CN102081409B - 一种钛焊管生产线的速度控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛焊管生产线速度控制系统及其控制方法，所述的系统包括可编程控制器、计数模块、成型机组直流调速器、定径机组直流调速器、拉出机组直流调速器和操作屏，所述的计数模块分别与热处理前编码器和热处理后编码器连接，所述的热处理前编码器位于定径机组与热处理设备之间，所述的热处理后编码器位于热处理设备与拉出机组之间。本发明在热处理设备前后分别增加了热处理前编码器与热处理后编码器，它们将测出的钛管实际速度反馈至计数模块，可编程控制器可以根据计数模块的两个实际速度，对生产线机组的设定速度进行自动比较微调，以保证热处理前后速度一致，避免由于速度不同引起的钛管表面压痕，以及钛管被拉长，拉细等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛管的精密钛焊管生产线，特别是一种钛焊管生产线的速度控制系统及其控制方法。
背景技术
传统的钛焊管生产线，在处理成型机组、定径机组和拉出机组之间的速度控制时，采用的是设置驱动电机转速和比较各驱动电机的实际转速，以此来保证整条生产线速度大体可控。可是由于驱动电机带动轧辊时，每个轧辊与钛管的接触点并不是在同一轴径位置，有的在轧辊的正下方，有的在轧辊的侧面，所以，即使电机转速都是相同的，可钛管的线速度即机组的实际速度却有所差别。而钛管材质软，如果前后机架速度不一致，就会在钛管表面形成压痕，影响钛管的质量和美观，并且，在进行热处理的时候，加热温度比较高，如果此时定径机架线速度比拉出机架线速度快，那么钛管就会在加热区弯曲变形，如果定径速度比拉出速度慢，那么钛管就会被拉长拉细，两种情况下的钛管都是不合格的。这时，操作人员就得通过经验，电流变化等，进行速度微调，给生产带来了不便，降低了生产效率。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以自动控制成型机组、定径机组和拉出机组之间速度的钛焊管生产线速度控制系统及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种钛焊管生产线速度控制系统，包括可编程控制器、计数模块、成型机组直流调速器、定径机组直流调速器、拉出机组直流调速器和操作屏，所述的可编程控制器分别通过Profibus DP总线网络与成型机组直流调速器、定径机组直流调速器、拉出机组直流调速器和操作屏连接；所述的计数模块分别与热处理前编码器和热处理后编码器连接，所述的热处理前编码器位于定径机组与热处理设备之间，所述的热处理后编码器位于热处理设备与拉出机组之间，所述的可编程控制器还通过背部总线与计数模块连接，所述的计数模块与可编程控制器一起安装在控制柜内。
本发明所述的可编程控制器是西门子CPU315-2DP可编程控制器，所述的计数模块是西门子FM350-2计数模块。
一种钛焊管生产线速度控制系统的控制方法，包括以下步骤：
A、操作人员在操作屏上设定机组的设定速度，通过Profibus DP总线网络将设定速度输入到可编程控制器；
B、可编程控制器将设定速度传送至成型机组直流调速器、定径机组直流调速器和拉出机组直流调速器，成型机组直流调速器、定径机组直流调速器和拉出机组直流调速器分别带动成型机组直流电机、定径机组直流电机和拉出机组直流电机，成型机组直流电机、定径机组直流电机和拉出机组直流电机分别带动成型机组、定径机组和拉出机组转动；
C、热处理前编码器和热处理后编码器分别将定径机组和拉出机组的速度反馈至计数模块，计数模块将数据传送至可编程控制器；
D、为了减少热处理前编码器和热处理后编码器反馈的速度与实际数值速度之间的误差，以及由于外界干扰而引起的异常数值，可编程控制器每100ms抽取一个反馈速度值，每十个抽取的速度值进行一次平均运算，得出平均速度后对操作屏设定速度进行微调，微调后的速度如果没有超过操作屏设定速度的5%，则将微调后的速度同时传送至成型机组直流调速器、定径机组直流调速器和拉出机组直流调速器；
