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拉絲機監(jiān)控系統(tǒng)設計畢業(yè)設計(已修改)

2025-07-03 16:14 本頁面
 

【正文】 山東科技大學學士學位論文 目錄III 拉絲機監(jiān)控系統(tǒng)設計畢業(yè)設計 目錄摘要 ......................................................................................................................IABSTRACT.....................................................................................................II1 緒論 ..................................................................................................................1 研究目的及意義 ........................................................................................1 國內(nèi)外發(fā)展情況 ........................................................................................2 研究內(nèi)容 ....................................................................................................52 方案選擇及 PID 控制原理 ........................................................................7 基本工藝流程 ............................................................................................7 方案一 ........................................................................................................8 方案二 ........................................................................................................9 恒定張力的 PID 控制原理 ......................................................................103 拉絲機參數(shù)的運算 ...................................................................................12 拉絲機算法的原理 ..................................................................................12 各卷筒轉(zhuǎn)速比的確定 ..............................................................................12 拉拔力矩的計算 ......................................................................................14山東科技大學學士學位論文 目錄IV4 電控系統(tǒng)的硬件配置及連接 .................................................................17 S7200 概述及結(jié)構(gòu)、原理介紹 .............................................................17 TD200 概述及結(jié)構(gòu)、原理介紹 ...............................................................22 MD320 概述及結(jié)構(gòu)原理介紹 ...................................................................275 電控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) ...............................................................................37 電控系統(tǒng)主程序設計 ..............................................................................37 子程序設計 ..............................................................................................38結(jié)論 ...................................................................................................................42參考文獻 ..........................................................................................................44致謝 ...................................................................................................................44附錄 1 ...............................................................................................................46附錄 2 ...............................................................................................................60 山東科技大學學士學位論文 目錄V1 緒論 研究目的及意義隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,國家建設對能源的需求日益加大,經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求與我國目前的能源緊缺狀況存在著巨大的矛盾,已成為制約我國現(xiàn)代化進程的主要因素。