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1、 编号 毕业设计（论文）题目 管材矫直机的管材矫直机的 PLCPLC 控制系统设计控制系统设计 二级学院 重庆理工大学应用技术 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 000000000 学生姓名 0000 学号 0000000000 指导教师 职称 时 间 目录目录摘摘 要要4 4AbstractAbstract.51 1 绪论绪论662 2 矫直机的发展及应用矫直机的发展及应用2.1 管材矫直机原理72.2 管材矫直机的发展现状72.3 矫直机的应用场合与研究意义83 3 控制系统比较与介绍控制系统比较与介绍3.1 矫直机控制系统的比较93.1.1 基于 PLC 控制系统优点. 93.2
2、可编程序控制器的发展历程113.3 我国可编程序控制器发展中的问题及对策133.4 欧姆龙 PLC144 4 基于基于 PLCPLC 控制的管材矫直机的硬件设计控制的管材矫直机的硬件设计4.1 硬件选择174.1.1 接触器与继电器的选择174.1.2 电机的计算与选择184.1.3 可编程控制器的选择294.2 主电路接线图204.3 控制电路接线图214.4 I/o 端口的说明225 5 基于基于 PLCPLC 控制的管材矫直机的软件设计控制的管材矫直机的软件设计5.1 软件控制流程图235.2 PLC 梯形图255.2.1 梯形图大致说明27设计总结28致谢29参考文献30摘要摘要本文介
3、绍了利用欧姆龙 CPM 系列 PLC 对管材矫直机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现矫直机控制系统总体控制有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本欧姆龙公司生产的 CPM 型 PLC 作为核心控制器进行全自动矫直机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、软件流程图、梯形图以及输入输出端子的分配方案。关键字：关键字：PLC 矫直机控制系统 PLC 软件设计AbstractAbstractThis paper introduces the use of CPM se
4、ries PLC of omron tube straightening machine control system overall, expounds the control scheme. Realize the overall control of a variety of straightening machine control system, can adopt the earlier analog circuit, digital circuit, or hybrid analog-digital circuits. In recent years, with the rapi
5、d development of science and technology, microcontroller, PLC application constantly going deeper, at the same time, drive traditional control test technology constantly updated. By Japan omron companys CPM type PLC as the core controller for full automatic straightening machine control system desig
6、n, and designed the system structure, software flow chart and ladder diagram and the allocation of input and output terminals. Key words: PLC straightening machine control system PLC software design 1 1 绪论绪论矫直机是对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊，数量不等。也有两辊矫直机，依靠两辊（中间内凹，双曲线辊）的角度变化
7、对不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、管材矫直机、辊式矫直机、拉伸矫直机等等。可编程控制器 PLC 因其技术指标先进,质量优，环境适应能力强，可靠性好；有完善的输入输出功能模块，系统能灵活处理虚拟量，数字量，和开关量；而且具有完善的软件系统，以实现过程监测，执行，控制，报警以及图形画面显示打印功能。因此 在这台矫直机控制系统中,采用先进的 PLC 控制, 从而达到了良好的控制效果，所以为提高管材的精度，和以后发展的需要所以要选择PLC 控制系统，,质量优，环境适应能力强，可靠性好；有完善的输入输出功能模块，系统能灵活处理虚拟量，数字量，和开关量；而且具有完善的软件系统，以实现过程监测
