【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