本科 毕业设计 全自动热熔焊接机控制系统设计论文.doc

1毕业设计(论文)任务书课题名称全自动热熔焊接机控制系统设计学院自动化学院专业一、毕业设计（论文）的内容本课题利用可编程控制器（PLC）设计开发出能够准确快捷地进行管道焊接同时对整个焊接过程进行参数跟踪，在焊接环节出错时更可以进行报警警示的全自动热熔焊接机。主要是用可编程控制器（PLC）和各种传感器，A/D转换模块组成的控制系统实现对热熔焊接机的全自动控制。二、毕业设计（论文）的要求与数据本课题利用可编程控制器（PLC）设计全自动热熔焊接机系统，此系统在能够实时检测焊接过程中的各项参数，并能根据偏差调整输出参数。除了实现参数跟踪能力外，此系统还需实现对焊接过程中的出错环节进行报警警示，从而实现最大限度的自动化，为实际施工的焊接工作提供高性能而又使用方便快捷的焊接系统。三、毕业设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段名称日期1查阅资料3月15日3月31日2学习相关知识，元器件选择、确定方案4月1日4月30日23电气连接图、程序设计初步成型5月1日5月30日4修改、调试6月1日6月8日5定型、论文6月8日6月13日四、应收集的资料及主要参考文献1、LG产品介绍。LG公司2、赵继文，何玉彬主编。传感器与应用电路设计。科学出版社，2001年3、孙肖明，刘刚主编。传感器及其应用。电子出版社，2001年4、林德杰主编。电气测试基础。机械工业出版社，2001年5、邓则名，邝橞芳，程良伦。电器与可编程控制器应用技术。机械出版社，2002年6、孙炳达，梁志坤。自动控制原理。机械工业出版社，2002年7、徐德主编。可编程控制器应用技术。北京工业出版社，2001年8、陈克定。电气控制与可编程控制器。华南理工大学出版社，2001年9、丁振生。传感器及其技术应用。电子工业出版社，1999年10、邵裕森。过程控制及仪表。上海交大出版社，1999年11、孙扬声。自动控制理论。水利电力出版社，1991年12、方承远。工厂电气控制技术。机械工业出版社，1999年13、曹柱中，徐薇莉。自动控制理论及设计。上海交到出版社，1997年3摘要本课题主要研究的方向是怎样利用可编程序控制器和各种传感器组成的控制系统对热熔焊接机实现在焊前准备，吸热阶段，转换阶段，参数跟踪能力，报警等功能的自动控制。全自动热熔焊接机比传统的焊接机更自动化，使用更加方便，简单。该全自动焊接机采用参数闭环回路设计，系统可以在焊接过程的每一阶段实时监测参数，并根据偏差调整调整各个阶段的压力和时间参数，这很大程度上提高了焊接的可靠性和效率。它在每个环节开始结束都会对操作人员进行提示。比以往旧式的焊接机有了多项的改进。最大限度的满足当今施工的高要求。另外，在本项目设计当中，我们考虑到每种器件的经济效益和性能。并对可编程控制器，转换模块、温度传感器、压力传感器,打印机,显示屏进行分析和介绍,选取符合项目要求的器件。关键字:LG-PLC热熔焊接传感器模拟模块【Abstract】Thedesignoffull-automaticandhottomelttheweldingmachineThisprojectutilizesthepowerfulindustrycontroldevicewhichincommonandeasyuse-theProgrammablecontroller(PLC)isit。Themachinecanaccuratetocarryonpipelineweldingatthesametimetoweldcoursegoonparameterfollowentirelyswifttodesign,italsocancarryonwhatnewspaperwarnfull-automatictomelttheweldingmachinewhilebeinghotevenmorewhileitmakesmistakestoweldthelink。Comparewithsomeweldingmachineincommonuseatpresent,themodelprepareandheatabsorption,change,isitcoolthreestage,etc.weldlinkkindmoreapparentlytoautomizetoweldbeforenotwelding,meettothemaximumextentitnowadaysconstructiontoweldautomationandgettingconvenientandswiftdemandofcourse,thefunctionis4nototherweldingmachineevenmorethatitspeculiarparameterisfollowedandthenewspaperiswarned,etcWeconsidereconomicbenefitsprojectperformancecombineandeconomicbenefitsofpackagealsoinprojectdesign.Thisprojectdesignbook,stilltothisLGcontrollerusedofmodel,temperature,pressuresensor,simulation,communicationmoduleandtheprinter,displayscreenhavecertainintroductionandanalysis.