E、微调后的速度如果超过操作屏设定速度的5%，并且超出时间大于3s，则可编程控制器将发出机组故障报警，机组停车检查。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明不但采用了以前的电机驱动反馈速度控制，在成型机组直流调速器、定径机组直流调速器和拉出机组直流调速器与可编程控制器之间进行Profibus DP通讯，而且在定径机组与热处理设备之间、在热处理设备与拉出机组之间分别增加了热处理前编码器与热处理后编码器，它们将测出的钛管实际速度反馈至计数模块。可编程控制器可以根据计数模块的两个实际速度，对成型机组直流调速器、定径机组直流调速器和拉出机组直流调速器的设定速度进行自动比较微调，以保证热处理前后速度一致，避免由于速度不同引起的钛管表面压痕，以及钛管被拉长，拉细等问题。
2、本发明在机组运行后，为了将外界干扰降到最低，排除偶尔跳动较大的误差数值，在可编程控制器中，根据计数模块采集到的实际速度，在一定范围内进行速度的多重取样和平均位运算，尽量减少测量数值与实际数值之间的误差。如果前后两个速度数值相差不大，那么可编程控制器将会自动在电机驱动的设定速度上，进行比例微调，微调的范围不会超过驱动电机设定速度值的5%，如此，本发明可以实时保证热处理前后钢管速度一致，避免了现有技术中所出现的问题，如果热处理前后速度反馈相差过大，并且相差时间大于3s，则可编程控制器将判定为故障报警，机组停车检查，此报警可以在异常情况的发生时，迅速的做出反应，减少生产时的意外损失。
3、经过实际使用证明，采用本发明生产出的钛管符合工艺标准，自动调节速度很大程度的减少了操作人员的工作量，提高了生产工作效率。
附图说明
本发明共有附图2张，其中：
图1是钛焊管生产线的速度控制系统的控制流程图。
图2是钛焊管生产线的速度控制系统的结构示意图。
图中：1-可编程控制器，2-计数模块，3-成型机组直流调速器，4-定径机组直流调速器，5-拉出机组直流调速器，6-热处理前编码器，7-热处理后编码器，8-成型机组，9-定径机组，10-拉出机组，11-操作屏，12-热处理设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1所示，一种钛焊管生产线速度控制系统，包括可编程控制器1、计数模块2、成型机组直流调速器3、定径机组直流调速器4、拉出机组直流调速器5和操作屏11，所述的可编程控制器1分别通过Profibus DP总线网络与成型机组直流调速器3、定径机组直流调速器4、拉出机组直流调速器5和操作屏11连接；所述的计数模块2分别与热处理前编码器6和热处理后编码器7连接，所述的热处理前编码器6位于定径机组9与热处理设备12之间，所述的热处理后编码器7位于热处理设备12与拉出机组10之间，所述的可编程控制器1还通过背部总线与计数模块2连接，所述的计数模块2与可编程控制器1一起安装在控制柜内。述的可编程控制器1是西门子CPU315-2DP可编程控制器1，所述的计数模块2是西门子FM350-2计数模块2。
如图1-2所示，一种钛焊管生产线速度控制系统的控制方法，包括以下步骤：
A、操作人员在操作屏11上设定机组的设定速度，通过Profibus DP总线网络将设定速度输入到可编程控制器1；
B、可编程控制器1将设定速度传送至成型机组直流调速器3、定径机组直流调速器4和拉出机组直流调速器5，成型机组直流调速器3、定径机组直流调速器4和拉出机组直流调速器5分别带动成型机组直流电机、定径机组直流电机和拉出机组直流电机，成型机组直流电机、定径机组直流电机和拉出机组直流电机分别带动成型机组8、定径机组9和拉出机组10转动；
