拉丝机监控系统设计毕业设计

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1、拉丝机监控系统设计毕业设计目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1研究目的及意义11.2国内外发展情况21.3研究内容52方案选择及PID控制原理72.1基本工艺流程72.2方案一82.3方案二92.4恒定张力的PID控制原理103拉丝机参数的运算123.1拉丝机算法的原理123.2各卷筒转速比的确定123.3拉拔力矩的计算14V4电控系统的硬件配置及连接174.1S7-200概述及结构、原理介绍174.2TD200概述及结构、原理介绍224.3MD320概述及结构原理介绍275电控系统的软件实现375.1电控系统主程序设计37

2、5.2子程序设计38结论42参考文献44致谢44附录146附录260VV山东科技大学学士学位论文绪论V山东科技大学学士学位论文绪论1绪论1.1研究目的及意义83山东科技大学学士学位论文绪论随着国民经济的快速发展，国家建设对能源的需求日益加大，经济发展对能源的需求与我国目前的能源紧缺状况存在着巨大的矛盾，已成为制约我国现代化进程的主要因素。人口、能源和环境的和谐发展，是我们全人类共同追求的目标，而在我们当今的能源领域，节能与环保则成为最热门的话题之一。拉丝机作为拉丝行业的主要设备，其运行状况的优化也受到越来越多的重视，然而国内拉丝机自

3、动控制系统普遍落后，虽然大部分拉丝机对关键运行工况参数进行了控制，但仅是满足工艺要求，没有考虑拉丝机的优化运行，与国外先进水平相比有不少的差距。因此，对其运行工况进行优化，提高拉丝机的工作效率、降低电力能耗，对整个拉丝行业降低生产成本和节能降耗意义重大。在提高产品质量、保持系统稳定运行的同时，还可以较短时间内收回改造投资，是一项低投入、高产出的举措。83山东科技大学学士学位论文绪论传统的拉丝机控制系统和国外相比普遍落后，不仅拉丝质量不高，而且耗能大，自动化控制水平较低。近些年来，PLC和变频器的出现，对整个工业部门产生了重大的影响，

4、本设计根据传统工艺流程，利用西门子s7-200和汇川公司生产的通用变频器，重新设计了拉丝机的电气控制系统，并利用西门子的人机界面TD200对拉丝机进行监控和控制。，减少了人力物力，提高了效率。通过本系统设计，使其达到了节能减排的目标，升降速及稳态运行时拉拔平稳，停机、短线现象少，产品满足工艺要求，达到降低成本，维护方便的目的，大大提高拉丝机的自动化水平，使其取得良好的经济效益。1.2国内外发展情况1.2.1拉丝机的种类1）滑轮式拉丝机它是一种可积线的无滑动干式连续拉丝机；在拉拔过程中，在卷筒圆周方向钢丝与卷筒表面沿卷筒圆周方向没有相

5、对滑动，两者表面磨损量相对较小，并且当中间某一卷筒临时停车时，其后面的卷筒仍可依靠各自的积线量照常工作一段时间。该机型具有结构简单，操作、维护方便，制造成本低等优点，同时具有一定的积线系数，钢丝在卷简上停留的时间较长，有利于钢丝的充分冷却。但过线导轮较多，不仅增加了钢丝的弯曲次数，而且卷筒的积、放线使钢丝在拉拔过程中沿自己轴线产生扭转，严重影响了钢丝的内在质量和表面质量。滑轮式拉丝机的这种特点，决定了该机型只适合于拉拔中、小规格，质量和强度要求相对较低的钢丝和其它金属丝。2）双卷筒式拉丝机由于滑轮式拉丝机在拉拔过程中钢丝会产生扭转现

6、象，因而在滑轮式拉丝机的基础上发展了双卷筒式拉丝机。该机型具有滑轮拉丝机的优点，并消除了钢丝在拉拔过程中的扭转现象，钢丝在卷筒上的冷却效果更好。83山东科技大学学士学位论文绪论双卷筒式拉丝机与滑轮式拉丝机一样，导轮较多，特别是上、下卷筒之间的中间过线导轮，使钢丝通过它时产生180。弯曲，故不适合拉拔大规格强度高的钢丝；机器操作不如滑轮式方便，而且上、下卷筒间的磨擦环及导线轮等零部件转动惯量很大，限制了拉拔速度的提高。该机型属于由滑轮式拉丝机向更高等级拉丝机发展的过渡机型，适合拉拔中、小规格钢丝。3）活套式拉丝机为了进一步提高钢丝的质

7、量和拉拔速度，发展了活套式拉丝机，它也是一种无滑动拉丝机；它简化了各卷筒之间钢丝所走的路线，在拉拔过程中钢丝不会产生轴向扭转，并且由于采用了直流电机拖动，能够实现较大范围无级调速，扩大了卷筒之间延伸率的选用范围，拉丝机能在最合理的工作状态下运行。而且活套在拉拔过程中对每一个卷筒都产生了一个拉力或反拉力。在有活套拉力和有活套反拉力的拉拔中，能使拉拔力减小，延长拉丝模寿命并减少动能消耗活套式拉丝机是一种能自动调速的连续拉丝机，从理论上讲，在钢丝对压缩率的承受极限和机器的力能参数以内，只要总的工艺压缩率大于或等于机器总压缩率，对任何一种工

8、艺配模机器都可以自动调整完成拉拔过程。因此活套式拉丝机是一种比较先进的拉丝机，适合拉拔中小规格的高强度钢丝和合金钢丝。活套式拉丝机的缺点是由于采用直流拖动，电气调速系统杂，机器的制造成本高，维修难度较大对不同规格品种的钢丝拉拔时需调整