计的只能达到单独保护和监控的功能，不能调速装置主电机控制器连锁信号回转电机送进电机
?胁鄣目?诖蚩???仆瓿傻墓懿木陀肟仔屯牙虢哟チ恕?1.2.2新型冷轧管机控制系统新型冷轧管机控制系统采用主电机调速，回转送进电机控制的方式进行工作。主电机供电采用三相桥式全控整流电路，通过桥臂上的六个晶闸管依次导通，改变输出电压，达到电机电压可调的目的，制动部分采用能耗制动。根据电子轴和机电融合的数控理念，冷轧管机的回转送进结构采用控制器控制电机，电机由同一个控制器驱动[16]。调速装置设定不同的主电机转动速度，回转送进电机跟随同步运动，实现冷轧管机的回转送进动作。冷轧管机的控制系统图如图1-3所示。图1-3单个冷轧管机控制系统图冷轧管机是一种周期性冷态轧制的二辊式轧机。主电机和回转送机电机之间有连锁信号，主电机启动之后才可以启动回转送进电机。工作机架的运动依靠曲柄连杆机构的往复运动，轧机机架的轴承座内含有工作轧辊，轧辊随着安装轴径处的同步齿轮进行滚动以及周期性的往复运动[17]。1.2.3存在问题主电机调速和回转送进电机控制作为新型冷轧管机控制系统的关键部分，虽然在控制部分达到了比较好的效果，但在监控系统方面一直缺少考虑与设计，缺少监控设备，存在单独设计保护不统一、边控制边保护功能不完善、没有记录功能、故障不能回溯等问题。因此，对冷轧管机的监控越来越重要，轧机需要设计专用监控设备。冷轧管机目前存在的问题具体表现在以下几个方面。（1）由于之前旧式冷轧管机是回转送进部分是由机械结构控制的，只需要对主电机进行监控，而目前新型冷轧管机得到普及，回转送进部分的电机也需要监控。主电机和回转送进电机单独工作，按照原先工程设计的只能达到单独保护和监控的功能，不能调速装置主电机控制器连锁信号回转电机送进电机
本文编号：2925206
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冷轧管机轧制原理图
?胁鄣目?诖蚩???仆瓿傻墓懿木陀肟仔屯牙虢哟チ恕?1.2.2新型冷轧管机控制系统新型冷轧管机控制系统采用主电机调速，回转送进电机控制的方式进行工作。主电机供电采用三相桥式全控整流电路，通过桥臂上的六个晶闸管依次导通，改变输出电压，达到电机电压可调的目的，制动部分采用能耗制动。根据电子轴和机电融合的数控理念，冷轧管机的回转送进结构采用控制器控制电机，电机由同一个控制器驱动[16]。调速装置设定不同的主电机转动速度，回转送进电机跟随同步运动，实现冷轧管机的回转送进动作。冷轧管机的控制系统图如图1-3所示。图1-3单个冷轧管机控制系统图冷轧管机是一种周期性冷态轧制的二辊式轧机。主电机和回转送机电机之间有连锁信号，主电机启动之后才可以启动回转送进电机。工作机架的运动依靠曲柄连杆机构的往复运动，轧机机架的轴承座内含有工作轧辊，轧辊随着安装轴径处的同步齿轮进行滚动以及周期性的往复运动[17]。1.2.3存在问题主电机调速和回转送进电机控制作为新型冷轧管机控制系统的关键部分，虽然在控制部分达到了比较好的效果，但在监控系统方面一直缺少考虑与设计，缺少监控设备，存在单独设计保护不统一、边控制边保护功能不完善、没有记录功能、故障不能回溯等问题。因此，对冷轧管机的监控越来越重要，轧机需要设计专用监控设备。冷轧管机目前存在的问题具体表现在以下几个方面。（1）由于之前旧式冷轧管机是回转送进部分是由机械结构控制的，只需要对主电机进行监控，而目前新型冷轧管机得到普及，回转送进部分的电机也需要监控。主电机和回转送进电机单独工作，按照原先工程设计的只能达到单独保护和监控的功能，不能调速装置主电机控制器连锁信号回转电机送进电机
?胁鄣目?诖蚩???仆瓿傻墓懿木陀肟仔屯牙虢哟チ恕?1.2.2新型冷轧管机控制系统新型冷轧管机控制系统采用主电机调速，回转送进电机控制的方式进行工作。主电机供电采用三相桥式全控整流电路，通过桥臂上的六个晶闸管依次导通，改变输出电压，达到电机电压可调的目的，制动部分采用能耗制动。根据电子轴和机电融合的数控理念，冷轧管机的回转送进结构采用控制器控制电机，电机由同一个控制器驱动[16]。调速装置设定不同的主电机转动速度，回转送进电机跟随同步运动，实现冷轧管机的回转送进动作。冷轧管机的控制系统图如图1-3所示。图1-3单个冷轧管机控制系统图冷轧管机是一种周期性冷态轧制的二辊式轧机。主电机和回转送机电机之间有连锁信号，主电机启动之后才可以启动回转送进电机。工作机架的运动依靠曲柄连杆机构的往复运动，轧机机架的轴承座内含有工作轧辊，轧辊随着安装轴径处的同步齿轮进行滚动以及周期性的往复运动[17]。1.2.3存在问题主电机调速和回转送进电机控制作为新型冷轧管机控制系统的关键部分，虽然在控制部分达到了比较好的效果，但在监控系统方面一直缺少考虑与设计，缺少监控设备，存在单独设计保护不统一、边控制边保护功能不完善、没有记录功能、故障不能回溯等问题。因此，对冷轧管机的监控越来越重要，轧机需要设计专用监控设备。冷轧管机目前存在的问题具体表现在以下几个方面。（1）由于之前旧式冷轧管机是回转送进部分是由机械结构控制的，只需要对主电机进行监控，而目前新型冷轧管机得到普及，回转送进部分的电机也需要监控。主电机和回转送进电机单独工作，按照原先工程设计的只能达到单独保护和监控的功能，不能调速装置主电机控制器连锁信号回转电机送进电机
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