预精焊生产线自动切管机控制系统的研发

发布时间：2017-10-29 07:28

  本文关键词：预精焊生产线自动切管机控制系统的研发

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【摘要】：随着我国西部能源开发进程的不断推进,对埋弧焊螺旋焊管的需求将大量增加,同时对钢管的质量要求也越来越高。因此一种生产效率更高、质量更好、材耗更低的预精焊生产工艺近几年在国内以及国际流行开来,其最主要特点就是生产速度快,预焊速度是传统速度的5-6倍,本课题就是以预精焊后桥自动切管系统为研究对象,设计出一套能够满足预焊生产速度要求,并能实现钢管自动化切割的一套系统。首先根据预精焊生产线的工艺特点和布局,确定了自动切管系统的性能指标和主要功能,设计了自动切管系统的整体布局和机械结构,之后对自动切管系统进行整体设计,采用切管小车作为移动的载体,并通过夹持环和切割环的相互配合来完成钢管的固定和切割工作,夹持环和切割环被固定在机架上,这样就形成了一个整体。确定了切割的方式,选用等离子切割的方法,并选用带水射流技术的等离子切割机。它具有切割效果好,变形小,污染小等优点。将等离子割把固定在切割环上,并通过电动滚筒供应等离子工作所需要的介质,通过这种方式,满足了设备工作的需要,工作可靠,维护方便,效果良好。在电气控制方面,系统采用了PLC控制系统,通过工业以太网和PROFIBUS网络,将设备有机的连接到一起,减少了大量的布线,同时也提高了设备的响应速度。对于动力系统主要选用伺服驱动器和伺服电机的组合,伺服系统具有响应快,动作精准等特点,进一步提高了设备的稳定性和先进性,通过现场的使用情况来看,通讯正常,系统运行稳定。为了更加方便现场使用者的操作,设计有人机界面系统,能够将设备的状态信息、错误信息等实时的显示在界面上,具有画面清晰,操作方便等特点,帮助操作者使用和处理故障。程序采用模块化设计,具有直观,易读等特点,并有手动和自动操作模式,正常情况下只需采用自动模式,系统即可完成所有操作,减轻了操作人员的劳动强度。最终本系统在山东胜利钢管有限公司预精焊分厂的生产线上成功使用,系统稳定,效果良好。
【关键词】：飞锯 钢管切割 螺旋焊管 PLC
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG48;TP273
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 课题的来源13
• 1.2 螺旋埋弧焊管工艺介绍13-15
• 1.3 钢管的切割方法15-18
• 1.3.1 常用的钢管切割方式的比较15-16
• 1.3.2 传统螺旋钢管切割方法和优缺点16-18
• 1.4 本文研究的意义和主要内容18-21
• 第2章 系统组成及工作原理21-37
• 2.1 系统的工作原理21-22
• 2.2 切管车部分22-27
• 2.2.1 切管车运行原理22-23
• 2.2.2 切管车电机的参数计算23-25
• 2.2.3 切管车运动控制25-27
• 2.3 夹持环部分27-29
• 2.3.1 夹持环整体结构27-28
• 2.3.2 夹持单元机构28-29
• 2.4 切管车机架结构29-31
• 2.5 切割环结构部分31-35
• 2.5.1 等离子割把部分31-32
• 2.5.2 等离子电源、气源部分32-35
• 2.6 输出辊道设计35-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第3章 电气系统设计37-55
• 3.1 PLC部分37-44
• 3.1.1 PLC的基本结构37-38
• 3.1.2 STEP7的硬件组态设计38-40
• 3.1.3 西门子无线通讯部分设计40-42
• 3.1.4 控制系统PROFIBUS结构方案的选择42-44
• 3.2 驱动部分设计44-47
• 3.2.1 驱动电机的类型的选择44-45
• 3.2.2 驱动系统的选择45-47
• 3.3 驱动及电机配置47-50
• 3.4 切割部分设计50-53
• 3.4.1 切割方式的确定50-51
• 3.4.2 本系统切割方案的确定51-52
• 3.4.3 等离子切割机的选择52
• 3.4.4 等离子切割机信号的交互52-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 PLC的程序结构及设计55-69
• 4.1 程序整体部分设计55-58
• 4.2 切管车运动部分程序设计58-61
• 4.3 初始化程序设计61-62
• 4.4 自动切割系统设计62-64
• 4.5 运管系统自动对中程序设计64-67
• 4.5.1 钢管自动对中的原理64
• 4.5.2 钢管对中计算方法64-65
• 4.5.3 钢管自动对中程序设计65-67
• 4.6 本章小结67-69
• 第5章 人机界面的设计69-81
• 5.1 WINCC Flexible简介69-70
• 5.2 WINCC Flexible项目70-73
• 5.2.1 创建一个WINCC Flexible项目70
• 5.2.2 WINCC Flexible项目视图70-73
• 5.3 系统的界面设计73-76
• 5.3.1 设备的整体画面设计73-74
• 5.3.2 系统操作界面74-76
• 5.3.3 面板配置76
• 5.4 触摸屏变量生成及其属性定义76-78
• 5.5 WINCC Flexible的配方功能78-79
• 5.6 本章小结79-81
• 第6章 总结与展望81-83
• 6.1 总结81-82
• 6.2 展望82-83
• 附录：系统工作图83-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-91
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文91-92
• 学位论文评阅及答辩情况表92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张华,丁雪蕾,陈茂华,戴本祈,彭绍彬,邹春华;埋弧焊缝自动跟踪模糊控制系统研究[J];焊管;2003年01期

2 李云龙;杨专钊;李记科;张鸿博;王长安;高建忠;;高标准钢管质量控制方法研究[J];焊管;2009年10期

3 王晓香;;当前管线钢管研发的几个热点问题[J];焊管;2014年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨红波;铜材自动定尺飞锯机控制系统的研究[D];大连交通大学;2010年

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本文编号：1112026