自动化在重型机械应用2012分解优秀PPT.ppt

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1、自动化在重型机械行自动化在重型机械行业中的应用业中的应用闫文秀 主要介绍内容主要介绍内容1.结合PLC可编程序限制器介绍 PLC的构成在项目中运用和作用(以西门子为例)2.检测元件工作原理和在项目中的运用3.国内外的现状和国外一些理论和观念企业和学校企业和学校n n踏入社会后面临的将是全新的环境，关键要做好（和你们现在相关）：n n1.学问面。n n你确定对学过的东西有个面的了解，可以不精通。n n比如说三相异步电动机的单相不能独立穿入单根钢管（涡流）2.人际关系同事关系、上下级关系、社会关系等处理好同事关系：对你工作实力的提高、心情的愉悦大有好处。处理好上下级关系：对你工作价值的体现大有帮组

2、，很大程度上你工作的好坏由他们说了算。有一些对外的工作还须要处理好社会关系。自动化n n自动化技术是一门综合性技术，它和限制、自动化技术是一门综合性技术，它和限制、信息、系统工程、计算机技术、电子学、信息、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术等都有着特别亲密的关系，液压气压技术等都有着特别亲密的关系，而其中又以限制理论和计算机技术对自动而其中又以限制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。化技术的影响最大。n n自动化技术发展的趋势是：计算机、电子、自动化技术发展的趋势是：计算机、电子、检测技术水平的提高，将会使自动化水平检测技术水平的提高，将会使自动化水平得到跟进一步提高。得到跟进一步

3、提高。n n机械行业动力源：n n1.电机（最主要）。n n沟通电机是趋势，维护比较简洁，成本较高。限制技术已经成熟。n n直流电机限制技术要比沟通成熟的早，维护工作量大要定期检查和维护，成本相对要低。n n2.液压缸和液压马达n n利用液压阀来实现功能，挤压机；设备锁紧压紧等机构；较轻物料小范围移动3.气动缸或马达（运用相对较少）轻工业场合运用较多限制核心则是PLCPLC组成组成n n电源、底板或机架、存储器n nCPUn nI/O模板n n功能模板n n通讯模板n n编程器及编程软件电源、底板或机架电源、底板或机架、存储器、存储器n n主机架有电源模块，主要给背板供应电源；S7-300运用

4、的是导轨，S7-400运用的是机架。n n存储器：主要用来储存程序。CPUn nCPUCPU是是PLCPLC的核心，起神经中枢的作用，每套的核心，起神经中枢的作用，每套PLCPLC至少有至少有一个一个CPUCPU，它按，它按PLCPLC的系统程序赐予的功能接收并存贮用的系统程序赐予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLCPLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等

5、。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的限制信号，去指挥有关的再按指令规定的任务产生相应的限制信号，去指挥有关的限制电路。限制电路。n nCPUCPU主要由运算器、限制器、寄存器及实现它们之间主要由运算器、限制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、限制及状态总线构成，联系的数据、限制及状态总线构成，CPUCPU单元还包括外围单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是据，是PLCPLC不行缺少的组成单元。不行缺少的组成单元。n n

6、1台独立设备最少有1个CPU,有时候1个设备也有可能有几个CPU组成。多个CPU间通过通讯来协调协作工作n n见网络图n n多CPU目的有如下可能：加快计算速度、能独立工作I/O模板模板n nPLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。n nI/O模板作用：n n1.现场检测元件（接近开关、热检、凸轮开关）n n2.流体信号（压力、温

7、度、流量）n n3.操作元件n n4.开关协助触点n n6.中间继电器n n打开看图功能模板功能模板n n西门子FM、SM系列，集成和具有了某些功能的模块。如计数、位置限制。包括步进和伺服电机限制。模块能部含有处理器。n n如SM338模块，能把SSI信号转化为数字量信号。通讯模板通讯模板n n用来2个或多个CPU间的通讯，西门子主要有DP和以太网两种通讯模板。n n我们可以运用以太网通讯模块和以太网交换机把整个车间电气限制组成到1起。这样在车间有以太网的任一地方都可以了解设备动态、编制和监控程序。n n看网络图编程器和编程软件编程器和编程软件n n编程器：笔记本或专用设备，通过PC适配器连接

