大型方矩钢管生产线自动换型控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统，涉及钢管换型设备技术领域，其特征在于：至少包括：用于监控轧辊位置信息的位移传感器；用于限制轧辊运动范围的限位开关；用于接收上述位移传感器和限位开关的输出信息的从站；所述从站通过I/O接口与位移传感器、限位开关电连接；用于与上述从站进行数据交互的主站；上述主站和从站之间通过PROFINET总线进行连接；用于与上述主站进行数据交互的上位机；上述上位机和主站之间通过以太网进行连接。通过采用上述技术方案，本实用新型专利技术用于实现自动更换模具和调节参数，提高大型钢管换型精度，减少人工浪费与闲置等作用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钢管换型设备
，特别是涉及一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统。
技术介绍
目前大型方矩钢管生产线采用的先进直接成型技术，可以在不更换轧辊的情况下完成换型以生产不同规格的方矩管。但是在现有技术下，生产过程还无法实现在钢管换型过程中模具更换工段的自动化，每次换型时都需要更换模具并由人工重新调整参数。由于生产不同型号的钢管需要采用不同规格的轧辊，目前人工计算配辊数据的精度无法保证。在换型过程中，完全依靠人工手动调节，按照标尺刻度目测，存在较大误差。而配辊调节需要3-5人，平均耗时3-5小时，在此期间生产线不能进行生产作业，造成了严重的时间和人力浪费。综上，当前的生产线换型方式存在成本高、效率低、误差大的问题，还需对自动化方面进行改进、提高钢管换型精度，减少人工浪费从而规避潜在的现场作业人员人身安全问题，以及因人为原因造成的现场设备故障等情况。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统；该专利用于实现自动更换模具和调节参数，提高大型钢管换型精度，减少人工浪费与闲置作用。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统，至少包括：用于监控轧辊位置信息的位移传感器；用于限制轧辊运动范围的限位开关；用于接收上述位移传感器和限位开关的输出信息的从站；所述从站通过I/O接口与位移传感器、限位开关电连接；所述从站的型号为西门子ET200M；用于与上述从站进行数据交互的主站；上述主站和从站之间通过PROFINET总线进行连接；所述主站包括：型号为西门子S7-1500的PLC、以及与上述PLC电连接的触摸屏；用于与上述主站进行数据交互的上位机；上述上位机和主站之间通过以太网进行连接。作为优选，本专利还采用了如下的技术特征：更进一步：所述位移传感器至少有两个，所述限位开关至少有两个，所述从站至少有两台。更进一步：所述I/O接口与位移传感器、限位开关之间通过双绞线连接。本技术具有的优点和积极效果是：1.本技术的一级网络采用PROFINET分布式现场总线，现场信号通过ET200M远程站采集数据，然后传递给S7-1500主站。PLC主站与触摸屏、ET200M之间的数据传递和交换都在现场总线上完成，可靠性高。通过网络直接连接传感器、仪表和交直流传动装置等设备，减少中间环节，简便直接。用网络通讯代替点对点连接，用简单的双绞线代替复杂的接线，可减少3/4的电缆数量，降低安装费用、维护更方便。模块化结构，易于维修更换。2.本技术的二级网络采用西门子工业以太网实现上位机与PLC之间的通讯，具备实时性、快速性、兼容性和高度的可靠性。在一个网络上能够访问PLC的数据，各单体设备之间的实时数据传递可以不必通过硬件连线完成。在网络中的任一台上位机上都能对任一台单体设备的运行进行监控，既充分发挥了网络通讯的优势又能极大地节约硬件投资和安装费用。3.本技术采用S7-1500+ET200M的总线结构，主基架和CPU采用S7-1500系统，输入、输出模块采用ET200M远程站。这种结构结合了S7-1500的高速可靠性和ET200M的性能可靠和经济实用性，是最优的投资方案。4.本技术采用远程I/O模块，所有I/O模块都挂在ET200M远程站上，模块采集的数据通过PROFINET总线传给S7-1500主机架，主机架上只配置特殊模块。更换ET200M站上的模块时，只需将该站的电源关掉，而不影响主机架上CPU的运行。这种方案结构简单、节约成本、维护方便、性能完全可靠。附图说明图1是本技术的电路框图；图2是本技术的工作状态结构图；具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1和图2，一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统，包括：传感器网络、监控柜、总控柜三部分；其中：该传感器网络包括：用于监控轧辊位置信息的位移传感器；用于限制轧辊运动范围的限位开关；该监控柜包括：用于接收上述位移传感器和限位开关输出信息的从站；所述从站通过I/O接口与位移传感器、限位开关电连接；该总控柜包括：用于与上述从站进行数据交互的主站；用于与上述主站进行数据交互的上位机；上述主站和从站之间通过PROFINET总线进行连接；上述上位机和主站之间通过以太网进行连接。