螺旋焊管精焊设备电气控制系统设计

摘要

本论文设计了以西门子PLC作为核心控制器，西门子ET200 M、MM440变频器、SEW伺服控制器作为从站的Pro fib us-DP分布式总线控制系统。该系统实现了螺旋埋弧焊管精焊设备的手动与自动控制，保证了钢管的稳定运行，提高了生产效率，降低了人工劳动强度，并且能够提高产品质量，提高企业的竞争力。本文的主要工作如下：
　　首先，介绍了螺旋埋弧焊管预精焊工艺技术的发展和精焊设备的分类与工作原理，分析了各类精焊设备的运行方式与优缺点。在此基础上，对龙门式精焊设备进行了详细的介绍，给出了工艺流程，并对设备运行过程做了详细的分析介绍，与此同时，依据整体情况对控制系统的设计做了一定的要求。
　　其次，通过以上的分析介绍，给出了合理的硬件和软件设计方案。一方面，在硬件设计部分，主要介绍了有关控制系统的设计分析原理、主要部件的选型、变频和伺服控制器主回路和整体的PLC外部接线方案图；另一方面，在软件设计部分，针对上述的硬件设计方案，给出了对应的关于西门子S7-300PLC的软件设计方法。
　　最后，在结合软硬件设计方案上给出了相应的人机操作界面。所设计的人机操作界面实现了设备手动操作、状态监控、参数设置、故障诊断等功能。后面又详细讲解了驱动辊角度闭环控制系统的设计，并对其进行了实验研究，实验结果为现场调试提供了可靠的数据。
　　整个系统安装维护方便，运行稳定、可靠。本文设计的控制系统实现了精焊设备的自动控制，满足生产工艺要求，有效地降低了成本，提高了生产效率。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要的研究成果及发展趋势

1.4 精焊设备发展中存在的问题

1.5 本文研究的主要内容及结构

第2章 螺旋焊管精焊设备硬件及生产工艺流程

2.1 螺旋焊管精焊设备的工作原理

2.2 螺旋焊管精焊设备的工艺要求

2.3 螺旋焊管精焊设备的硬件系统分析

2.4 螺旋焊管精焊设备的工艺过程分析

2.5 螺旋焊管精焊设备对控制系统的要求

2.6 本章小结

第3章 螺旋焊管精焊设备PLC控制系统硬件设计

3.1 引言

3.2 控制系统结构及控制原理

3.3 PLC的选型

3.4 扩展模块的设计

3.5 变频器主回路及控制回路设计

3.6 伺服控制器主回路及控制回路设计

3.7 机架调整及液压系统主回路的设计

3.8 电源控制回路的设计

3.9 PLC硬件设计

3.10 本章小结

第4章 精焊设备电控系统PLC程序设计

4.1 引言

4.2 主程序流程图设计

4.3 控制系统硬件组态

4.4 设备自检与故障报警程序

4.5 参数设置与设备调整程序设计

4.6 手动程序设计

4.7 半自动/自动程序设计

4.8 本章小结

第5章 人机界面的设计

5.1 人机界面概述

5.2 触摸屏技术简介及工作原理

5.3 人机界面的设计

5.4 人机界面的使用方法

5.5 本章小结

第6章 驱动辊角度闭环控制系统的设计

6.1 闭环控制与PID控制器

6.2 驱动辊角度闭环控制系统的设计

6.3 PID控制器的参数整定与现场调试

6.4 本章小结

结论

参考文献

致谢