[发明专利]钢管扩径机组自动控制系统

说明书

技术领域 本发明涉及专用于钢管扩径机组的自动控制系统。

背景技术 钢管扩径机是输送油、气直缝钢管生产线必备的专用设备。它的作用有下述三点：其一，对钢管径向进行扩张达到精确的圆度和直径；其二，消除钢管在冷轧过程中产生的杂乱应力，增加材料的屈服强度；其三，对焊缝进行一次检验。钢管扩径机对钢管的扩径是分段进行的：钢管由送进车分步送进扩径头，扩径头分段对钢管进行扩径，直到把全长钢管扩完。

钢管扩径机组是申请人研制的国内首创的大型成套设备；机械设备由夹钳送进车，校直机，扩径头，前、后冲洗装置，第一横移车、第二横移车和扩径头主油箱等部分组成；机械设备的各部分由相应的液压系统和机械设备的电气控制来完成相应的工作职能；因机械设备结构庞大、系统繁杂，对电气控制系统的要求很高。

钢管扩径机组主要工作过程有：第一横移车把钢管运送前冲洗旋转滚上；前冲洗装置对钢管冲洗后再运送到扩径中心线上，落到对焊缝旋转辊上；夹钳送进车夹住钢管焊缝处上升举起钢管，将钢管送进扩径头；喷雾装置喷射雾状润滑油至钢管内壁对钢管内壁润滑；钢管被送到位后由主机即扩径机扩径；校直机对钢管校直；第二横移车送钢管到后冲洗工位，由后冲洗装置冲洗钢管后经出料辊道送走。

为了实现钢管扩径机组的工作过程，申请人需要设计制作一套钢管扩径机组专用的自动控制系统，以完成对钢管扩径机组工作的控制。

发明内容 本发明要解决的技术问题在于提供一种钢管扩径机机组的自动控制系统，实现钢管扩径机工作过程的自动化控制。

该系统采用可编程控制器，控制和通讯总线(又称为CC-link，即Controland Communication-Link)，变频器总线控制，伺服电机伺服系统总线控制(又称为SSCNET，即Servo System Controller Network)，以及人机界面(又称为HMI，即Human Machine Interface)等技术系统集成为结构化、模块化的硬件系统和根据硬件系统及钢管扩径机组的自动工艺流程编写的结构化、模块化的软件系统。

本发明所提供的钢管扩径机组的自动控制系统，包括硬件系统和软件系统；硬件系统包括用于控制机械设备和液压系统的自动控制系统、和用于控制机械设备的电气设施的十个站柜或箱以及人机界面；十个站柜或箱是夹钳送进车主站柜、校直机从站柜、扩径头比例控制从站柜、横移冲洗从站柜、校直机主控从站柜、液压总站柜、主操作台从站柜、横移A车从站箱、横移B车从站箱和后冲洗从站箱；十个站柜或箱以及人机界面之间均通过CC-link总线链接；软件系统及硬件系统与钢管扩径机组自动工艺流程相适配。

夹钳送进车主站柜主要由中央处理器CPU、CPU电源、CC—Link主站模块、SSCNET定位模块、送进车前后运行高速计数模块、送进车远程I/O模块即输入/输出模块和送进车驱动变频器组成；模块之间经CC-link总线依次链接；

校直机从站柜主要由校直机高速计数模块和三组远程I/O模块组成；模块之间经CC-link总线依次链接；

扩径头比例控制从站柜主要由扩径D/A转换模块即数/模转换模块，扩径A/D转换模块即模/数转换模块，扩径远程I/O模块组成；模块之间经CC-link总线依次链接；

横移冲洗从站柜主要安装有前冲洗旋转辊变频器、对焊缝旋转辊变频器、横移A车变频器和横移B车变频器；该从站柜的变频器之间经CC-link总线依次链接；

校直机主控从站柜主要由校直机驱动辊变频器、校直机远程I/O的输入模块、校直机远程I/O的输出模块组成；该从站柜的电器元、部件之间经CC-link总线依次链接；

液压总站柜主要由总站油泵远程I/O输入输出模块、总站远程I/O输出模块组成；模块之间经CC-link总线依次链接；

主操作台从站柜主要由数个操作远程I/O输入输出模块组成；模块之间经CC-link总线依次链接；

横移A车从站箱主要由A车远程I/O的输出模块、A车远程I/O的输入模块组成；模块之间经CC-link总线链接；

横移B车从站箱主要由B车远程I/O的输出模块、B车远程I/O的输入模块组成；模块之间经CC-link总线链接；

后冲洗从站箱主要由后冲洗辊道变频器、后冲洗远程I/O输入输出模块组成；变频器、模块之间经CC-link总线依次链接；

中央处理器CPU、伺服定位模块SSCNET、校直机高速计数模块、扩径D/A转换模块、扩径A/D转换模块、前冲洗旋转辊变频器通过CC-link总线链接；中央处理器进行数据交换。