【KeyWord】LG-PLCHotmelted-weldingSensorSimulationmodule5目录绪论第一章：设计要求及其功能11.1：热熔焊接简介11.2：项目要求21.3：全自动型热熔焊接机控制功能2第二章：控制系统硬件选择及其方案定型42.1：可编程序控制器（PLC）的选择42.2：传感器的简介和应用选择102.3：外围设备的应用选择14第三章：PLC端口分配图和主电路图19第四章：程序设计214.1：工作步骤设想214.2：包含程序设想214.3：程序流程图224.4:自动工作下的程序诠释27第五章:技术难点及其解决方法29第六章:项目小结33附录1:程序梯形图34附录2:致谢39附录3:参考资料406绪论随着人们对生活起居舒适性的不断追求和社会对生产施工自动化、电气化的更进一步要求，依赖管道进行输送与传接物质的系统和工程越来越多，而与此应运而生的管道焊接问题也日益显现于人们面前，社会各方面也一直致力于这方面的研究和开发创造。管道焊接技术一直在不断的改进与完善中，它经历了从手动焊接、简单机器辅助焊接到现在的半自动或近似与全自动焊接的过程。现行的焊接机大都为半自动型或者是相对程度上的全自动型，而这些焊接机在实际的施工中总存在一定的缺陷和不足，在使用方便性和适应工作情境范围等方面已经不适应于现今工程施工的各方要求，施工速度及施工效益也为之大大削弱，因此研制开发适应现代施工需要的具有更高优越性、实用性的真正意义上的全自动焊接机势在必行。鉴于以上情况本项目致力于研制创造出一种比现行各种焊接机（特别是现在较普遍使用的热板自动提升型焊接机）使用更方便性能更优越的焊接机全自动热熔焊接机。与目前较通用一些焊接机相比，此种机型将在焊前准备及吸热、转换、焊接冷却三阶段等焊接环节中更显自动化，并使其最大限度地适应的当今施工对焊接自动化及其过程的方便快捷性的高需求，同时研发出了参数跟踪功能及报警警示功能等其它焊接机所没有的优越性能。相信此种焊接机将以其基础功能及特有的先进功能为焊接行业所欢迎。7第一章：设计要求及其功能1.1热熔焊接简介1.1.1认识热熔焊接1热熔焊接是放热熔接的一种，它利用物理反应（放热反应）时产生高热来完成熔接的一种方法。2热熔焊接物理反应速度非常快，仅几秒就可以完成焊接，产生热量极高可以有效的传导至熔接部位，使其熔为一体，形成分子结合。它无须其他任何热能，若用于接地线路金属导体的连接是最好的方法。3放热熔焊主要可焊接纯铜、黄铜、青铜、紫铜、铜包钢、纯铁、不锈钢、锻铁、镀锌钢铁、铸铁等。1.1.2热熔焊接特性与优点1.焊接点像铜一样，是分子结合，没有机械性压力，不会松弛、不会老化，不受腐蚀性产物的影响。2.能经受反复多次的大浪涌（故障）电流而不退化；3.焊接点的载流能力（熔点）与导线的载流能力相等。4.进行焊接时，无需外接电源或热源。5.从外观便能核查焊接的质量。6.供焊接用材料很轻，携带方便。7.焊接方法简单，易于学习掌握。8.放热熔焊在几秒钟之内完成快速焊接。9.可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热源材料。1.1.3热熔焊接应用塑料管材具有质量轻、有良好的耐腐蚀性，寿命长，管道的气密性较好，管道表面光滑，粗糙度小，输送流体阻力小，在现代化施工中具有广泛的应用。1.防雷及浪涌保护2.电脑网络建设3.电气设备接地工程处理4.铁路、高速公路、石化工程建设5.智能化大厦建设，暖通空调。6阴极保护7朔料燃气管道88市政、建筑给排水工程9.石油化工1.2项目要求该全自动型热熔焊接机采用参数闭环回路设计，系统在焊接过程中实时监测焊接过程中的实际参数，并根据偏差调整输出参数，不同于其他热熔自动焊接机，不监测焊接过程中的实际参数，只是根据预设的参数对管材进行焊接，焊接完后打印出来的参数也只有一种参数。1.3全自动型热熔焊接机控制功能全自动热熔焊接机使用更方便，性能更优越，与目前较通用一些焊接机相比特别是是现在较普遍使用的热板自动提升型焊接机，此种机型将在焊前准备及吸热、转换、焊接冷却三阶段等焊接环节中更显自动化，并使其最大限度地适应的当今施工对焊接自动化及其过程的方便快捷性的高需求。表1热板自动提升型焊接机和全自动型热熔焊接机控制功能对照表焊接过程比较项目热板自动提升型焊接机全自动型热熔热熔接机焊前准备待焊管材夹装人工：要求管材待焊端面伸出卡盘的部分长度为3cm人工：管材待焊端面伸出卡盘的部分长度由机器控制拖动刀计算人工机器自动铣刀放置与移走人工人工铣刀的启动人工机器控制两待焊端面错位调整人工人工所有机架开合操作人工通过液压单元控制机器控制吸热阶铣削后二次拖刀计算人工机器控制热板温度控制机器控制机器控制热板就位人工人工压力控制人工通过液压单元控制机器控制9段卷边时间计时器控制机器控制转换阶段机架开合操作人工通过液压单元控制机器控制热板弹出操作机器控制机器控制参数跟踪功能参数打印功能能打印焊接过程中详细施工参数,如:设备编号、焊口编号、日期时间、操作者编号、信息记录、管材1编号、管材1生产厂家、管材1材料编号、管材2材料编号、管材2生产厂家管材2材料编号、焊接地点、环境温度、焊接方式、焊接参数标准PE材质、管材直径、管材壁厚系列、热板温度、机架类型、拖动压力、卷边阶段设定压力、卷边阶段实际压力卷边阶段设定时间、卷边阶段实际时间吸热阶段设定压力、吸热阶段实际压力吸热阶段设定时间、吸热阶段实际时间热板弹出阶段转换时间、对接压力上升时间焊接冷却阶段设定压力、焊接冷却阶段实际压力焊接冷却阶段设定时间、焊接冷却阶段实际时间共计36个参数，如有操作错误或环境因素不适合情况出现时，将会出现错误提示信息。