一种钢管自动成型机控制系统技术方案

一种钢管自动成型机控制系统，核心采用的是西门子S7300系列的PLC，该系统运行良好，成型质量和效率能达到国外同类产品水平，较好地满足钢管行业的包装需要，控制系统采用现场总线技术，具有较强的扩展性，可以方便地增加具有PROFlBUS-DP接口的设备，系统还可以通过TCP/IP协议和网络数据库功能向上级计算提供数据服务，为实现企业的信息化管理提供有利条件。

Control system of automatic steel tube forming machine

A pipe automatic molding machine control system, the core is used in the SIEMENS S7300 series PLC, the system runs well, the forming quality and efficiency can reach the level of similar foreign products, to better meet the packaging needs of the steel industry, control system based on fieldbus technology, strong expansibility, can easily increase with PROFlBUS-DP interface the equipment system can also provide data services to the calculation by TCP/IP protocol and network database functions, provide favorable conditions for the implementation of enterprise information management.

【技术实现步骤摘要】
一种钢管自动成型机控制系统
本专利技术涉及一种钢管自动成型机控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
钢管的六角形包装具有形状稳定，堆放时受力面大，整齐美观，经济易行等诸多优点，在实际生产中被大多数厂家采用。目前全自动的钢管六角形成型打捆设备主要从国外引进，因此这方面的研究对于取代进口具有很重要的意义。钢管成型的过程分成几个步骤：单根钢管对齐，一层钢管准备，电磁吊搬运管层到成型料框，成捆输出至打捆工位，打捆，称重，钢管捆人库。钢管到达对齐工位后，对齐辊道转动，对齐到位传感器检测到钢管时，对齐完成，拨料机构将钢管拨到屯管工位(斜台架)上，钢管靠自身重量滚动到挡块处，同时对钢管计数，当屯管位的钢管数量累计到预设值时，挡块下降，屯管位的钢管继续滚动到起吊工位(可抬乎的斜台架)上，待钢管全部转移到起吊台上后，屯管位的挡块抬起，开始为下一层屯管，同时起吊台抬起，层管准备完毕，电磁吊取料机构将准备好的一层钢管搬运到成型料框上；如果整捆成型未完成，料框竖直位量调整机构调整好接料位置，否则，调整机构将成型料框下降到底，捆运输车将它运到打捆位打捆，打捆结束后，管捆称重，送人仓库。
技术实现思路
本专利技术提出了一种钢管自动成型机控制系统，系统运行良好，成型质量和效率能达到国外同类产品水平，较好地满足钢管行业的包装需要，控制系统采用现场总线技术，具有较强的扩展性，可以方便地增加具有PROFlBUS-DP接口的设备，系统还可以通过TCP/IP协议和网络数据库功能向上级计算提供数据服务，为实现企业的信息化管理提供有利条件。本专利技术所采用的技术方案是：所述控制系统核心采用的是西门子S7300系列的PLC，主站PLC一方面协调各个从站协同工作，一方面对液压伺服系统进行控制，从站1和从站2是两个分布式IO，负责响应操作终端的输入和传感器的输入以及到各执行元件的输出，上位机和PLC之间通过PROFIBUSPD协议或者MPI协议进行通讯，上位机通过MOXA扩展卡分别和铭牌打印机、报表打印机、称重仪表相连。所述上位机监控软件采用BORLAND公司的DEL-PHl6.0而开发的，可以运行在windowsNT/2000/XP操作系统上,系统功能完善，界面友好，稳定可靠,系统采用模块化、接口化的开放式设计，有较好的可扩展性。上位机监控软件可以对系统的所有状态进行实时监控，包括传感器的状态、工作状态，当出现故障，传感器不能正常工作或者系统通讯不畅时，系统可以对异常情况进行诊断和分析，并提示用户采取相应的措施。系统需要的参数有：钢管参数、成型参数、软件运行配置参数，这些参数使得系统有较好的灵活性和通用性，上位机根据前面提出的六角成型的数学模型把相关参数转换成便于PLC程序直接使用的数据，如钢管的层数、每层的管数。打捆完成后，系统将打捆的信息保存到数据库中，这样就可以对生产记录进行统计、查询、生成报表、打印报表等处理，同时可以将每l捆钢管的信息打印成铭牌，附在成品捆上。此功能包括权限管理、密码管理，操作人员在登录界面中正确地输入姓名和密码后进人程序，数据库中保留每个操作人员的操作记录，这样为职工考勤和钢管的质量管理提供客观依据。所述PLC软件用西门子STEP7软件编写，程序设计采用了模块化方法，将控制功能细分成子功能块；对于相同或相似的控制对象，建立受控对象的通用控制模型，对应不同的数据块，如控制电磁吊水平运动和竖直运动的两组液压缸，它们的控制方式是一样的，只是位移和速度不相同，因此可以用一个通用模型来控制。