一種鋼管空彎成型機組孔型調整控制系統及其控制方法
2023-12-04 10:47:06 2
專利名稱：一種鋼管空彎成型機組孔型調整控制系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼管成型機組孔型調整控制系統，特別是一種鋼管空彎成型機組 孔型調整控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前，鋼管空彎成型機組孔型調整的控制系統在硬體上採用伺服、可編程控制器 PLC和觸控螢幕相結合來調整機組，這樣產生以下不足1.用伺服控制使設備造價昂貴；2.編輯觸控螢幕的軟體數據存儲功能不是很方便，只能存儲到可編程控制器PLC的 DB塊中或文件中；3.由於機組中採用的電機數目較多，畫面中會使用很多按鈕來調整電機的正反 轉，實現不同輥子位置的變化，形成不同規格鋼管的孔型，I/O變量也相對較多，觸控螢幕的通 訊速度也有限，使通訊速度相對較慢；4.用觸控螢幕軟體簡單的畫出機組孔型，也不是很直觀。
發明內容
為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種造價低廉、數據存儲方便、減 少I/O變量、提高通訊速度和顯示界面更形象直觀的鋼管空彎成型機組自動調整控制系統 及其控制方法。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統，包括一臺工控機、可編程控制器PLC， 還包括電機編碼器，所述的工控機上安裝有通訊卡，所述的工控機通過通訊卡與可編程控 制器PLC連接，所述的可編程控制器PLC通過PR0FIBUS-DP總線網絡與多個電機編碼器 串聯連接；所述的工控機是安裝有西門子的組態軟體WINCC和Microsoft Office ACCESS 2003資料庫為基礎開發的鋼管空彎成型機組孔型調整控制軟體的工控機。本發明所述的多個電機編碼器為50-80個電機編碼器。本發明所述的可編程控制器PLC採用S7-300可編程控制器，所述的通訊卡採用 CP5611通訊卡。一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統的控制方法，包括以下步驟A、WINCC組態軟體中建立I/O變量並讀寫可編程控制器PLC通過ftOfibus DP總線網絡分別讀取不同的電機編碼器的轉 數、並經過相應的換算公式轉換成不同輥的實際位置值，在工控機上的Wincc畫面上顯示 不同輥的位置設定值和讀取的實際位置值、限位開關檢測信號、電機報警信號等，將這些數 值或信號在WINCC變量管理器中建立I/O變量，並指定在可編程控制器PLC中相應的地址， WINCC組態軟體通過通訊驅動程序SIMATIC S7 Protocol Suite的Profibus通訊方式無縫 的連接到乂印7 v5. 4的變量上，實現對不同輥的實際位置值和一些二進位的報警變量實時讀寫，同時報警變量由原來的多個二進位變量變成由字組成的幾個變量；B、工控機上的WINCC組態軟體根據變量狀態在畫面上做出相應顯示工控機上的WINCC畫面將空彎成型機組的機械圖通過處理以後插入到畫面中，並 且一直顯示在畫面中，當選中的電機運行時，相應輥或電機變成綠色，根據讀取的I/O變 量，用輸入輸出框把不同輥的位置值顯示在畫面上，根據信號狀態用顏色變化指示電機、限 位開關的狀態，畫面上控制電機正、反轉的100多個按鈕控制的變量減少為4個按鈕控制的 4個變量，這4個變量通過和所選電機號的組合，來控制不同電機正、反轉，調整不同輥的位 置；C、寫數據到資料庫中運行工控機上的操作界面，當調試好機組的孔型後，工控機通過VBS腳本把不同 輥的位置值寫到工控機的ACCESS資料庫中；D、讀資料庫中數據記錄到WINCC畫面並寫到可編程控制器PLC中當生產時，工控機通過VBS腳本把不同輥的位置值從資料庫中讀到工控機的 WINCC畫面上，WINCC組態軟體自動將這些輥的位置值寫到可編程控制器PLC的DB塊中；E、運行可編程控制器PLC根據DB塊中的不同輥的位置值控制現場電機運行，調整出不同 孔型，生產出不同規格的鋼管。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果1、本發明採用工控機、可編程控制器PLC和電機編碼器這些硬體結合起來，降低 了設備成本，使設備成本減少到了原來的1/4。2、本發明採用在工控機安裝WinCC組態軟體和Microsoft Office ACCESS2003 資料庫，工控機上的WINCC組態軟體通過自帶的VBS腳本實現把從可編程控制器PLC中讀 取的不同輥的位置值存儲到ACCESS資料庫中，界面中「保存參數」按鈕是用VBS腳本實現 的，程序中用klect SQL語句按界面上輸入的「管徑」和「壁厚」檢索資料庫中數據記錄是 否存在，如果不為記錄尾，表示記錄存在，則用Update語句修改原記錄；如果不存在，則用 Insert語句插入新記錄到資料庫中。