人口、能源和環(huán)境的和諧發(fā)展,是我們?nèi)祟惞餐非蟮哪繕?,而在我們當今的能源領域,節(jié)能與環(huán)保則成為最熱門的話題之一。拉絲機作為拉絲行業(yè)的主要設備,其運行狀況的優(yōu)化也受到越來越多的重視,然而國內(nèi)拉絲機自動控制系統(tǒng)普遍落后,雖然大部分拉絲機對關鍵運行工況參數(shù)進行了控制,但僅是滿足工藝要求,沒有考慮拉絲機的優(yōu)化運行,與國外先進水平相比有不少的差距。因此,對其運行工況進行優(yōu)化,提高拉絲機的工作效率、降低電力能耗,對整個拉絲行業(yè)降低生產(chǎn)成本和節(jié)能降耗意義重大。在提高產(chǎn)品質(zhì)量、保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時,還可以較短時間內(nèi)收回改造投資,是一項低投入、高產(chǎn)出的舉措。傳統(tǒng)的拉絲機控制系統(tǒng)和國外相比普遍落后,不僅拉絲質(zhì)量不高,而且耗能大,自動化控制水平較低。近些年來,PLC 和變頻器的出現(xiàn),對整個工業(yè)部門產(chǎn)生了重大的影響,本設計根據(jù)傳統(tǒng)工藝流程,利用西門子山東科技大學學士學位論文 緒論2s7200 和匯川公司生產(chǎn)的通用變頻器,重新設計了拉絲機的電氣控制系統(tǒng),并利用西門子的人機界面 TD200 對拉絲機進行監(jiān)控和控制。 ,減少了人力物力,提高了效率。通過本系統(tǒng)設計,使其達到了節(jié)能減排的目標,升降速及穩(wěn)態(tài)運行時拉拔平穩(wěn),停機、短線現(xiàn)象少,產(chǎn)品滿足工藝要求,達到降低成本,維護方便的目的,大大提高拉絲機的自動化水平,使其取得良好的經(jīng)濟效益。 國內(nèi)外發(fā)展情況 拉絲機的種類1)滑輪式拉絲機它是一種可積線的無滑動干式連續(xù)拉絲機;在拉拔過程中,在卷筒圓周方向鋼絲與卷筒表面沿卷筒圓周方向沒有相對滑動,兩者表面磨損量相對較小,并且當中間某一卷筒臨時停車時,其后面的卷筒仍可依靠各自的積線量照常工作一段時間。該機型具有結(jié)構(gòu)簡單,操作、維護方便,制造成本低等優(yōu)點,同時具有一定的積線系數(shù),鋼絲在卷簡上停留的時間較長,有利于鋼絲的充分冷卻。但過線導輪較多,不僅增加了鋼絲的彎曲次數(shù),而且卷筒的積、放線使鋼絲在拉拔過程中沿自己軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),嚴重影響了鋼絲的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量?;喪嚼z機的這種特點,決定了該機型只適合于拉拔中、小規(guī)格,質(zhì)量和強度要求相對較低的鋼絲和其它金屬絲。2)雙卷筒式拉絲機由于滑輪式拉絲機在拉拔過程中鋼絲會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,因而在滑輪式拉絲機的基礎上發(fā)展了雙卷筒式拉絲機。該機型具有滑輪拉絲機的優(yōu)點,山東科技大學學士學位論文 緒論3并消除了鋼絲在拉拔過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,鋼絲在卷筒上的冷卻效果更好。雙卷筒式拉絲機與滑輪式拉絲機一樣,導輪較多,特別是上、下卷筒之間的中間過線導輪,使鋼絲通過它時產(chǎn)生 180。彎曲, 故不適合拉拔大規(guī)格 強度高的鋼絲;機器操作不如滑輪式方便,而且上、下卷筒間的磨擦環(huán)及導線輪等零部件轉(zhuǎn)動慣量很大,限制了拉拔速度的提高。該機型屬于由滑輪式拉絲機向更高等級拉絲機發(fā)展的過渡機型,適合拉拔中、小規(guī)格鋼絲。3)活套式拉絲機為了進一步提高鋼絲的質(zhì)量和拉拔速度,發(fā)展了活套式拉絲機, 它也是一種無滑動拉絲機;它簡化了各卷筒之間鋼絲所走的路線,在拉拔過程中鋼絲不會產(chǎn)生軸向扭轉(zhuǎn),并且由于采用了直流電機拖動,能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍無級調(diào)速,擴大了卷筒之間延伸率的選用范圍,拉絲機能在最合理的工作狀態(tài)下運行。而且活套在拉拔過程中對每一個卷筒都產(chǎn)生了一個拉力或反拉力。在有活套拉力和有活套反拉力的拉拔中,能使拉拔力減小,延長拉絲模壽命并減少動能消耗活套式拉絲機是一種能自動調(diào)速的連續(xù)拉絲機,從理論上講,在鋼絲對壓縮率的承受極限和機器的力能參數(shù)以內(nèi),只要總的工藝壓縮率大于或等于機器總壓縮率,對任何一種工藝配模機器都可以自動調(diào)整完成拉拔過程。因此活套式拉絲機是一種比較先進的拉絲機,適合拉拔中小規(guī)格的高強度鋼絲和合金鋼絲?;钐资嚼z機的缺點是由于采用直流拖動, 電氣調(diào)速系統(tǒng)雜,機器的制造成本高,維修難度較大對不同規(guī)格品種的鋼絲拉拔時需調(diào)整活套張力;因此對機器的操作技術(shù)水平要求較高。另外該機型的過線導輪較多,穿線較復雜,鋼絲的彎曲次數(shù)多,不能拉拔大規(guī)格鋼絲和過硬材料。4)直進式拉絲機滑輪式、雙卷筒式及插套式拉絲機均因為有較多的過線導輪, 不能拉山東科技大學學士學位論文 緒論4拔大規(guī)格鋼絲和過硬材料;為解決這一問題,發(fā)展了直進式拉絲機。鋼絲在前一卷筒上纏繞幾圈后,直接進入下一拉絲模并纏繞在下一卷筒上,中間不通過任何過線導輪,兩卷筒間鋼絲呈直線狀。它同活套式一樣采用直流拖動,通過自動調(diào)節(jié)中間卷筒速度來使機器延伸系數(shù)與鋼絲的實際延伸系數(shù)相適應,也就是自動調(diào)節(jié)達到機器的正態(tài)工作點 j 機器壓縮率等于工藝壓縮率。該機型的優(yōu)點是穿線簡單,鋼絲在拉拔過程中無扭轉(zhuǎn)和小半徑彎曲。它的缺點是不能拉制較細規(guī)格的鋼絲,鋼絲在卷筒上停留時間短,冷卻效果差;拉絲機的適用范圍較小等。5)調(diào)詣輥直線式拉絲機這是一種綜合了活套式、直進式兩種拉絲機優(yōu)點的較新機型,它既有活套式無扭轉(zhuǎn)、調(diào)速范圍大、拉拔速度高、玲卻效果好等優(yōu)點,又具有直進式鋼絲路線簡單,穿線方便能拉制大規(guī)格鋼絲等優(yōu)點。鋼絲在各卷筒之阿無小半徑彎曲現(xiàn)象,鋼絲的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量都能得到較大程度的提高;由于沒有中間過線導輪,機械結(jié)構(gòu)較活套式簡化了許多,是一種較為先進的拉絲機,適合拉拔高強度、大規(guī)格的圓形和異形鋼絲:但它的投資大、直流調(diào)速系統(tǒng)復雜、維護難度大,這些因素的影響,給它的推廣帶來了一定的困難。6)水箱拉絲機水箱拉絲機區(qū) 4 于前五類拉絲機的顯著特點,是鋼絲在拉拔過程中與卷簡之間產(chǎn)生了不同程度的相對滑動(成品卷筒例外) ,并且工作時鋼絲、卷筒
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