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plc控制的自动绕管机设计(附件)【字数:10834】

2023-05-31 21:02编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要本说明的内容主要是采用PLC作为控制器的自动绕管机。本文针对了系统的机械结构、控制电路进行了设计,并对PLC控制器、转速传感器、位移传感器部分进行了阐述。在机械结构部分,本设计采用传动方式是齿轮传动,通过齿轮轮齿间的啮合传递电机输出的转矩与功率,并根据任务目标,经过计算得出轴、轴承、键、齿轮等零件满足传动要求的尺寸,并对其强度进行校核。在控制系统部分,最主要的可编程控制器选择使用德国西门子生产的SIMATIC S7-200系列中的S7-221,对于速度的控制则选择霍尔速度传感器和变频器的组合,传感器检测信号,并将信号传输给PLC控制器,控制器将反馈的信号进行处理,并将处理后的信号传输给变频器,变频器进行动作,从而实现对电机转速的控制。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外绕管机研究现状 1
1.2本课题的研究意义 1
1.3发展方向 2
第二章 总体方案的设计 3
2.1主要设计(研究)内容 3
2.2总体结构方案 3
2.3各部件的装配方式 4
第三章 机械结构设计 5
3.1驱动结构 5
3.1.1电机的选型 6
3.1.2气压滑台选型 7
3.2传动结构 7
3.3传动装置的运动和动力参数计算 7
3.4齿轮的设计计算 9
3.5传动轴的设计 11
3.6轴承的选择及寿命计算 12
3.7轴的结构设计 12
3.8截面的强度校核 14
3.9键的设计和计算 16
第四章 控制方案设计 17
4.1传感器选择 17
4.2变频器选择 17
4.3控制器 18
4.3.1 PLC特点 18
4.3.2 PLC型号的选择 18
4.4霍尔传感器与PLC的连接 18
4.5 PLC控制的I/O分配表 19
4.6电路图 20
4.7控制程序 21
第五章 总结与展望 31
致 谢 32< *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072
br /> 参考文献 33
第一章 绪论
1.1国内外绕管机研究现状
伴随着发展越来越快的微处理器,计算机和数字通信技术,几乎所有的工业领域都在使用计算机控制。现今社会要求制造业能够作出快速、及时的反应对与市场需求,生产出量少,品种多样,规格多样,成本低廉,品质优良的产品。为了能够满足这种需求,具有高度的可靠性和灵活性是生产设备和自动生产线的控制系统主要要求。可编程控制器非常符合这一要求。它是基于处理器的通用工业控制设备。
伴随着发展越来越快的科学技术,自电气自动化社会开放以来,自动化成为了我们的生产和生活中必不可少的的一部分。自动化的发展逐步取代了体力劳动,提高了生产能力,解放了大量的劳动力。
目前国内外对自动化的研究可谓不遗余力,虽然我国正奋力直追,然而与国外相比,我国的这个产业发展还存在很多局限。随着科技的发展我国也出现了许多自动绕管设备如:冰柜内胆绕管机、缠绕换热管绕管机、高压换热管绕管机、冷轧管机等设备。
其中高压盘管换热器的发展和压力容器的发展密切相关。其工作原理是通过无级调速电机驱动传动机构,使头部和尾部支架板的中心管支撑在滚轮架上,并通过激光水平仪测量圆柱体沿着中心筒中心线校正,使得中心圆筒在卷绕系统中不会出现偏心。制作绕组时,换热管从中心圆筒一端沿顺时针方向开始绕制,由平垫和专用垫片支撑,用管夹固定,从里侧滚到外侧。
其中,俄罗斯CRTM350冷轧机能够生产直径6mm〜450mm的各种直径的精密冷轧管。它的工作原理采用三辊冷轧管机技术,在框架中的轧制中心线周围以120度的距离排列制作3个轧辊,芯棒形成1.5个闭孔喉管。使得每个部分的形状和大小随辊的旋转而变化。
通过PLC控制器控制轧辊的转动而达到控制孔型的断面形状和尺寸的目的。
1.2本课题的研究意义
随着电子工业的发展,在某些领域管件的需求量越来越大、品种也越来越多。用统管机绕制的管件的使用已经遍及了人类生活用品的方方面面,在使用统管机的过程中,有最早的纯手工统管,及机械式自动统管,时至今日已发展成自动绕管。自动绕管机是一种能自动给某些细小管件进行统制的机电一体化智能仪器。采用三相电动机作为绕管驱动动力,以PLC作为控制器控制,实现统管机的自动绕管。使整个系统具有较高程度的自动化和控制性能良好的优点。
1.3发展方向
基于PLC控制的绕管机未来发展方向可以分为模块化,高产能、多功能机型专用机型的开发和定制三个方向。
模块化功能控制器可以根据管道缠绕机不同的功能要求从而灵活配置,相对于非模块化具有计算能力强,通信方便,成本低的优势。绕管机拥有比较简单,固定的控制要求,很合适应用于模块化组合控制器。目前,采用的PLC和CNC专用控制器的控制器是许多绕管机的首选。
目前,普遍绕管机主要以单头缠绕管加工为主,功能比较简单,多头连接管将大大提高绕管机的工作效率和产量。 这种设计可以有效降低设备的复杂性,提高工作效率,方便工艺调节,降低维护量。
管线的加工类型有很多种。所用管线的管道和要求也是各种各样的。对于有特殊加工要求者,许多国内厂商都选择放弃。经过多年的技术消化吸收,管道缠绕机制造商的技术力量不断壮大。对于有特殊加工要求的车型,处理的越来越得心应手。伴随着生产厂家生产能力的提高,定制周期也缩短了。
目前国内需求的增加,进一步刺激了自动化绕管机技术的飞速发展,绕管机技术的发展提高了生产厂家的实力,生产厂家实力的提高又进一步的刺激了市场,如此形成了完美的循环。
第二章 总体方案的设计

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