生產不同規格鋼管時WINCC界面中「讀取參數」按鈕 將根據界面中的「管徑」、「壁厚」為條件，用％16(^ where SQL語句將不同輥的位置值數據 記錄從ACCESS資料庫中讀出來，寫到WINCC的界面，WINCC直接寫到可編程控制器PLC的 DB塊中，由可編程控制器PLC控制電機運行，調整不同輥的位置，如果記錄不存在，則彈出 消息提示框，提示數據記錄不存在。通過上述方法，從而實現數據存儲讀取方便，方便快速調整機組孔形，提高生產效 率；3、本發明將控制電機正、反轉的所有按鈕減少為4個按鈕及變量，將報警變量的 二進位變量變成由字組成的變量，從而減少了很多二進位變量個數，提高了通訊速度；4、本發明將空彎成型機組的機械圖通過處理插入到畫面中，從而可以直觀的看到 不同輥子在機架上的具體位置，使設備一目了然。
本發明共有附圖3張，其中
4
圖1是本發明的結構示意圖。圖2是本發明的程序流程圖。圖3是本發明的工控機界面示意圖。圖中1、工控機，2、可編程控制器PLC，3、電機編碼器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行進一步地描述。如圖1-3所示，一種鋼管空彎成型機 組自動調整控制系統，包括一臺工控機1、可編程控制器PLC2，還包括電機編碼器3，所述的 工控機1上安裝有通訊卡，所述的工控機1通過通訊卡與可編程控制器PLC2連接，所述的 可編程控制器PLC2通過PR0FIBUS-DP總線網絡與多個電機編碼器3串聯連接；所述的工控 機1是安裝有西門子的組態軟體WINCC和Microsoft Office ACCESS 2003資料庫為基礎開 發的鋼管空彎成型機組孔型調整控制軟體的工控機1。所述的多個電機編碼器3為50-80 個電機編碼器3。所述的可編程控制器PLC2採用S7-300可編程控制器，所述的通訊卡採用 CP5611通訊卡。一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統的控制方法，包括以下步驟A、WINCC組態軟體中建立I/O變量並讀寫可編程控制器PLC2通過ftOfibus DP總線網絡分別讀取不同的電機編碼器3的 轉數、並經過相應的換算公式轉換成不同輥的實際位置值，在工控機上的Wincc畫面上顯 示不同輥的位置設定值和讀取的實際位置值、限位開關檢測信號、電機報警信號等，將這些 數值或信號在WINCC變量管理器中建立I/O變量，並指定在可編程控制器PLC2中相應的地 址，WINCC通過通訊驅動程序SIMATIC S7 Protocol Suite的Profibus通訊方式無縫的連 接到乂印7 v5. 4的變量上，實現對不同輥的實際位置值和一些二進位的報警變量實時讀 寫，同時報警變量由原來的多個二進位變量變成由字組成的幾個變量；B、工控機1上的WINCC根據變量狀態在畫面上做出相應顯示工控機1上的WINCC畫面將空彎成型機組的機械圖通過處理以後插入到畫面中， 並且一直顯示在畫面中，當選中的電機運行時，相應輥或電機變成綠色，根據讀取的1/0變 量，用輸入輸出框把不同輥的位置值顯示在畫面上，根據信號狀態用顏色變化指示電機、限 位開關的狀態，畫面上控制電機正、反轉的100多個按鈕控制的變量減少為4個按鈕控制的 4個變量，這4個變量通過和所選電機號的組合，來控制不同電機正、反轉，調整不同輥的位 置；C、寫數據到資料庫中運行工控機1上的操作界面，當調試好機組的孔型後，工控機1通過VBS腳本把不 同輥的位置值寫到工控機1的ACCESS資料庫中；D、讀資料庫中的數據到畫面並寫到可編程控制器PLC2中當生產時，工控機1通過VBS腳本把資料庫中的不同輥的位置值讀到工控機1的 WINCC畫面上，WINCC自動將這些輥的位置值寫到可編程控制器PLC2的DB塊中；E、運行可編程控制器PLC2根據DB塊中的不同輥的位置值控制現場電機運行，調整出不 同孔型，生產出不同規格的鋼管。
如圖3所示，本發明工作時，在工控機1的主畫面上設置不同按鈕進行不同機架畫 面的切換，為了更形象的反映成型機組的實際情況，每個機架做為一個畫面，畫面中插入相 應機架的示意圖，並設有不同輥位置的設定值和實際值。本發明工控機1主畫面的主要操 作步驟如下Bi、當需要調整某個輥子時，首先需要將「工作方式」選擇為「手動」，再選擇畫面中 的相應的輥子或電機，單擊畫面中的相應的方向按鈕來控制電機的正反轉，即可調整輥子 的位置。當選中該輥子或電機時，它的顏色會相應變成綠色，表示選中狀態，沒有選中的將 是灰色，如果電機有報警，它將會變成紅色。選中的相應的電機編號在「線控電機有效位」處 顯示出來。B2、在畫面中，為了自動調整不同輥的位置，設有不同輥位置的輸入框，如果將「工 作方式」選為「自動」時，並輸入了每個輥子位置設定值，可編程控制器PLC2會根據所選的 機架來自動調整不同輥的相對位置。B3、當調試不同規格的鋼管時，輸入管徑、壁厚相關參數，當調整好輥子的位置，調 好鋼管孔型後，單擊「保存參數」按鈕，把相應的輥子位置值存儲到ACCESS資料庫中，當生 產該種規格的鋼管時，單擊「讀取參數」再把該種規格鋼管的輥子位置值從ACCESS資料庫 中讀出來顯示到WINCC畫面上，WINCC自動關聯到S7-300的DB塊中，由可編程控制器PLC2 控制調整不同輥的位置，以生產不同規格的鋼管。B4、畫面中還顯示機組上各限位開關是否有信號，如果有信號，相應指示變成綠 色，否則是紅色。綜上所述，安裝有WINCC組態軟體的工控機1在工廠中不僅可以直觀的顯示出設 備的組成，運行情況，還可以把採集的數據記錄存儲到資料庫中，當需要用時再通過條件檢 索出來提供給現場設備。