8、设备。n n编程软件：打开软件演示硬件组态等。传感器技术传感器技术1.接近开关2.编码器3.光电开关4.直线位移5.凸轮开关6.限位开关接近开关接近开关 有一种能对接近它物件有“感知”实力的元件，利用这种对物体接近具有敏感特性使开关达到导通或关断的目的开关，这就是接近开关。接近开关区分接近开关区分 工作原理区分：电感式、电容式，电感式用来检测金属物体，电容式用来检测非金属物体。机械行业运用的基本都是电感式n n安装方式区分：齐平式和非齐平式，（额定感应距离 sn、直径d）安装两接近开关之间或接近开关和安装支架及接近开关和被测对象四周间物体间的距离关系如下图所示齐平式安装 非齐平式安装 机械行业

9、运用的大部分是非齐平式的接近开关，机械行业运用的大部分是非齐平式的接近开关，是出于成本的考虑，非齐平式的接近开关价格要便是出于成本的考虑，非齐平式的接近开关价格要便宜；宜；要留意得是机架内设备安装空间比较小的地方或要留意得是机架内设备安装空间比较小的地方或其他特殊状况下，要运用齐平式的接近开关。其他特殊状况下，要运用齐平式的接近开关。外形：圆柱型、方形和扁平型：圆柱型也有粗细之分，粗的检测距离要远一些，一般8-30mm；扁平型检测距离一般在30-50mm 之间；方形检测距离在50-80mm 之间。扁平型 方形 工作方式：一般型和耐压型 耐压型齐平式接近开关多用油缸中的活塞位置检测，检测距离比较

10、短一般不大于2mm。在无缝管生产线上接近开关主要于位置爱护、逻辑限在无缝管生产线上接近开关主要于位置爱护、逻辑限制、物料跟踪。制、物料跟踪。运用的接近开关基本都属于电感式、非齐平居多；圆运用的接近开关基本都属于电感式、非齐平居多；圆柱型、方形和扁平型外形渐渐变大，检测距离也得到加长。柱型、方形和扁平型外形渐渐变大，检测距离也得到加长。扁平型的接近开关检测距离可以达到扁平型的接近开关检测距离可以达到80mm80mm，多用于台架，多用于台架上物料信号检测，要求环境温度不太高的冷金属检测。上物料信号检测，要求环境温度不太高的冷金属检测。常用的规格为圆柱、非齐平式接近开关，如在常规条常用的规格为圆柱、

11、非齐平式接近开关，如在常规条件下多用直径为件下多用直径为30mm30mm检测距离检测距离15mm15mm的，因为该规格产品的，因为该规格产品检测距离适中价格也比较经济。检测距离适中价格也比较经济。另外还有一些在高温环境下运用的型号，环境温度可另外还有一些在高温环境下运用的型号，环境温度可以达到以达到120120。编码器编码器 编码器能被用于测量长度，位置，速度或角度等。它把机械位移量变成电信号，分为增量型和确定型测量系统。n n增量型编码器产生脉冲信号，利用脉冲数可测量速度，长度或位置，多用于电机的速度反馈和被测物体单方向运动长度的测量（如板带变长度的定尺剪切）。n n对于确定型编码器，全部位

12、置对应于一个明确的编码图。多用于位置（来回运动）或角度限制。增量式编码器码盘 确定式编码器码盘 增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。确定编码器光码盘上有很多道刻线，每道刻确定编码器光码盘上有很多道刻线，每道刻线依次以线依次以2 2线、线、4 4线、线、8 8线、线、1616线。编排，线。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过

13、读取每道刻这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从线的通、暗，获得一组从2 2的零次方到的零次方到2 2的的n-1n-1次方次方的唯一的的唯一的2 2进制编码（格雷码），这就称为进制编码（格雷码），这就称为n n位确位确定编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置确定编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置确定的，它不受停电、干扰的影响。确定编码器由定的，它不受停电、干扰的影响。确定编码器由机械位置确定的每个位置的唯一性，它无需记忆，机械位置确定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用始终计数，什么时候须无需找参考点，而且不用始终计数，什么时候须要知道位置，什么

14、时候就去读取它的位置。这样，要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的牢靠性大大提高了。编码器的抗干扰特性、数据的牢靠性大大提高了。确定值编码器输出接口有模拟量输出、确定值编码器输出接口有模拟量输出、SSISSI输输出、出、Profibus-DPProfibus-DP输出、输出、DeviceNetDeviceNet输出等。其中模输出等。其中模拟量输出、拟量输出、SSISSI输出须要对应的接口模块；输出须要对应的接口模块；Profibus-DPProfibus-DP输出、输出、DeviceNetDeviceNet输出都属于现场总线输出都属于现场总线型编码器，现场总线型

