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【新闻】基于PLC控制的新型管道自动切割机马鞍山

发布时间:2020-10-18 15:09:02 阅读: 来源:石英表厂家

在野外作业的工程建设中,管道的切割加工设备无疑是决定管道安装质量和工程施工效率的决定性因素之一。在实际应用中,大中型管道在小型管道切割机床上难以加工,而专用的大型管道切割机又面临体积大而笨重,制造困难,价格高,维修周期长等一系列的问题。传统的工程施工现场中,多以人工手持焊枪进行作业为主,不仅劳动强度大,工作效率低,而且还会对工人的安全构成一定程度的威胁。

文章在已有管道切割机12的基础上进行了改进,采用S7~200PLC及PLC人机界面,设计了一种简易的管道切管机,可实现中型及大型口径管道连续多段不等长度的自动切割,结构简单,容易拆卸,便于携带,操作方便快捷,改善了切割过程自动化程度低等问题。

1管道切割机机械系统的组成及工作原理1.1机构的组成主要由动力源、旋管装置、管道防跑支护架、轴向移架导轨、切割焊枪定位及加紧支架和辅助支撑等6部分组成。

1.2工作原理如所示,管道两侧使用辅助支护架为管道定位。支护杆一侧端头采用T字形,与辅助滚轮内置滚动轴承相连接,另一端固定在底座上。可随管径大小调整到合适的距离后用销钉进行定位,达到随动性方面的研宄工作。通信作者:孔德文,E-nail:13515383690支护的效果。托辊电机采用伺服电机由链传动方式带动主动托辑旋转,再通过滚动摩擦方式带动切割管道进行旋转。管道转速通过改变托辊电机转速间接进行控制,人机界面控制丝杠电机的启动与停止,切割气枪支架通过丝杠、光杆带动沿轨道在平行于切割管道轴线方向移动13"8.控制系统选用西门子S7~200作为控制器,选用224XP的CPU模块,EM235的模拟量输入/输出模块,采集位移传感器、管编码器的运行信号。通过RS485标准接口,实时与人机界面进行通信。

丝杠电机和托辊电机均选用伺服控制电机。

测速辊和管编码器配合使用,将辊轮的角位移转化为电脉冲信号向PLC提供数字量信号,以转速的形式在人机界面中进行显示。

接近开关用于将切割焊枪移架路径限制在允许的范围内,防止切管长度设置错误,焊枪支架移位至丝杠固定端面并与之发生机械碰撞,对机构造成损坏。

切割焊枪送气管道内置电磁球阀,由PLC控制接触器的开关状态,实现送气阀的开启与关闭。

焊枪定位杆架上安装有位移传感器,启动丝杠电机,减速器带动丝杠旋转。同时,焊枪定位杆架开始沿平行于管道轴线方向向前(后)移动,当其移动到接近管道一端面时,关闭丝杠电机。调整焊枪枪头至管道端面合适切割点位置,设置传感器初始位移为,完成切割焊枪的初始化定位工作。

3伺服电机的工作原理在人机界面中设定好托辊转速以及管道切割长度,经PLC运算指令线性运算后自动转化为伺服电机设定的脉冲数。工作时,伺服电机每接受一个脉冲就会旋转一定角度。与此同时,伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,和伺服电机接受的脉冲形成闭环控制。从而控制丝杠转动圈数和主动托辊的转速,达到精确控制切割焊枪每次移位距离和所切割管道转速距离。

4切管机人机界面的设计人机界面选用MCGS嵌入式触摸屏作为组态控制画面显示器,操作控制界面如所示。制作组态时将每个组件设置内部属性与PLC信息采集通道建立联系08.可实现的功能主要有:动态显示托辊电机的转速,切割焊枪的位移。

通过手动触摸界面按钮控制托辊电机的转速,设置管道切割的长度,切割气体电磁阀的启闭状态。

PLC非正常工作时,报警灯将发出报警指示。

切管时间的设置。切管机开始工作时,选择手动控制方式启动托辊电机,打开焊枪出气阀,按下点火控制按钮,此时PLC的内置定时器开始计时。切割完成后按下关阀控制按钮,同时PLC停止计时。添加好多段切管长度后,选择自动按键,进入自动加工过程。每次焊枪定位后,电磁阀自动开启,之后开始点火。切割时间由第一次手动操作界面时,PLC的计时长度决定。

5切割机控制系统流程如所示,根据流程图在PC机上编写出PLC程序设计梯形图,经PC/PPI通信电缆下载到PLC控制器中,实现PLC的逻辑控制功能0940.管道切割机控制系统人机界面6结语设计的管道切割机机械结构简单,安装维修容易。

通过人机界面设置切管参数,与PLC进行通讯,实时显示运行状态。采用伺服控制的方法对切割机焊枪机架精确定位,通过控制托辊电机的转速间接控制切割管道的转速。一次装载即可完成多段切管工作,提高了切管的精度和效率。

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