權利要求
1.一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統，包括一臺工控機(1)、可編程控制器 PLC O)，其特徵在於還包括電機編碼器(3)，所述的工控機(1)上安裝有通訊卡，所述的 工控機(1)通過通訊卡與可編程控制器PLCQ)連接，所述的可編程控制器PLCQ)通過 PR0FIBUS-DP總線網絡與多個電機編碼器(3)串聯連接；所述的工控機(1)是安裝有西門 子的組態軟體WINCC和Microsoft Office ACCESS 2003資料庫為基礎開發的鋼管空彎成 型機組孔型調整控制軟體的工控機(1)。
2.根據權利要求1所述的一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統，其特徵在於所 述的多個電機編碼器C3)為50-80個電機編碼器(3)。
3.根據權利要求1所述的一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統，其特徵在於所 述的可編程控制器PLCQ)採用S7-300可編程控制器，所述的通訊卡採用CP5611通訊卡。
4.一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統的控制方法，其特徵在於包括以下步驟A、WINCC組態軟體中建立I/O變量並讀寫可編程控制器PLCQ)通過ftOfibus DP總線網絡分別讀取不同的電機編碼器(3)的 轉數、並經過相應的換算公式轉換成不同輥的實際位置值，在工控機上的Wincc畫面上顯 示不同輥的位置設定值和讀取的實際位置值、限位開關檢測信號、電機報警信號等，將這些 數值或信號在WINCC變量管理器中建立I/O變量，並指定在可編程控制器PLC (2)中相應的 地址，WINCC通過通訊驅動程序SIMATIC S7 Protocol Suite的Profibus通訊方式無縫的 連接到乂印7 v5. 4的變量上，實現對不同輥的實際位置值和一些二進位的報警變量實時 讀寫，同時報警變量由原來的多個二進位變量變成由字組成的幾個變量；B、工控機(1)上的WINCC根據變量狀態在畫面上做出相應顯示工控機(1)上的WINCC畫面將空彎成型機組的機械圖通過處理以後插入到畫面中， 並且一直顯示在畫面中，當選中的電機運行時，相應輥或電機變成綠色，根據讀取的1/0變 量，用輸入輸出框把不同輥的位置值顯示在畫面上，根據信號狀態用顏色變化指示電機、限 位開關的狀態，畫面上控制電機正、反轉的100多個按鈕控制的變量減少為4個按鈕控制的 4個變量，這4個變量通過和所選電機號的組合，來控制不同電機正、反轉，調整不同輥的位 置；C、寫數據到資料庫中運行工控機(1)上的操作界面，當調試好機組的孔型後，工控機(1)通過VBS腳本把不 同輥的位置值寫到工控機(1)的ACCESS資料庫中；D、讀資料庫中的數據到畫面並寫到可編程控制器PLC(2)中當生產時，工控機(1)通過VBS腳本把資料庫中的不同輥的位置值讀到工控機(1)的 WINCC畫面上，WINCC自動將這些輥的位置值寫到可編程控制器PLC (2)的DB塊中；E、運行可編程控制器PLCQ)根據DB塊中的不同輥的位置值控制現場電機運行，調整出不同 孔型，生產出不同規格的鋼管。
全文摘要
本發明公開了一種鋼管空彎成型機組自動調整控制系統及其控制方法，所述的系統包括一臺工控機、可編程控制器PLC和電機編碼器，所述的工控機上安裝有通訊卡、並通過通訊卡與可編程控制器PLC連接，所述的可編程控制器PLC通過PROFIBUS-DP總線網絡與多個電機編碼器串聯連接；所述的工控機是安裝有以西門子的組態軟體WINCC為基礎開發的鋼管空彎成型機組孔型調整控制軟體的工控機。本發明採用工控機、可編程控制器PLC和電機編碼器這些硬體結合起來，降低了設備成本，使設備成本減少到了原來的1/4。由於本發明在工控機上安裝了WINCC組態軟體，從而實現數據存儲讀取方便，方便快速調整機組孔形，提高生產效率。
文檔編號G05B19/18GK102091731SQ201010567380
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者任麗麗, 馬麗, 高國鴻 申請人:大連三高重工設備有限公司