15、编码器是多个编码器各以型编码器，现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起，通过设定地址，一对信号线连接在一起，通过设定地址，用通讯用通讯方式传输信号，信号的接收设备只需一个接口，方式传输信号，信号的接收设备只需一个接口，就可以读取多个编码器位置信号。就可以读取多个编码器位置信号。须要留意的是对于电气专业不同接口的编码器须须要留意的是对于电气专业不同接口的编码器须要不同的电器配置，不能通用。要不同的电器配置，不能通用。光电开关光电开关 光电开关是光电传感器的简称，它是 利用被检测物对光束的遮挡或反射，从而检测物体有无的。物体不限于金属，全部能反射或遮挡光线的物体均可被检测。无缝钢管生

16、产中光电开关利用物体对光的遮挡作用，检测物体的通过个数，或物体是否存在。光电开关可以分为 对射式 镜反射式 漫反射式 也可以分为 冷金属和 热金属。漫反射式光电开关：它是一种集放射器和接收器于一漫反射式光电开关：它是一种集放射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关放体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关放射器放射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就射器放射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式；高时，漫反射式的光

17、电开关是首选的检测模式；镜反射式光电开关：它亦集放射器与接收器于一体，镜反射式光电开关：它亦集放射器与接收器于一体，光电开关放射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当光电开关放射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号；测开关信号；对射式光电开关：它包含了在结构上相互分别且光轴对射式光电开关：它包含了在结构上相互分别且光轴相对放置的放射器和接收器，放射器发出的光线干脆进入相对放置的放射器和接收器，放射器发出的光线干脆进入接收器，当被检测物体经过放射器和接收器之间且阻断光接收器，当被检测物

18、体经过放射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透亮线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透亮时，对射式光电开关是最牢靠的检测装置。时，对射式光电开关是最牢靠的检测装置。热金属检测属漫反射型的红外线光电产品，他依靠接受物体表面发出的红外线来工作。在无缝钢管生产中（被测物温度大于500）环形炉后、穿孔前的管坯，穿孔机后、轧管机前的毛管，轧管机后、在加热炉前后、定径机前的荒管，定径机后都是运用热金属检测来检测物料的有无；矫直机前后或冷加工区多运用对射式或镜反射式光电开关来检测；在不好安装对射式的接收器和镜反射式的镜片的场合也可以运用漫反射式的。介绍介绍273轧

19、机项目轧机项目国内外的现状和国外一些理论和观念 单机架轧机国内已经成熟（如ACCER三辊轧管机、Accu-Roll等）现在国外比较成熟（MPM二辊连轧管机、FQM或是PQF三辊连轧辊机组）连轧无论质量还是产量都高于单机架轧机，国内主要是没有大的技术投入，处于向国外学习的阶段。自动壁厚限制（自动壁厚限制（AWC）在轧机和张减机的出口侧配备测量仪，用以计算用于计算通过轧机的质量流。通过AWC功能在轧制过程中限制从里面出来的轧管的壁厚。可通过向轧管施加张力的方式调整壁厚。假如接受新型带独立驱动机架的张力减径机，则用于张力限制的机架数量会尽可能削减，从而尽量削减壁厚受影响的钢管长度。可从数据库下载参数

20、。用户可将各个修正值存储在数据库中。重管头限制（重管头限制（HEC）由于张力的作用，轧管头尾会出现重头现象。HEC功能可以最大限度降低这种影响，从而提高轧机产能。通过一个运算法则向钢管头尾施加张力。应用该功能时，须要对钢管进行高效跟踪，由于数据库有周期时间达到1ms的高速限制器，因而可以对高速轧机（出口速度约为10m/s）进行速度限制.计算过程中系统会自动确定并考虑由于接收新速度值产生的传动反应时间等延时管端削尖管端削尖（FTT）：）：操作员可依据管身壁厚来选择和设定管端的壁厚，也可设定管端有锥度部分的长度。轧辊的位置（即主液压缸的行程）和马达速度将在轧制过程中进行调整，以适应钢管壁厚的变更或使管端部位变薄。主要运用器件状况主要运用器件状况n n器件主要有欧系、日韩系、美系、国产。n n 冶金行业西门子PLC和变频器运用西门子的最多。n n n感谢倾听n再见