弯管机控制系统设计PLC控制和编程

I弯管机电气控制系统设计摘要本文以河北沧州盐山县电力管件有限公司给的弯管机系统为设计和写作背景，介绍了弯管机的工作原理、工艺流程、软件编程控制。详细阐述了电气控制系统的特点以及应用。弯管机广泛应用于石油行业，同时在国家开发的西气东输的工程中也得到了应用，可见弯管机在我国机械事业中占有重要的地位，它的发展也体现了我工国业的发展。现代弯管的特点是大口径，厚臂管，针对这一特点我们采用中频液压加热弯管机对其弯管。采用PLC来控制弯管机，用上位机显示温度、速度等，能更好的控制弯管的质量和效率。本文介绍了弯管机的工作原理和简单工艺流程，PLC结构、内部原理、使用性能，以及S7-200内部结构和使用它编写弯管机控制程序。使用S7-200可编程控制器在恶劣环境下比继电器、接触器安全、可靠、耐用，并且直观，应用灵活。最后以STEP-7编程软件编写梯形图弯管机的控制程序，以此来控制弯管机弯管时所需的温度和速度。关键字：弯管机；PLC；控制系统；软件编程ⅡPipeBenderElectricControlSystemDesignAbstractInthispaper,Cangzhou,HebeiYanshanElectricPowerPipeFittingsCo.,Ltd.tothepipesystemforthedesignandwritingbackground,introducedtheworkingprincipleofbendingmachine,process,controlofsoftwareprogramming.Describedindetailthecharacteristicsofelectricalcontrolsystemsandapplications.Bendingmachineiswidelyusedintheoilindustry,whilethenationaldevelopmentoftheWest-EastGasPipelineProjecthasalsobeenapplied,canbeseenbendingmachinemechanicalcauseinourcountryplayedanimportantrole,italsoreflectsthedevelopmentofindustry.Elbowischaracterizedbymodernlarge-diameter,thickarmsandtubes,wehaveadoptedforthischaracteristicfrequencyheatinghydraulicpipebenderits.PLCusedtocontrolbendingmachine,thehostcomputerdisplaytemperature,speedandsoon,tobettercontrolthequalityandefficiencyofpipe.Thispaperintroducestheworkingprincipleofthebendingmachineandasimpleprocess,PLCstructure,internalprinciple,theuseofperformance,aswellastheinternalstructureofS7-200anduseittopreparebendercontrolprocedures.TheuseofS7-200programmablelogiccontrollerinadversecircumstancesthantherelays,contactorssafe,reliable,durable,andintuitive,flexibleapplication.STEP-7Finally,thepreparationofladderdiagramprogrammingsoftwareofthecontrolprocedurespipebender,pipebenderinordertocontrolthetemperaturerequiredtobendandspeed.Keywords:bendingmachine;PLC;controlsystem;softwareprogrammingi目录摘要................................................IAbstract..............................................II1绪论................................................11.1前言.......................................................11.1.1弯管机的简介.........................................11.1.2弯管机的发展及国内外研究情况........................11.2课题研究的目的、意义.......................................11.3国内外研究现状及发展方向..................................11.3.1西门子PLC的发展史...................................11.3.2电气控制的发展.......................................11.4本文研究的主要内容........................................42弯管机控制系统的工作原理.............................62.1弯管机系统概述.............................................62.2弯管机系统结构.............................................62.3弯管机的工作原理...........................................72.4弯管机的工艺流程...........................................73可编程控制器（PLC）的选择和工作原理...................93.1PLC特点、分类及应用.......................................93.1.1PLC的特点...........................................93.1.2PLC的分类及应用....................................103.2PLC控制器的组成及主要的原理.............................103.2.1PLC组成............................................103.2.2PLC的工作原理.....................................113.3一体化可编程控制器（西门子S7-200）简介...................143.3.1S7-200简介.........................................14ii3.3.2S7-200机种及系统构成...............................143.4PLC的选择................................................153.5S7-200的CPU选择.........................................163.5.1CPU226性能介绍.....................................163.5.2高数计数器性能简介..................................183.5.3PLC的模拟量单元.....................................203.6弯管机点数信息............................................204弯管机PLC控制和编程................................214.1西门子WinCCflexible编程软件概述..........................214.2弯管机PLC控制和编程设计方案..............................214.3测量方式的选择............................................224.3.1测温方式的选择.....................................224.3.2测速方式的选择.....................................234.3.3被调量的选择........................................234.4PID调节器的设计..........................................244.5弯管机编程流程框图........................................244.6弯管机软件程序............................................264.6.1电机启停程序.......................................264.6.2温度的采集和控制程序................................264.6.3电压的采集以及调节程序..............................284.7本章小结..................................................305结论...............................................31参考文献..............................................32致谢..................................................34毕业设计（论文）知识产权声明...........................35毕业设计（论文）独创性声明.............................36iii附录..................................................371绪论11绪论1.1前言1.1.1弯管机的简介中频感应加热弯管机,其工作原理是利用中频电源对钢管进行加热，同时将钢管匀速推进，使加热部分的钢管沿预设的轨道行走从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。先将钢管安装就位，通过摇臂回转装置上的丝杠丝母传动装置调整好弯曲半径，采用中频感应加热圈对钢管加热到一定温度后进行弯曲，弯曲时以液压为动力，由小车将钢管向前推进，沿调整好的弯曲半径在加热处发生变形而弯曲，钢管变形后对其喷水冷却，从而获得所需的弯管管件。动力系统由电机和液压系统构成组成。特点：弯出的管具有形变小，壁厚差小，无应力。弯曲半径0-1800可调节管道系统在电力、石化、等工程建设中有着广泛的应用。尤其是随着经济建设的迅速发展,管道的规格和用材也在向着大型化和高强度发展。目前国内的中频弯管机多以外国的技术为蓝本,采用机械传动,自动化程度偏低,难以使大口径的管道在弯制的过程中,达到规定的质量和精度要求,因此,决定采用液压系统推进代替机械进给。经实践证明,是切实可行的。1.1.2弯管机的发展及国内外研究情况弯管机的发展与计算机技术的发展息息相关，早在20世纪