一种弯管机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种弯管机，包括电气控制柜，操作台，现场设备以及连接在它们之间的线缆，其特征在于：还包括有一基于以太网技术的控制系统，该控制系统放置在所述电气控制柜中，该控制系统包括伺服驱动器，PLC控制器，工业电脑,前述三个设备通过以太网现场总线相互连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术的优点在于：在电气控制柜内设置一基于以太网技术的控制系统，使得本实用新型专利技术提供的弯管机系统响应速度快、加工精度高、同步性高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Pipe bender

The utility model relates to a bending machine, including electrical control cabinet, operation table, field equipment and cable connection between them, which comprises a control system based on Ethernet technology, the control system is placed in the electric control cabinet, the control system comprises a servo drive controller, PLC the three, industrial computer, the equipment connected by Ethernet fieldbus. Compared with the prior art, the utility model has the advantages that: the electrical control set up a control system based on Ethernet technology in the cabinet, the bending machine system provided by the utility model has fast response speed, high processing precision, high synchronization.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业自动化控制领域，特别是涉及一种弯管机。
技术介绍
弯管机是一种金属冷加工设备。在当前我国工业经济快速发展的时期，各行各业急待发展，基础设施建设如火如荼地进行着。厂房、设备、交通设施需求急剧增加，各种金属管的需求已远远不能满足，许多金属管的形状要求也不断复杂化，从而催生了弯管机系统设计和开发。目前，在连续型流程生产自动控制(PA)或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC自动控制系统、DCS (集散控制系统)和FCS (现场总线控制系统)。而传统弯管机大多应用的是PLC自动控制系统和DCS系统，而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。因此，可将应用这两种系统的弯管机归为应用传统系统的弯管机一类，以下就简要分析一下一种基于PLC系统的弯管机。针对弯管机设计的PLC自动控制系统主要由可编程控制器(PLC)、旋转编码器、步进电机、人机界面(HMI)和液压油泵组成。旋转编码器主要用于角度量测和长度控制，步进电机主要用于旋转角度控制和送料小车实现长度控制，电磁阀配合液压油泵用于实现弯管动力。这种基于PLC控制系统的弯管机，零件参数选择更多，可弯管的角度更多，加工的产品从实心的钢条到空心的金属管，从家俱工艺品到工业化工车船设备用金属管等；弯管长度和角度旋转控制可实现自动化，在精度上有很大的提高，误差允许值控制在正负0.20C范围内，一个人就可实现操作，大大节约了人力成本，也大大提高的产量；操作系统方便，人-机对话简单易懂，通过简单的培训即可实现安全操作；完善的报警系统及合理的程序设计，给系统维护和调试人员带来了很大的方便，减少了大量的调试时间。但是,这种基于传统控制系统(包括:基于PC、PLC、DCS产品的分布式控制系统)的弯管机，其主要特点是现场层设备(包括变送器、执行器、在线分析仪表和其他检测仪表等)与控制器之间的连接是一对一(一个I/O点对设备的一个测控点)。这种传统控制系统的主要缺点是:(I)、信息集成能力不强:控制与现场设备之间靠I/O连线连接，传送4_20mA(传送模拟量信号)或24VDC (传送开关量信号)，并以此监控现场设备。这样控制器获取信息量有限，大量的数据如设备参数、故障及故障记录等数据很难得到。(2)、系统不开放、可集成性差，专业性不强:除现场设备均靠标准4_20mA/24VDC连接，系统其它软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此，可靠性差。