作为优选，在本优选实施例中：所述从站的型号为西门子ET200M。所述主站包括：型号为西门子S7-1500的PLC、以及与上述PLC电连接的触摸屏。所述位移传感器至少有两个，所述限位开关至少有两个，所述从站至少有两台。所述I/O接口与位移传感器、限位开关之间通过双绞线连接。上述优选实施例中：大型钢管生产线自动换型系统采用集中分布式方案：分为主站人机界面控制系统和从站自动控制系统，现场通信采用PROFINET总线标准，包括上位机、主站、主站电气柜、从站、从站电气柜、触摸屏、电机、检距传感器57个、限位开关57个、连接线若干。主站电气柜内的控制器与触摸屏等设备连接，用于对设备运行实时操作、监控，一台机组由检距传感器、电机和限位开关构成。系统开始运行后，首先选择手/自动方式，选择自动方式，首先进行故障诊断，发生故障的话便进行故障定位，对不能自动运行的机组报警，无故障进行机组调零，调零完成后给定配方进行上辊动作，调整完毕后进行下辊动作，下辊调整完毕后设备开始运行，换型后设备停止运行重新调零。现场通过电机转动直接控制轧辊移动达到钢管换型的效果，操作人员可在触摸屏及上位机上设置需要换型的参数，上位控制系统由两级通信网络控制电机启动，轧辊移动至限位开关即逻辑零点后触发限位开关，限位开关闭合置位为1。由硬接线将限位开关闭合状态发送至限位开关对应机组的从站控制器后经一级网络传输至主站控制器PLC，进行下位程序处理，对电机发出制动指令。同时，数据采集处理将零点位置的绝对值与从检距传感器接收的数据进行求差运算，并将运算结果发送至上位控制系统。上位控制系统对数据采集处理单元内计数器的运算结果与规定所需的钢管换型尺寸进行比较，直至运算结果与所需钢管换型尺寸相符合时，上位控制系统对电机发出停止指令。同时通过两级通讯网络将控制结果反馈至上位控制系统，操作人员可对控制结果进行远程控制。所述的两级通讯网络：一级网络采用PROFINET分布式现场总线，实现PLC与I/0口机组间的数据通信。二级网络为工业以太网Ethernet/IP，实现PLC与上位机之间的数据交换通讯。所述的触摸屏选用KTP1000型彩屏，与主站设置在中控柜中，用于监控现场设备的实时状态和调节控制参数值。1.该方案的成型平辊过程PLC控制系统由两级通讯网络组成，一级为PROFINET网络，实现PLC与I/O口机组之间的数据通信，另一级以工业以太网EtherNet/IP，实现PLC与上位机之间的数据交换和通讯，触摸屏及主站设置在中控柜，对成型平辊过程和设备运行进行实时操作、监控。2.系统开始运行后，首先选择手/自动方式，选择自动方式，首先进行故障诊断，发生故障的话便进行故障定位，对不能自动运行的机组报警，无故障进行机组调零，调零完成后给定配方进行上辊动作，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统，其特征在于：至少包括：用于监控轧辊位置信息的位移传感器；用于限制轧辊运动范围的限位开关；用于接收上述位移传感器和限位开关的输出信息的从站；所述从站通过I/O接口与位移传感器、限位开关电连接；所述从站的型号为西门子ET200M；用于与上述从站进行数据交互的主站；上述主站和从站之间通过PROFINET总线进行连接；所述主站包括：型号为西门子S7‑1500的PLC、以及与上述PLC电连接的触摸屏；用于与上述主站进行数据交互的上位机；上述上位机和主站之间通过以太网进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种大型方矩钢管生产线自动换型控制系统，其特征在于：至少包括：用于监控轧辊位置信息的位移传感器；用于限制轧辊运动范围的限位开关；用于接收上述位移传感器和限位开关的输出信息的从站；所述从站通过I/O接口与位移传感器、限位开关电连接；所述从站的型号为西门子ET200M；用于与上述从站进行数据交互的主站；上述主站和从站之间通过PROFINET总线进行连接；所述主站包括：型号为西门子S7-150...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂津，高强，顾金海，陈自林，李大华，王亚林，李栋，孙立，何天林，辛世龙，薛涛，南方，高洪泉，沈明明，赵相飞，陈自永，刘坤鹏，
申请(专利权)人：天津市友发德众钢管有限公司，天津友发钢管集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12