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1、目 录目录摘要Abstract21 引言32 打捆机的工作原理和组成72.1 钢带打捆机的组成部件概述72.2 钢带打捆机的工作原理83 钢带打捆机的气动系统设计123.1 气动系统概述123.2 打捆机的气动系统组成133.2.1 气马达143.2.2压紧钢带和咬扣与切带单元动力传动二合一气缸143.2.3气动控制元件153.2.4信号接收传递元件173.3 打捆机的气动系统设计183.3.1打捆机的行程程序回路设计19 3.3.2打捆机的气动系统的分析224 钢带打捆机的软硬件设计254.1 PLC的简单介绍264.1.1 PLC的硬件系统组成264.2 PLC的控制系统接线图设计304.
2、2.1 PLC的控制过程简单分析304.2.2 PLC接线图的IO地址分配表304.2.3 可编程控制器的选择324.2.3 PLC外部接线图334.3 PLC程序流程图的设计344.4 PLC电路原理图的设计404.5 PLC梯形图的设计414.5.1 PLC编程简介414.5.1 PLC程序设计梯形图425 结语43致谢44参考文献45摘 要摘要钢卷打捆机是针对冷轧钢卷快速全自动打包处理而设计的专用机械化设备。由于钢卷打捆机的工作环境恶劣，加之各个自动化生产企业对设备要求越来越高，所以高性能，新概念的全自动打捆机械就显得更为重要。气动装置和PLC可控制编程系统的加入，使打捆机具有更高的工作
3、稳定性，打捆的可靠性，工作寿命长，操作更简单，通用性更强，自动化程度更高，广泛得到专业人士的认可。本文主要综述了钢卷打捆机的气动系统的设计和PLC控制系统的设计。本次设计采用西门子s7-200控制打捆机的一系列动作。通过对钢卷打捆机系统的工作流程和气动系统分析可知，一个打捆循环包括八个主要流程:环臂升降、打捆头升降、压紧钢卷、送带、抓紧钢带头、收带、咬扣与切带和复位。并做出了相应的气动系统原理图，I/O地址接线图，电路原理图，控制流程图以及程序的梯形图。关键词：打捆机；气动控制；西门子PLC。AbstractAbstractThe steel volume bander aims at the
4、 special-purpose mechanized equipment which cold rooled steel volume fast completely automatic pack processing designs. Because the steel volume bander working conditions are bad, adds each automation production enterprise to be more and more high to the equipment request, therefore the high perform
5、ance, the new concept completely automatic fagoting machinery appears importantly. The pneumatics and PLC may control the programming system joined, enable the bander to have the higher work stability, the fagoting reliability, the working life is long, the operation is simpler, the versatility is s
6、tronger, the automaticity is higher, widely obtains professionals approval.This article mainly summarized the steel volume bander pneumatic system design and the PLC control system design. This design uses Siemens s7-200 to control the bander a series of movements. Through may know to the steel volu
7、me bander system work flow and the pneumatic system analysis, a fagoting circulation including eight main flows: The link arm rises and falls, a fagoting fluctuation, contracts the steel volume, delivers the belt, grasps the steel to take the lead, to receive the belt, to nip buckles with cuts the b
8、elt and the replacementKey Words：strapping machine; Pneumatic system; Siemens PLC24引言1 引言在当今市场经济的情况下，产品的质量和形象是企业生存和发展的决定性因素之一，而随着社会对钢材需求和对钢铁企业现代化程度的日益提高。越来越多的钢铁企业发现钢铁的包装质量越来越成为钢铁产量的关键。传统的人工包装效率低，工作强度大，作业环境差，而且易产生散捆、混号和松捆的情况，从而大大制约了钢铁产量的提高。为了解决这个瓶颈现象，各钢铁企业都逐步开始采用精准包装自动化生产线，而查资料可得，在国际上只有瑞典Sund Birsta公
