鋼管生產(chǎn)線自動控制傳輸系統(tǒng)研究

張欽軍

摘要：文章對鋼管生產(chǎn)線的自動控制傳輸系統(tǒng)的研究能夠在理論上結(jié)合電氣科技，在實(shí)際上指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)并能夠通過對生產(chǎn)線傳輸系統(tǒng)的自動控制來降低生產(chǎn)企業(yè)的人工成本，進(jìn)而增加整體的實(shí)力以及市場競爭力。該研究具有理論與實(shí)踐的雙重意義。

關(guān)鍵詞：傳輸系統(tǒng)；自動控制；鋼管企業(yè)；鋼管生產(chǎn)線；抗干擾措施

中圖分類號：TP278文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）03-0058-02

一、鋼管傳輸系統(tǒng)分析與要求

（一）生產(chǎn)線工藝流程概述

所有裝置的電氣規(guī)劃，從開展規(guī)劃的過程中一定特別清楚、掌握設(shè)備的工藝標(biāo)準(zhǔn)。本文主要從直縫埋弧焊管生產(chǎn)的傳輸裝置進(jìn)行研究的。因此，不但應(yīng)有效達(dá)到直縫鋼管生產(chǎn)線的不同功能標(biāo)準(zhǔn)，同時應(yīng)當(dāng)從這個前提下控制費(fèi)用、維持系統(tǒng)科學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)，另外還應(yīng)關(guān)注公司產(chǎn)品的研制方針，高效實(shí)用、安全性高。

首先，進(jìn)行鋼板等原材料的挑選。按照生產(chǎn)工藝的要求對原料進(jìn)行篩選或者抽檢，對符合條件的鋼板進(jìn)行標(biāo)記，或者將合格批次的鋼板進(jìn)行整體標(biāo)記。

其次，使用廠內(nèi)運(yùn)輸工具或者利用公共交通工具將原材料運(yùn)入生產(chǎn)場地的庫房。

最后，利用磁力吊車或者其他相應(yīng)手段按照實(shí)際生產(chǎn)關(guān)系進(jìn)行定量的原料投放。

從制造起步階段，借助半門式真空吊把鋼板連續(xù)傳送至鋼板載入設(shè)備的傳輸輥中，對鋼管進(jìn)行排序。從接下來的工位中，利用超聲波對鋼板進(jìn)行檢測。通過手工焊接的方式把引熄弧板固定于鋼板的四個角中。引熄弧板從鋼管預(yù)焊機(jī)、內(nèi)焊、外悍的開始還有結(jié)束過程內(nèi)進(jìn)行采納。引熄弧板經(jīng)由銑邊機(jī)、預(yù)彎機(jī)還有成型機(jī)，推動引熄弧板自身的幾何形狀同鋼管的幾何形狀保持一致。通過這種方式，起弧還有息弧的幾何形狀還有冶金狀態(tài)可以彼此相符，所以，從鋼管的頂端可以產(chǎn)生科學(xué)的焊接方法，通過此種方式可以產(chǎn)生低缺陷及高水平的焊縫。

（二）傳輸系統(tǒng)操作臺設(shè)置

首先，根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝對不同分區(qū)進(jìn)行參賽范圍設(shè)定。并按照一定的流程進(jìn)行操作臺面的設(shè)置與建立。利用不同的電氣化原件對分區(qū)內(nèi)的工作原件進(jìn)行電流斷、開的控制。并利用無線系統(tǒng)或者有線鏈接裝置對各個分區(qū)的操作臺進(jìn)行總控鏈接。要求總控鏈接可以獨(dú)立對不同分區(qū)的操作臺進(jìn)行操作，并保障分區(qū)操作太的操作需要在總臺的授權(quán)下進(jìn)行工作。

其次，建立不同位點(diǎn)的工位操作臺，工位操作臺需要受控于分區(qū)控制臺，并且根據(jù)分區(qū)控制臺的命令對不同位點(diǎn)的工位傳輸設(shè)備進(jìn)行指令的下達(dá)。各個部分的傳輸設(shè)備根據(jù)命令進(jìn)行相應(yīng)的操作。并根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋以及在發(fā)現(xiàn)異常的情況下優(yōu)先停機(jī)，及時報警。

第三，主操作臺設(shè)置1個觸摸屏，用于本區(qū)域所有變頻器參數(shù)設(shè)定和所有傳感器故障檢測。此外，在生產(chǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，比如：鋼管的溫度異常，鋼管物流的堵塞，鋼管質(zhì)量嚴(yán)重異常等問題出現(xiàn)的情況下，主動在主操作臺備案記錄供相關(guān)的工作人員進(jìn)行查詢。在數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，比如：鋼管溫度過高，定型異常等。主操作臺需要預(yù)先停機(jī)防止安全事故的發(fā)生。同時報警，供工作人員及時排除隱患。

二、傳輸系統(tǒng)控制方案

自動控制系統(tǒng)為集散式控制系統(tǒng)，在設(shè)計方面能夠細(xì)化成四個大區(qū)。所有的大區(qū)通過主站還有不同分站營造，電氣、機(jī)械配置還有軟硬件規(guī)劃大體一致，接下來通過第一大區(qū)進(jìn)行分析，闡釋系統(tǒng)營造的

