plc的电弧式管坯中心孔机电控系统设计
给管坯打定位中心孔是小无缝钢管加工过程中重要的工艺，针对硬质管坯难于加工中心孔的问题，我们试制了小规格电弧式管坯中心孔机。本文主要对该中心孔机进行电控系统设计。 文中针对小规格电弧式管坯中心孔机的控制要求进行了分析，设计了以S7-200 PLC为核心的系统电气原理图，进行了主要元器件的选型设计，包括PLC的选型、伺服系统的选型、设计了PLC控制软件。 系统在实验室已经进行了模拟调试，显示结果表明，该系统满足了小规格电弧式管坯中心机的自动控制要求，运行可靠，动作正确。 当然在实际应用中，还会暴露出问题，有待在使用中完善。
目 录
1 引言 1
1.1课题的背景和意义 1
1.2 加工管坯定心孔的现状和设备的发展趋势 1
1.2.1 加工管坯定心孔的现状 1
1.2.2加工管坯定心孔设备的发展趋势 2
1.3课题来源 2
1.4电弧式中心孔机研究思路和技术方法 3
2 系统的设计要求 4
2.1系统的功能目标 4
2.2 主要技术指标 4
2.3 工艺设计要求 5
3 系统硬件设计及概述 7
3.1 PLC的选型与硬件配置 7
3.1.1 PLC的系统组成 7
3.1.2 PLC简介 7
3.1.3 PLC的型号选择 10
3.2 伺服系统概述及伺服电机的选型 11
3.2.1 伺服系统模块组成 11
3.2.2 伺服系统的选择 11
3.3系统的I/O地址分配 15
3.4 PLC的硬件接线图 17
4 PLC控制程序设计 20
4.1管坯电弧式中心孔机的简易工序及PLC程序设计总流程 20
4.1.1 自动运行工艺流程图 20
4.1.2 PLC程序设计总流程图 21
4.2主程序运行部分程序： 22
4.3手动运行部分 24
4.3 回原点运行部分 28
4.4 自动运行部分 33
4.4.1系统的自动运行部分设计 33
r /> 4.4.2高速计数器概述 33
5程序的调试与安装 46
5.1 程序调试前的准备工作 46
5.1.1调试工具 46
5.2.2调试接线图 46
5.2 调试前的检查 47
5.3 程序过程及结果 48
5.3.1 手动控制部分 48
5.3.2 回原点控制部分 48
5.3.3 自动控制部分 48
结语 49
参考文献 50
附录PLC程序 51
主程序运行部分程序： 51
手动运行的程序 53
致谢 72
1 引言
1.1课题的背景和意义
随着国外工业的转移和中国国民经济的迅速发展，钢铁工业已经成为国民经济的重要基础产业之一，它是衡量一个国家经济水准和综合国力的重要标志。它在国防工业 、建筑、机械、造船、汽车、家电等行业占据了主导的地位。
冷拔无缝钢管是钢铁行业一个重要的组成部分，它质量的好坏评比有很多指标，其中壁厚的偏差就是评定好坏的重要指标之一，而管坯中心孔的加工是减少壁厚偏差的一道重要工艺 。圆坯上加工中心孔，其目的是防止穿孔偏差的处理，它可以减少壁厚的不均匀性，以及对斜轧穿孔两次咬入条件的改善， 在穿孔时候能够比较顺利进行。本设计采用的就是以PLC为控制中心，以伺服电机为执行器件的自动化控制系统。 基于PLC的电弧式管坯中心孔机电控系统的成功试制 ，将是金属碳弧气刨加工方法应用的又一案例。
通过此次的毕业设计可以让我们脱离书本上枯燥的理论知识，结合生产运用中的实践知识，做到理论实践相结合，创新和动手能力得到了提高。
1.2 加工管坯定心孔的现状和设备的发展趋势
1.2.1 加工管坯定心孔的现状