9、司、法国Botaram公司、德国Simac公司等少数几家公司掌握了精准包装关键技术。而国内诸如首钢、唐钢、宝钢等大型钢铁企业只能相继从国外引进了自动包装生产线，所以，全自动打捆机的开发应用时当务之急。棒料打捆机的先进性：自动棒料打捆机采用过程监视系统采用客户机/服务器多用户结构，过程监控系统实现实时的生产流程监控，设备运行监控，生产数据监控，同时完成数据分析处理，参数管理机组状态设计，数据通讯处理功能为用户提供完整的生产数据。由于钢铁厂环境恶劣，生产连续，且打捆机的一个打捆周期由蓄丝、合臂、伸钳、送丝、拉紧、合钳、剪切、开臂、拧进、松钳、退钳、挤平12个动作组成，动作多，运动复杂，因此对控制系
10、统的性能及可靠性提出了严格的要求。而作为钢铁年产量世界第一的我国，所使用的全自动钢材打捆机设备多数是从国外引进的，不仅耗费大量的外汇，而且设备维修困难。因此，从1997年起，在对国内外多种形式打捆机的深入分析研究，以及对首钢总公司2台棒材打捆机成功改制的基础上，结合我国国情，自主开发研制了棒材打捆机。该打捆机可利用函6 mm、函65 mm的热轧盘条对垂10 mm垂40 mm的棒材按西100mm西400mm捆径自动打捆包装，捆结拧转720。，然后挤平。一个打捆周期为11 s，两台打捆机联合使用即可胜任年产200万t棒材厂家的精整包装工作PLC具有结构小巧。运行速度高，通用性好，可靠性高等特点，能
11、适应工业现场的高温、振动、河北联合大学轻工学院本科毕业论文粉尘等恶劣环境，所以选用PLC作为控制系统的核心部件。钢材打捆机是钢铁企业实现钢材产品自动化包装的设备,其特点为连续工作。工作和检修环境恶劣,很多厂家还缺少冷却用水,这就要求打捆机液压系统必须连续工作,可靠性高,抗污染能力强。在产品检测过程中, 常常需要根据产品的形状、材料以及重量将其进行分类。传统的分类往往采用人工的方法, 致使生产效率低、生产成高。为此, 本文介绍了一种利用PLC控制的自动分拣系统, 它不仅可以降低人工拣取、搬运的劳动强度, 提高劳动生产率, 降低作业成本, 还具有较高的可靠性和安全性。因此打捆机液压系统设计时采用了
12、抗污染能力强、价格低廉的齿轮泵,但由于打捆机在两个工作循环之间有一个等待时间,这时液压系统的负载流量为零,泵的输出如果全部溢流必将产生巨大的热量,给系统的冷却,特别对采用风冷方式的冷却带来困难。1.1打捆机的发展趋势为了适应现代化钢材生产的需要，目前国际上打捆机的发展呈现了以下趋势：1）多品种、专业化、系列化为了满足各种不同钢材打捆的需要，根据不同钢材各自生产工艺和包装特点，钢材打捆机已形成了多品种、系列化、专业化的趋势，研制出了适合不同钢材打捆的专用钢材打捆机，主要表现在各种新型捆扎材料的使用和捆扎锁紧方式的创新(目前国际上钢材打捆机的具体分类可见图2.1)。2）打捆机与钢材成形机配套使用为
13、了提高钢材打捆的自动化程度，且打好捆的钢材具有整齐固定的形状，钢材打捆机与全自动钢材成形机配套使用，如钢管在成形工位被自动码放成正六角形、方矩形等稳固的形状，然后将码放好的钢材输送至打捆工位进行打捆，达到稳固整齐的包装效果。实现了钢材成形打捆的全自动化生产。引言3）具有塑料膜包覆机构，保护钢材表面质量 对于高质量的钢材，如不锈钢管、镀锌板材、卷材，为了防止在打捆的过程中将钢材表面刮擦，破坏外表金属涂层和防锈漆，在打捆之前先在钢材捆表面卷绕薄膜对钢材进行表面质量保护。4）打捆速度不断提高为适应现代化钢材生产流水线高效率生产的要求，必须相应的提高打捆包装速度。目前国际上钢带打捆机平均每道的捆扎速度
14、为20秒左右，退火或热轧盘条打捆机的打捆速度一般在1020秒左右。5）提高打捆机的自动化程度钢材生产流水线对钢材打捆机的自动化程度要求越来越高，先进的钢材打捆机普遍采用了微机控制和PLc控制技术，具备了全自动打捆、故障报警、自动计数的能力，在流水线生产中能实现自动送料、自动定位、自动转位等功能，可以进行远距离操纵控制，通过监视系统和报警系统，及时发现问题，排除故障。此外机器的操作与维护更趋向方便，无须熟练的工人就可操作，一般的技术人员就能维修，大大提高了打捆机的推广。以下如图所示为钢丝打捆机的类型。河北联合大学轻工学院本科毕业论文手动打捆机按工作方式分半自动打捆机钢扣式打捆机无扣式打捆机全自动
15、打捆机钢带打捆机焊接式打捆机钢扣式打捆机按捆扎材料分钢材打捆机 条状线材打捆机 焊接式打捆机钢丝缠绕式打捆机线材打捆机棒材打捆机按适用范围分管材打捆机塑料带打捆机钢丝打捆机盘条线材打捆机热烙式打捆机钢板平板打捆机板材打捆机钢板卷材打捆机2 钢带打捆机的工作原理和组成2 打捆机的工作原理和组成本钢带打捆机是由如图2.1所示。图2.1打捆机结构示意图2.1 钢带打捆机的组成部件概述钢带打捆机主要包含导带轮，送带单元，压紧轮，带有压紧轮的气动马，和控制送扣的送扣传感器1#，控制带头到达预定位置的的导带传感器2#，调整带能进入预定位置的压带传感器3#，控制气缸马达压紧带的压带传感器4#，控制锁扣的锁扣传感器5#，靠摩擦力传带的压紧气缸传感器6#。压紧气缸主要靠电磁阀控制。送带单元由送带轮、压轮、带有弹簧的承载臂、导向器、限位开关等组成，谓丝轮上装有两片摩擦盘，这两片摩擦盘组成截面为V型的圆形导槽，送带轮由气动马达驱动，压轴轮由凸轮机构组成，靠扭簧来实现定位和预压缩。导带单元由导带槽、移动导带槽的气动缸、盖轮组等组成，导带槽截面为多边形，内径尺寸为650mm，中间隔板将其分成