这种系统很少留出接口，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方都集成到通用系统中去，因此，面向行业的控制系统较少。(3)、可靠性不易保证:对于在范围的分布式系统，大量I/O电缆及敷设施工，不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。(4)、可维护性不高，由于现场设备信息不全，现场级设备的在线故障诊断、报警，记录功能不强。另一方面也很难完成现场设备的远程设定、修改等参数化功能，影响力系统的可维护性。目前也有采用现场总线系统的弯管机，如采用prof ibus系统的弯管机、canopen系统的弯管机、devicenet系统的弯管机以及米用sercos系统的弯管机。在期刊《制造业自动化》2007年08期中公开了一种基于PR0FIBUS现场总线的中频弯管机控制系统，上述的弯管机由床身、压机、动梁、升降机构、中频加热电源、液压传动和电气自动化控制系统等组成。其电气自动化控制系统主要是由数字式步进液压伺服控制系统、中频感应加热电源控制系统、工业控制计算机和PLC组成的工业现场网络控制系统组成。具体控制方案设计是采用工业控制计算机为上位机，完成对整个机组工作过程的动态监控、状态管理、数据记录、系统管理、参数处理等功能。PLC作为下位机用于完成对整个弯管生产过程中弯管角度、主机速度、升降缸位移、加热温度、功率、电压、冷却喷淋、液压系统等的顺序控制。现场总线技术在这里的应用。使得系统实时性强，提高了系统的可靠性。上位机可以方便的显示系统运行状态，设置工艺参数和操作。类似于上述弯管机所采用的现场总线控制系统，基本可以提供与控制任务本身同等数量级的循环时间，例如，5 0ms。这通常被认为是足够的，因为它们是一个数量级的。然而，该系统需要处理的是很多层循环，且不同层次的多个循环并不是同步的。在最底层的是硬件循环(带或不带本地I/O扩展)，在其之上是总线循环，最后是带有其自身硬件循环的主站卡，以上三个循环加在一起才是一个完整的总线循环系统。数据以这个顺序被复制到共享的存储区被解包，PLC才可以读取它。以这种方式，数据需要经过多个循环的不同平台，并由此导致很长的延迟，导致系统低速运行。此外，传统的现场总线控制系统布线复杂，成本较高。在使用传统现场总线的场合，过程数据被以传统的方式从总线主站传输到背板总线，一台弯管机是一个带有特殊扩展的系统，可能需要多个现场总线系统来控制特定的系统组件，且传统的现场总线需要花很多成本在安装线缆的接头上。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种系统响应速度快、加工精度高、同步性高的弯管机。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:该弯管机，包括电气控制柜，操作台，现场设备以及连接在它们之间的线缆，其特征在于:还包括有一基于以太网技术的控制系统,该控制系统放置在所述电气控制柜中，该控制系统包括伺服驱动器，PLC控制器，工业电脑，前述三个设备通过以太网现场总线相互连接。本方案中，PLC控制器是作为一个节点接收和存取数据，然后通过总线将数据发送至工业电脑，数据的处理过程是在工业电脑中进行，利用工业电脑上的高性能CPU进行计算，突破传统控制系统CPU的计算能力瓶颈，提升了性能，提高了系统运行速度，缩短了系统响应时间，从而提高了弯管的精度。所述控制系统利用一根太网现场总线将具有统一的通信协议通信接口的伺服驱动器，PLC模块，工业电脑和操作台连接在一起，不需要像传统控制系统那样采用多条通信线缆将各个组成部分连接，省去了大量的线缆及线缆敷设费用，降低了成本。所述太网现场总线具有高同步性，相对于传统弯管机通过驱动器收集数据，随后发送至PLC控制器进行计算的模式，本方案通过总线直接将伺服驱动器与工业电脑连接，绕过PLC控制器，将伺服驱动器直接作为一个数据节点，利用工业电脑的计算能力和总线的高带宽，减小了数据计算和传输时间，从而提高各个现场设备之间的同步性。作为改进，所述弯管机的现场设备包括弯管转臂、沿滑轨平移的箱体、送料小车、余料辅推小车，弯管转臂、送料小车、余料辅推小车上均安装有伺服电机，控制系统中设置有分别与之对应的伺服驱动器。工业电脑通过比较伺服系统的反馈信号和给定信号，实现对弯管过程的反馈监控。再改进，所述操作台与工业电脑之间也通过所述以太网现场总线连接。在操作台的显示屏上实时显示弯管加工的过程信息，方便操作人员输入和处理加工信息。前述控制系统，各设备之间通过以太网现场总线进行连接，开放性高，以太网技术是完全兼容以太网并真正开放的，该协议可与其他提供各种服务的以太网协议并存，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯管机，包括电气控制柜，操作台，现场设备以及连接在它们之间的线缆，其特征在于：还包括有一基于以太网技术的控制系统，该控制系统放置在所述电气控制柜中，该控制系统包括伺服驱动器，PLC控制器，工业电脑,前述三个设备通过以太网现场总线相互连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆志伟，
申请(专利权)人：宁波钜智自动化装备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：