近几年我国的管坯定心孔加工有两种形式，一种是冷定心，另一种则是热定心。冷定心是指管坯还没有进行加热之前 ，在指定的管坯定心车床上进行钻孔。冷定心在使用过程中，定心孔尺寸比较精确，但是生产效率较低，通常不能达到快速连续的生产要求，而且加工时花费的成本相对较高 。热定心技术是先给管坯加热，然后把加热后的管坯送到专门的热定心车床上，最后用压缩空气或者是液压在热状态下进行钻孔。特点是没有金属的消耗，能量低，生产效率也较高，设备相对简单，但加工精度较低。
一 冷定心
冷定心就是指在管坯冷状态下，用钻床钻孔或用氧乙炔火焰或用气切割两种。用那些未进炉的管坯 ，在指定的管坯定心车床上定心孔钻孔。它的工艺只能适用于硬度不高的管坯 。像合金钢制材的管坯， 它的硬度在相同类别中属于比较高的，通过加工，它的机械钻头的损耗相对比较大 ，而且流程工序也比较多，效率低，成本较高。 但是万物皆有两面，冷定心其中的钻削加工也是有优点的。它在钻孔时，孔的尺寸和形状都能控制得当，精确度较高 ，所谓慢工出细活，因此加工质量好。气切割则是冷定心加工的另一种方式 。它的比较显著的长处是孔的生产效率相对其他而言是较高的，而它的缺点自动化程度较低，产品精度不高。 孔的加工质量直接和员工的操作技能息息相关。
二 热定心
热定心是指对管坯加热之后，再进行打孔。此时可选用与穿孔顶头鼻部类似形状的冲头，向管坯前端冲孔，用风动或液压传动原理完成 。管坯进行加热炉加热之后， 此时的管坯将分别被送到头尾进行定心工位，再经过定心机的热定心返回穿孔机前台以此来完成打孔。这种技术在本质上解决了管坯定心的要求，但在管坯加热过后，它的温度会降低，就不能保证管坯的温度 ，会给穿孔机热轧管坯带来相对困难。
1.2.2加工管坯定心孔设备的发展趋势
现如今加工管坯定心孔机设备的主要有三个发展方向：
（1）拥有相对高的自动化技术 ，降低了人工操作时所造成的损失。如今，大多数无缝钢管企业的发展方式都是以连续式机组为主要生产线，因此大多数设备都必须具备自动化的特点。
（2）定心打孔的精度比较高，但是最后的钢管质量也相对较好，尤其是表面质量。随着中国经济的持续发展，钢管事业占了很重要的地位，因此对其质量要求也越来越高，大部分的钢管生产商也已经开始学习各种与时俱进的新技术，使得他们自己的产品更加完善，更加符合客户的需求，获得的市场收益也会增长。
目 录
1 引言 1
1.1课题的背景和意义 1
1.2 加工管坯定心孔的现状和设备的发展趋势 1
1.2.1 加工管坯定心孔的现状 1
1.2.2加工管坯定心孔设备的发展趋势 2
1.3课题来源 2
1.4电弧式中心孔机研究思路和技术方法 3
2 系统的设计要求 4
2.1系统的功能目标 4
2.2 主要技术指标 4
2.3 工艺设计要求 5
3 系统硬件设计及概述 7
3.1 PLC的选型与硬件配置 7
3.1.1 PLC的系统组成 7
3.1.2 PLC简介 7
3.1.3 PLC的型号选择 10
3.2 伺服系统概述及伺服电机的选型 11
3.2.1 伺服系统模块组成 11
3.2.2 伺服系统的选择 11
3.3系统的I/O地址分配 15
3.4 PLC的硬件接线图 17
4 PLC控制程序设计 20
4.1管坯电弧式中心孔机的简易工序及PLC程序设计总流程 20
4.1.1 自动运行工艺流程图 20
4.1.2 PLC程序设计总流程图 21
4.2主程序运行部分程序： 22
4.3手动运行部分 24
4.3 回原点运行部分 28
4.4 自动运行部分 33
4.4.1系统的自动运行部分设计 33
r /> 4.4.2高速计数器概述 33
5程序的调试与安装 46
5.1 程序调试前的准备工作 46
5.1.1调试工具 46
5.2.2调试接线图 46
5.2 调试前的检查 47
5.3 程序过程及结果 48
5.3.1 手动控制部分 48
5.3.2 回原点控制部分 48
5.3.3 自动控制部分 48
结语 49
