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在线棒材计数器的控制研究

作　者: 王素芬
导　师: 徐树成
学　校: 河北理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 棒材计数器变频调速模糊控制 S7-200PLC
分类号: TH724
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着棒材轧制精度的进一步提高,负公差轧制将成为必然。在这种情况下,对在线棒材的准确计数提出了一定的要求。现有的棒材计数设备大体分为两种:机电计数和图像计数,两者都存在一定的局限性,最终不能实现棒材的精确计数。在分析了国内外研究在线棒材计数理论及现场调研的基础上,提出了一种新型的在线棒材计数装置。该装置通过多段传输链和挡钢轮及拨筋爪、具有维护装置的镜反射式光电传感器和液压分钢装置的设计解决了目前棒材计数中的三个关键问题:棒材的交叉和重叠问题、现场环境恶劣光电传感器精度低以及计数与未计数棒材的分离问题。同时,为了防止计数丝杠上棒材特殊交叉、重叠情况的产生,采用光电编码器与计数传感器相配合共同实现对计数结果的校验,有力地确保了计数结果的可靠性。在控制系统的设计中,详细的分析和研究了变频调速系统;应用矢量变换控制原理对计数丝杠进行控制,使系统具有更好的稳定性,以满足系统的精度要求;通过控制电磁换向阀通断及接近开关来实现液压分钢装置的动作,完成定支棒材的分离与顺利打捆。在控制系统的实现中,分别用SIEMENS S7—200PLC和MCGS6.3对系统进行控制与监测。根据对系统远程监控和形成数据报表的需要,利用MCGS6.3对整个棒材计数系统初步进行了监控界面的开发;进一步研究了组态软件与S7—200PLC间的通讯方式,有效的提高了整个系统的自动化水平。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
1 绪论  9-17
  1.1 棒材生产概述  9-10
  1.2 国内外棒材计数现状及发展趋势  10-14
  1.3 在线棒材计数器的特点  14-15
  1.4 课题研究内容及意义  15-17
2 在线棒材计数装置研究  17-37
  2.1 现场工况  17-18
  2.2 工艺流程  18-20
    2.2.1 棒材计数的工作过程  18-19
    2.2.2 系统计数原理  19-20
  2.3 主要电气元件的选择  20-30
    2.3.1 光电开关  20-21
    2.3.2 编码器  21-24
    2.3.3 变频器  24-29
    2.3.4 可编程控制器（PLC）  29-30
  2.4 传感器的防护  30-32
  2.5 模拟棒材计数的实验情况  32-37
    2.5.1 实验装置  32-33
    2.5.2 实验目的  33
    2.5.3 试验方案  33-34
    2.5.4 实验结果与分析  34-37
3 丝杠变频调速系统  37-44
  3.1 矢量变换控制变频调速系统  37-38
    3.1.1 矢量变换控制原理  37-38
  3.2 异步电动机动态数学模型  38-44
    3.2.1 动态数学模型分析  38-39
    3.2.2 动态数学模型的建立  39-40
    3.2.3 坐标变换  40-44
4 控制系统设计  44-55
  4.1 控制系统的硬件设计  44-47
    4.1.1 系统控制要求  44
    4.1.2 PLC 系统选型  44-45
    4.1.3 电气控制原理图  45-47
  4.2 PLC 程序  47-48
    4.2.1 STEPS-Micro/win32 概述  47-48
    4.2.2 计数系统程序设计  48
  4.3 组态软件设计  48-55
    4.3.1 MCGS6.3 简介  49-50
    4.3.2 棒材计数系统工程组态  50-55
结论  55-56
参考文献  56-59
附录A T 型图程序  59-61
致谢  61-62
导师简介  62-63
作者简介  63-64
学位论文数据集  64

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