途徑。

主站通過西門子S7-300的CP317-2DP和SIMATIC精簡面板營造，主要工作為全天候咨詢、通訊交流、參數(shù)安排、故障記錄。主站利用DP線同不同從站建立緊密聯(lián)系。按照實(shí)際作用大小從站通過一類分站ET200S IM151-7、二類分站CP315-2DP還有各自輔助電路組建，從站按照檢測單元還有操作元件對信號產(chǎn)生反應(yīng)，借助PLC程序運(yùn)算之后，借助執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一定的反應(yīng)。一二類分站通過DP線建立關(guān)系，各自的分站在檢測元件、操作元件、執(zhí)行元件方面沒有明顯的差異。檢測元件涵蓋了電感式傳感器、光電開關(guān)、接點(diǎn)元件還有旋轉(zhuǎn)編碼器，主要工作為對鋼管還有鋼鐵遮光片產(chǎn)生反應(yīng)；操作元件關(guān)鍵為不同的操作鍵；執(zhí)行元件利用DP線同所有分站建立關(guān)系，涵蓋了MM440和6SE70變頻器，利用變頻器調(diào)整執(zhí)行電機(jī)的電流還有電壓、加減速時間等，實(shí)現(xiàn)管理各個速度及功率的

計劃。

SIMATIC精簡面板的觸摸屏關(guān)鍵工作在于全天候咨詢電氣系統(tǒng)工作情況，關(guān)鍵為監(jiān)督檢測元件保持于運(yùn)行狀態(tài)亦或保持于故障狀態(tài)，檢測元件涵蓋了電感式傳感器、光電開關(guān)、接點(diǎn)元件還有旋轉(zhuǎn)編碼器及全部的操作元件（按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)），給實(shí)際調(diào)試還有問題解決奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、抗干擾措施

抗干擾措施可歸納為抑制、隔離、消除幾個

方面。

（一）抑制干擾就是對干擾源進(jìn)行限制

選用符合IEC61800-3標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，符合該標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可確保沒有過量的電磁輻射傳播到鄰近的低壓網(wǎng)絡(luò)；選用濾波器，對非線性負(fù)載電流波形濾除基波，將剩余部分進(jìn)行反相，通過控制IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）逆變，再輸入電源；選用抗干擾凈化電力穩(wěn)壓器，利用能量分配穩(wěn)壓技術(shù)，對噪聲、尖峰電壓吸收抑制；采用浪涌保護(hù)器或電阻、電容、電感等組成的濾波電路。合理處理電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾。安裝隔離變壓器，減少設(shè)備與地之間的干擾，選擇具有內(nèi)置濾波器的變頻器，吸收尖峰電壓，還可防止設(shè)備本身的干擾傳導(dǎo)給電源。

（二）隔離干擾即為在干擾源開展屏蔽，降低干擾源造成的消極作用

用金屬箱、板進(jìn)行隔離，比如把變頻器設(shè)置與金屬箱內(nèi)，同時和控制柜獨(dú)立安裝；還有能夠被影響的電路板，比如信號轉(zhuǎn)換卡設(shè)置與屏蔽箱內(nèi)，同時借助屏蔽電纜、屏蔽線，來降低禍合；保持控制柜同動力裝置保持足夠的距離。借助科學(xué)的路線規(guī)劃，將動力電纜同控制電纜獨(dú)立設(shè)置，彼此保持300mm的距離，從交叉點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理；脈沖線及電平線保持獨(dú)立；輸入線同輸出線保持獨(dú)立；交流輸出線及直流輸出線具備獨(dú)立電纜，輸出線同干擾源保持足夠距離；把PLC的I/O 線同干擾源保持足夠距離；從公共線槽中依次綁好交流線及直流線。在全部的DP通訊線通過固定線槽進(jìn)行規(guī)劃。實(shí)際研究顯示，分開走線在系統(tǒng)的安全角度來講非常關(guān)鍵，不然裝置可能出現(xiàn)故障。動力線、控制線還有PLC的電源線還有I/O線獨(dú)立規(guī)劃，隔離變壓器還有PLC和I/0彼此借助雙絞線建立聯(lián)系。全部的變頻器到電動機(jī)之間電纜采納特殊的變頻器屏蔽電纜，全部變頻器安裝濾波器、電抗器，控制電纜普遍采納雙絞線，輸入信號線普遍采納金屬屏蔽線。PLC借助繼電器進(jìn)行隔離，首先能夠避免開關(guān)從通、斷過程中出現(xiàn)抖動的影響，另外能夠杜絕內(nèi)部電路信號及底線同外部建立聯(lián)系，發(fā)揮突出的隔離

功能。

（三）消除干擾就是不讓干擾起作用

消除干擾的最佳方法是接地，大地是個大電容，把干擾引入大地，就可以避免大部分干擾。接地其實(shí)即為等電位，導(dǎo)體兩側(cè)等電位則不具備電位差，則無法通過電位差出現(xiàn)電流、磁場，同時無法出現(xiàn)耦合情況。將屏蔽層接地，假如出現(xiàn)漏電情況，能夠把電順利導(dǎo)入地下，保護(hù)使用者。優(yōu)秀的接地為提高系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵基礎(chǔ)，能夠杜絕觸電情況出現(xiàn)。

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（責(zé)任編輯：趙秀娟）