弯管机电气控制系统的研究与设计

【摘要】本文所述弯管机是利用中频电源对大口径厚壁钢管进行加热并弯曲成一定弧度的弯管成型机械；产品广泛应用于石油石化、城市建设等领域；因此,设备性能的稳定性必须安全可靠；管件弯曲的精确性必须保证较高控制；系统工作的持续性必须稳定可行；管件生产的快速性必须保证质量优良；而弯管设备的安全可靠、运行精度和稳定性能的好坏直接影响弯管的效率和弯曲质量,这些取决于弯管设备本身的可靠性设计、精确性设计和控制系统的合理性设计。本文在充分分析和研究弯管机的弯管成型工艺及其特点、弯曲过程中的主要干扰因素的基础上,基于PLC和工业控制计算机,设计了一套弯管机电气控制系统。本文主要内容如下：分析弯管机系统组成及其工艺流程,提出了弯管机电气电气控制方案。设计了基于PLC的硬件系统和基于西门子STEP7软件编写的下位机程序；包括加热温度系统、液压控制系统及推管系统的速度控制的设计方案。对弯管机的温度和速度控制系统进行原理分析、数学建模和仿真分析。对推管速度引入变速积分PID算法,该算法可根据加热温度的变化而及时响应,使推管速度能及时跟随温度的变化。利用组态软件WINCC编制上位机程序,对生产过程中的加热温度、推管速度、中频电流、中频电压和中频功率等实时监控,使PLC与工控机实现通讯,方便上位机显示、设置和保存各参数。在实际生产过程中,设计的弯管机电气控制系统运行可靠,具有良好的控制性能,满足生产工艺要求,提高了生产效率。该系统充分利用PLC可靠性高和功能强大等优点和合理的控制算法,设计的弯管机电气控制系统具有一定的工程应用价值,利用现有资源和现有的理论知识相结合,设计的结果符合工程需求,能够满足市场对产品的要求。
【作者】张海东；
【导师】谭宝成；
【作者基本信息】西安工业大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】弯管机；PLC；WINCC；变速积分PID；

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