8、，执行，控制，报警以及图形画面显示打印功能。采用先进的PLC 控制, 从而达到了良好的控制效果。 2 2 矫直机的发展及应用矫直机的发展及应用2.12.1 管材矫直机原理管材矫直机原理辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度，上面三个大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一边的 3 个辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，矫直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后，不断地作直线和旋转运动，因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到矫直的目的。 管材矫直机2.2
9、2.2 矫直机的发展现状矫直机的发展现状矫直是近百年来发展起来的工艺技术，是应用弹塑性理论将弯曲的，断面不规则的型材变直和整形的一种机械加工方法，广泛应用于机械工业和冶金工业中。矫直机可以单独地用于机械加工车间，对机件或构件坯料进行矫直，如桥梁、船舶、汽车、锅炉等。工厂的坯料车间等；也可以用于消除机件由于意外的创伤和长期蠕变而产生的塑性变形及变形，进行修复性的矫直，如轴类的矫直，管材的矫直与修复，旧钢丝绳的复原等。矫直技术多用于金属加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论比取得了很大的进步。不过理论滞后于实践
10、的现象比较明显。另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如辊数、辊距、辊径、压弯量及矫直速度等。我国在矫直理论和矫直设备方面起步较晚，发展初期主要借鉴苏联在这一方面的理论和经验，主要基于弹塑性力学理论，建立矫直工艺参数、材料特性和较之结果之间的解析式，再进行求解研究，在分析过程中做出大量的简化、假设，影响了结果的准确性。随着国内矫直理论和矫直设备的逐步发展，我国的工作人员对矫直理论的研究逐步深入，并且取得了喜人的进步，逐渐摆脱了完全依靠国外研究理论的窘境。改革开放以后，随着我国科技的发展，特别是计算机技术的发展，使的人们在分析复杂问
11、题是有了强大的计算工具，国内在矫直理论方面的研究发展更为迅速，涌现出一大批科研成果。2.32.3 矫直机的应用场合与研究意义矫直机的应用场合与研究意义（1） 压力矫直机： 轧件在活动压头和两个固定支点间，利用一次反弯的方法进行矫直。主要用于大型钢梁，钢轨和大直径钢管的矫直，或作为辊式矫直机的补充矫直。（2） .辊式矫直机： 轧件受到交错排列的转动的辊子的反复弯曲而得到矫直。主要用于型钢和板带材的矫直。（3） 管材矫直机： 矫直原理同辊式矫直机。最大特点是矫直辊与矫中心线有倾角，使管材产生螺旋前进而在各方面得到矫直。主要用于管材，棒材的矫直。（4） 拉伸矫直机： 对轧件施加超过其材料屈服极限的张
12、力，使轧件产生弹塑性变形，从而将轧件矫直。主要用于矫直厚度小于 0.6mm 的薄钢板和有色金属板材。矫直不同的品种规格的轧材，采用不同结构形式和不同规格的矫直机。管材的精整是其生财的最后一个阶段，矫直质量的好坏直接决定着棒材的最终质量，科技的发展还是有一定限度的，即使再先进的矫直机还存在入料不准确，影响生产的自动化和控制水平；噪音大，不利于环境保护；咬入条件不好，易发生卡钢和矫断事故等问题。又由于工人的操作水平的限制，钢管矫直时因调整与操作的不当产生螺旋凹痕，钢管外径过大或过小、矫方、矫不直、滑伤等缺陷。这些问题对于钢管质量有很大的影响，必须引起注意，采取措施，加以解决。研究矫直机就是为了尽量
13、避免上3 3 控制系统的比较与介绍控制系统的比较与介绍3.13.1 矫直机控制系统比较矫直机控制系统比较矫直机的控制系统有传统的继电器控制和目前先进的 PLC 控制系统。1） 传统的继电器控制：主要是通过继电器来控制矫直机的电气部分，从而实现矫直机的矫直过程，但是由于采用传统的继电器控制，不仅控制水平低， 动作可靠性差， 线路容易老化，而且故障率高, 使用寿命短。而且操作麻烦，需要操作人员高度警惕。2） PLC 控制：主要通过可编程控制器来控制矫直机的电气部分，可编程控制器PLC 因其技术指标先进,质量优，环境适应能力强，可靠性好；有完善的输入输出功能模块，系统能灵活处理虚拟量，数字量，和开关
14、量；而且具有完善的软件系统，以实现过程监测，执行，控制，报警以及图形画面显示打印功能。因此 在这台矫直机控制系统中,采用先进的 PLC 控制, 从而达到了良好的控制效果，所以为提高管材的精度，和以后发展的需要所以要选择PLC 控制系统，,质量优，环境适应能力强，可靠性好；有完善的输入输出功能模块，系统能灵活处理虚拟量，数字量，和开关量；而且具有完善的软件系统，以实现过程监测，执行，控制，报警以及图形画面显示打印功能。采用先进的 PLC 控制, 从而达到了良好的控制效果。 3.1.13.1.1 基于基于 PLCPLC 控制系统优点控制系统优点1.实时性1） 由于控制器产品设计和开发是基于控制为前提，信号处理时间短，速度快。2） 基于信号处理和程序运行的速度，PLC 经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。3） 更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。2.高可靠性1） 所有的 I/O 输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔离。2） 各输入端均采用 R-C 滤波器，其滤波时间常数