C、热处理前编码器6和热处理后编码器7分别将定径机组9和拉出机组10的速度反馈至计数模块2，计数模块2将数据传送至可编程控制器1；
D、为了减少热处理前编码器6和热处理后编码器7反馈的速度与实际数值速度之间的误差，以及由于外界干扰而引起的异常数值，可编程控制器1每100ms抽取一个反馈速度值，每十个抽取的速度值进行一次平均运算，得出平均速度后对操作屏11设定速度速度进行微调，微调后的速度如果没有超过操作屏11设定速度的5%，则将微调后的速度同时传送至成型机组直流调速器3、定径机组直流调速器4和拉出机组直流调速器5；
E、微调后的速度如果超过操作屏11设定速度的5%，并且超出时间大于3s，则可编程控制器1将发出机组故障报警，机组停车检查。
Claims (3)
1.一种钛焊管生产线速度控制系统，包括可编程控制器（1）、计数模块（2）、成型机组直流调速器（3）、定径机组直流调速器（4）、拉出机组直流调速器（5）和操作屏（11），所述的可编程控制器（1）分别通过Profibus DP总线网络与成型机组直流调速器（3）、定径机组直流调速器（4）、拉出机组直流调速器（5）和操作屏（11）连接；其特征在于：所述的计数模块（2）分别与热处理前编码器（6）和热处理后编码器（7）连接，所述的热处理前编码器（6）位于定径机组（9）与热处理设备（12）之间，所述的热处理后编码器（7）位于热处理设备（12）与拉出机组（10）之间，所述的可编程控制器（1）还通过背部总线与计数模块（2）连接，所述的计数模块（2）与可编程控制器（1）一起安装在控制柜内；
所述的可编程控制器（1）根据热处理前编码器（6）和热处理后编码器（7）反馈的两个实际速度，对操作屏（11）设定速度进行微调，微调后的速度如果没有超过操作屏（11）设定速度的5%，则将微调后的速度同时传送至成型机组直流调速器（3）、定径机组直流调速器（4）和拉出机组直流调速器（5）；微调后的速度如果超过操作屏（11）设定速度的5%，并且超出时间大于3s，则可编程控制器（1）将发出机组故障报警。
2.根据权利要求1所述的一种钛焊管生产线速度控制系统，其特征在于：所述的可编程控制器（1）是西门子CPU315-2DP可编程控制器（1），所述的计数模块（2）是西门子FM350-2计数模块（2）。
3.一种钛焊管生产线速度控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、操作人员在操作屏（11）上设定机组的设定速度，通过Profibus DP总线网络将设定速度输入到可编程控制器（1）；
B、可编程控制器（1）将设定速度传送至成型机组直流调速器（3）、定径机组直流调速器（4）和拉出机组直流调速器（5），成型机组直流调速器（3）、定径机组直流调速器（4）和拉出机组直流调速器（5）分别带动成型机组直流电机、定径机组直流电机和拉出机组直流电机，成型机组直流电机、定径机组直流电机和拉出机组直流电机分别带动成型机组（8）、定径机组（9）和拉出机组（10）转动；
C、热处理前编码器（6）和热处理后编码器（7）分别将定径机组（9）和拉出机组（10）的速度反馈至计数模块（2），计数模块（2）将数据传送至可编程控制器（1）；
D、为了减少热处理前编码器（6）和热处理后编码器（7）反馈的速度与实际数值速度之间的误差，以及由于外界干扰而引起的异常数值，可编程控制器（1）每100ms抽取一个反馈速度值，每十个抽取的速度值进行一次平均运算，得出平均速度后对操作屏（11）设定速度进行微调，微调后的速度如果没有超过操作屏（11）设定速度的5%，则将微调后的速度同时传送至成型机组直流调速器（3）、定径机组直流调速器（4）和拉出机组直流调速器（5）；
E、微调后的速度如果超过操作屏（11）设定速度的5%，并且超出时间大于3s，则可编程控制器（1）将发出机组故障报警，机组停车检查。
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