螺旋缝焊管生产线中的钢管平头机控制系统设计

发布时间：2017-09-29 06:09

  本文关键词：螺旋缝焊管生产线中的钢管平头机控制系统设计

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【摘要】：根据我公司生产的螺旋缝焊管产品而言,钢管平头机是对螺旋缝焊管两端面进行倒坡口、铣钝边和去毛刺的设备。本文是对钢管平头机进给控制系统进行设计,采用了伺服控制技术,从该设备在预精焊分厂对钢管端面加工的效果来看,钢管两端坡口面加工质量得到提高,并且易达到生产工艺卡要求。首先,通过查阅资料、积累经验,结合公司的钢管平头机,阐明了其更新换代过程中的研究状态以及在更新过程中机械系统和电气控制系统方面的改进,并对目前国内外平头机的未来发展及发展状况进行了详细论述。在公司钢管平头机使用的基础上,查阅了大量的钢管平头机相关资料,不论是机械系统还是电控系统,充分了解了当前钢管平头机的更新技术。其次,根据螺旋缝焊管的管径和壁厚,确定了钢管平头机设计要求以及加工范围,最大范围内满足各种管径钢管端面加工需求。与此同时,分析了钢管平头机工作原理以及电控系统的设计方案。再次,对钢管平头机电控系统所需的硬件进行了合理的组合以及选用的关健电控硬件从结构、功能、特点及参数进行了论述,并设计了主站的控制器与从站的伺服驱动器连接。最后,钢管平头机最终实现主机构及辅助机构按照加工要求进行有序动作,设计了程序编制的总体方案,依次在STEP7编程软件工具中进行了硬件组态、网络组态及PLC程序编写。通过仿真软件验证了部分PLC程序的执行情况；之后基于STARTER软件对S120驱动器进行了相关组态及参数设置,以便伺服控制器正常工作与通讯。该钢管平头机与公司其它平头机电气控制方式相比较,水平有了进一步提高,机械方面的进给装置用一台伺服电机就完成了快速与慢速之间的转换,而不需要两台电机和减速器完成速度转换,改进了机械结构。本文研究的钢管平头机在山东胜利钢管有限公司螺旋缝焊管生产线上进行了实际应用,效果良好。
【关键词】：钢管平头机 进给机构 PLC控制系统 伺服控制系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题的来源和意义12-13
• 1.2 钢管平头机发展情况及未来发展趋势13-17
• 1.2.1 钢管平头机发展情况13-16
• 1.2.2 钢管平头机未来发展趋势16-17
• 1.3 钢管平头机国内外的研究现状17-19
• 1.4 本文的研究目的及主要研究内容19-20
• 第2章 螺旋缝焊管用钢管平头机系统总体设计20-34
• 2.1 平头机设计要求及其参数20-21
• 2.2 平头机工作原理21-29
• 2.2.1 平头机主机结构的分析23-24
• 2.2.2 平头机的主轴进给运动分析24-28
• 2.2.3 其它辅助机构的运动分析28-29
• 2.3 电气控制方案的改进设计29-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 电气控制系统的硬件设计34-46
• 3.1 PLC的基本结构34-36
• 3.2 SINAMICS S120伺服驱动器36-39
• 3.3 S120驱动器的性能特点及其主要参数39-42
• 3.3.1 S120驱动器的工作原理39-40
• 3.3.2 进给控制系统的总体构成40
• 3.3.3 驱动器主要技术参数40-42
• 3.4 伺服电机42-43
• 3.4.1 同步伺服电机结构及特点42
• 3.4.2 同步伺服电机相关参数42-43
• 3.5 S7-300与SINAMICS S120连接实际应用设计43-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 电气控制系统的PLC程序设计46-70
• 4.1 基于STEP7的硬件组态设计46-51
• 4.1.1 创建项目47-49
• 4.1.2 硬件组态49-51
• 4.2 PLC程序设计51-59
• 4.2.1 程序编制的顺序控制设计方法52-53
• 4.2.2 程序编制的总体方案53-54
• 4.2.3 程序的初始化设计54-55
• 4.2.4 平头机主机程序的设计55-59
• 4.3 系统PLC程序的模拟仿真59-62
• 4.4 基于S120驱动器的STARTER软件的应用及相关参数调试62-67
• 4.4.1 调试软件介绍62
• 4.4.2 S120驱动器硬件组态62-64
• 4.4.3 用STARTER对驱动设备进行调试64-65
• 4.4.4 S120驱动器与PLC通讯设置65-67
• 4.5 平头机系统验证67-68
• 4.6 本章小结68-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 附录1：PLC梯形图72-78
• 附录2：PLC梯形图78-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 学位论文评阅及答辩情况表87

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本文编号：940386