为了提高成型机的工作效率，系统采用顺序动作模式和并行模式相结合的控制方式，电磁吊取放钢管的过程和准备下一层钢管的过程可以同时进行，成型完毕后，捆运输车将钢管输出至打捆工位，打捆完毕后再返回，在这个过程中，成型机可以准备下一捆钢管的成型。本专利技术的有益效果是：该控制系统系统运行良好，成型质量和效率能达到国外同类产品水平，较好地满足钢管行业的包装需要，控制系统采用了现场总线技术，具有较强的扩展性，可以方便地增加具有PROFlBUS-DP接口的设备，系统还可以通过TCP/IP协议和网络数据库功能向上级计算提供数据服务，为实现企业的信息化管理提供有利条件。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的系统控制的总体框图。图2是本专利技术的系统控制流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，控制系统核心采用的是西门子S7300系列的PLC，主站PLC一方面协调各个从站协同工作，一方面对液压伺服系统进行控制，从站1和从站2是两个分布式IO，负责响应操作终端的输入和传感器的输入以及到各执行元件的输出，上位机和PLC之间通过PROFIBUSPD协议或者MPI协议进行通讯，上位机通过MOXA扩展卡分别和铭牌打印机、报表打印机、称重仪表相连。上位机监控软件采用BORLAND公司的DEL-PHl6.0而开发的，可以运行在windowsNT/2000/XP操作系统上,系统功能完善，界面友好，稳定可靠，系统采用模块化、接口化的开放式设计，有较好的可扩展性。上位机监控软件可以对系统的所有状态进行实时监控，包括传感器的状态、工作状态，当出现故障，传感器不能正常工作或者系统通讯不畅时，系统可以对异常情况进行诊断和分析，并提示用户采取相应的措施。系统需要的参数有：钢管参数、成型参数、软件运行配置参数，这些参数使得系统有较好的灵活性和通用性，上位机根据前面提出的六角成型的数学模型把相关参数转换成便于PLC程序直接使用的数据，如钢管的层数、每层的管数。打捆完成后，系统将打捆的信息保存到数据库中，这样就可以对生产记录进行统计、查询、生成报表、打印报表等处理，同时可以将每l捆钢管的信息打印成铭牌，附在成品捆上。此功能包括权限管理、密码管理，操作人员在登录界面中正确地输入姓名和密码后进人程序，数据库中保留每个操作人员的操作记录，这样为职工考勤和钢管的质量管理提供客观依据。如图2，PLC软件用西门子STEP7软件编写，程序设计采用了模块化方法，将控制功能细分成子功能块；对于相同或相似的控制对象，建立受控对象的通用控制模型，对应不同的数据块，如控制电磁吊水平运动和竖直运动的两组液压缸，它们的控制方式是一样的，只是位移和速度不相同，因此可以用一个通用模型来控制。为了提高成型机的工作效率，系统采用顺序动作模式和并行模式相结合的控制方式，电磁吊取放钢管的过程和准备下一层钢管的过程可以同时进行，成型完毕后，捆运输车将钢管输出至打捆工位，打捆完毕后再返回，在这个过程中，成型机可以准备下一捆钢管的成型。为了提高系统稳定性和响应速度，系统对每个液压缸分别进行PID控制，液压缸、位移传感器、模拟量输入输入模块、PID控制器以及比例电磁阀构成一个位置控制环，液压位置伺服系统在控制结构上是一个包含振荡环节的I型系统，PID控制器的引入使得系统多了一个积分环节，系统变成Ⅱ型系统，系统的稳态误差减小，两个缸的同步主要根据一个基于规则的比较算法来实现，当油缸出现同步误差时，系统根据误差大小和误差的变化量，用比较算法得出一个位移设定的调整量，并根据调整量，对理想的位移设定值进行修正，位移超前的回路，设定值减小一个调整董；位移滞后的，设定值加上一个调整量，这样修正后，两个回路再分别进行PI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管自动成型机控制系统，其特征是：所述控制系统核心采用的是西门子S7300系列的PLC，主站PLC一方面协调各个从站协同工作，一方面对液压伺服系统进行控制，从站1和从站2是两个分布式IO，负责响应操作终端的输入和传感器的输入以及到各执行元件的输出，上位机和PLC之间通过PROFIBUS PD协议或者MPI协议进行通讯，上位机通过MOXA扩展卡分别和铭牌打印机、报表打印机、称重仪表相连。

【技术特征摘要】
1.一种钢管自动成型机控制系统，其特征是：所述控制系统核心采用的是西门子S7300系列的PLC，主站PLC一方面协调各个从站协同工作，一方面对液压伺服系统进行控制，从站1和从站2是两个分布式IO，负责响应操作终端的输入和传感器的输入以及到各执行元件的输出，上位机和PLC之间通过PROFIBUSPD协议或者MPI协议进行通讯，上位机通过MOXA扩展卡分别和铭牌打印机、报表打印机、称重仪表相连。2.根据权利要求1所述的一种钢管自动成型机控制系统，其特征是：所述上位机监控软件采用BORLAND公司的DEL-PHl6.0而开发的，可以运行在windowsNT/2000/XP操作系统上,系统功能完善，界面友好，稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：范洪国，
申请(专利权)人：范洪国，
类型：发明
国别省市：辽宁,21