参考文献 50
附录PLC程序 51
主程序运行部分程序： 51
手动运行的程序 53
致谢 72
1 引言
1.1课题的背景和意义
随着国外工业的转移和中国国民经济的迅速发展，钢铁工业已经成为国民经济的重要基础产业之一，它是衡量一个国家经济水准和综合国力的重要标志。它在国防工业 、建筑、机械、造船、汽车、家电等行业占据了主导的地位。
冷拔无缝钢管是钢铁行业一个重要的组成部分，它质量的好坏评比有很多指标，其中壁厚的偏差就是评定好坏的重要指标之一，而管坯中心孔的加工是减少壁厚偏差的一道重要工艺 。圆坯上加工中心孔，其目的是防止穿孔偏差的处理，它可以减少壁厚的不均匀性，以及对斜轧穿孔两次咬入条件的改善， 在穿孔时候能够比较顺利进行。本设计采用的就是以PLC为控制中心，以伺服电机为执行器件的自动化控制系统。 基于PLC的电弧式管坯中心孔机电控系统的成功试制 ，将是金属碳弧气刨加工方法应用的又一案例。
通过此次的毕业设计可以让我们脱离书本上枯燥的理论知识，结合生产运用中的实践知识，做到理论实践相结合，创新和动手能力得到了提高。
1.2 加工管坯定心孔的现状和设备的发展趋势
1.2.1 加工管坯定心孔的现状
近几年我国的管坯定心孔加工有两种形式，一种是冷定心，另一种则是热定心。冷定心是指管坯还没有进行加热之前 ，在指定的管坯定心车床上进行钻孔。冷定心在使用过程中，定心孔尺寸比较精确，但是生产效率较低，通常不能达到快速连续的生产要求，而且加工时花费的成本相对较高 。热定心技术是先给管坯加热，然后把加热后的管坯送到专门的热定心车床上，最后用压缩空气或者是液压在热状态下进行钻孔。特点是没有金属的消耗，能量低，生产效率也较高，设备相对简单，但加工精度较低。
一 冷定心
冷定心就是指在管坯冷状态下，用钻床钻孔或用氧乙炔火焰或用气切割两种。用那些未进炉的管坯 ，在指定的管坯定心车床上定心孔钻孔。它的工艺只能适用于硬度不高的管坯 。像合金钢制材的管坯， 它的硬度在相同类别中属于比较高的，通过加工，它的机械钻头的损耗相对比较大 ，而且流程工序也比较多，效率低，成本较高。 但是万物皆有两面，冷定心其中的钻削加工也是有优点的。它在钻孔时，孔的尺寸和形状都能控制得当，精确度较高 ，所谓慢工出细活，因此加工质量好。气切割则是冷定心加工的另一种方式 。它的比较显著的长处是孔的生产效率相对其他而言是较高的，而它的缺点自动化程度较低，产品精度不高。 孔的加工质量直接和员工的操作技能息息相关。
二 热定心
热定心是指对管坯加热之后，再进行打孔。此时可选用与穿孔顶头鼻部类似形状的冲头，向管坯前端冲孔，用风动或液压传动原理完成 。管坯进行加热炉加热之后， 此时的管坯将分别被送到头尾进行定心工位，再经过定心机的热定心返回穿孔机前台以此来完成打孔。这种技术在本质上解决了管坯定心的要求，但在管坯加热过后，它的温度会降低，就不能保证管坯的温度 ，会给穿孔机热轧管坯带来相对困难。
1.2.2加工管坯定心孔设备的发展趋势
现如今加工管坯定心孔机设备的主要有三个发展方向：
（1）拥有相对高的自动化技术 ，降低了人工操作时所造成的损失。如今，大多数无缝钢管企业的发展方式都是以连续式机组为主要生产线，因此大多数设备都必须具备自动化的特点。
（2）定心打孔的精度比较高，但是最后的钢管质量也相对较好，尤其是表面质量。随着中国经济的持续发展，钢管事业占了很重要的地位，因此对其质量要求也越来越高，大部分的钢管生产商也已经开始学习各种与时俱进的新技术，使得他们自己的产品更加完善，更加符合客户的需求，获得的市场收益也会增长。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3179.html
