专利名称：一种钢管空弯成型机组孔型调整控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管成型机组孔型调整控制系统，特别是一种钢管空弯成型机组 孔型调整控制系统及其控制方法。
背景技术：
目前，钢管空弯成型机组孔型调整的控制系统在硬件上采用伺服、可编程控制器 PLC和触摸屏相结合来调整机组，这样产生以下不足1.用伺服控制使设备造价昂贵；2.编辑触摸屏的软件数据存储功能不是很方便，只能存储到可编程控制器PLC的 DB块中或文件中；3.由于机组中采用的电机数目较多，画面中会使用很多按钮来调整电机的正反 转，实现不同辊子位置的变化，形成不同规格钢管的孔型，I/O变量也相对较多，触摸屏的通 讯速度也有限，使通讯速度相对较慢；4.用触摸屏软件简单的画出机组孔型，也不是很直观。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种造价低廉、数据存储方便、减 少I/O变量、提高通讯速度和显示界面更形象直观的钢管空弯成型机组自动调整控制系统 及其控制方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统，包括一台工控机、可编程控制器PLC， 还包括电机编码器，所述的工控机上安装有通讯卡，所述的工控机通过通讯卡与可编程控 制器PLC连接，所述的可编程控制器PLC通过PR0FIBUS-DP总线网络与多个电机编码器 串联连接；所述的工控机是安装有西门子的组态软件WINCC和Microsoft Office ACCESS 2003数据库为基础开发的钢管空弯成型机组孔型调整控制软件的工控机。本发明所述的多个电机编码器为50-80个电机编码器。本发明所述的可编程控制器PLC采用S7-300可编程控制器，所述的通讯卡采用 CP5611通讯卡。一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统的控制方法，包括以下步骤A、WINCC组态软件中建立I/O变量并读写可编程控制器PLC通过ftOfibus DP总线网络分别读取不同的电机编码器的转 数、并经过相应的换算公式转换成不同辊的实际位置值，在工控机上的Wincc画面上显示 不同辊的位置设定值和读取的实际位置值、限位开关检测信号、电机报警信号等，将这些数 值或信号在WINCC变量管理器中建立I/O变量，并指定在可编程控制器PLC中相应的地址， WINCC组态软件通过通讯驱动程序SIMATIC S7 Protocol Suite的Profibus通讯方式无缝 的连接到乂印7 v5. 4的变量上，实现对不同辊的实际位置值和一些二进制的报警变量实时读写，同时报警变量由原来的多个二进制变量变成由字组成的几个变量；B、工控机上的WINCC组态软件根据变量状态在画面上做出相应显示工控机上的WINCC画面将空弯成型机组的机械图通过处理以后插入到画面中，并 且一直显示在画面中，当选中的电机运行时，相应辊或电机变成绿色，根据读取的I/O变 量，用输入输出框把不同辊的位置值显示在画面上，根据信号状态用颜色变化指示电机、限 位开关的状态，画面上控制电机正、反转的100多个按钮控制的变量减少为4个按钮控制的 4个变量，这4个变量通过和所选电机号的组合，来控制不同电机正、反转，调整不同辊的位 置；C、写数据到数据库中运行工控机上的操作界面，当调试好机组的孔型后，工控机通过VBS脚本把不同 辊的位置值写到工控机的ACCESS数据库中；D、读数据库中数据记录到WINCC画面并写到可编程控制器PLC中当生产时，工控机通过VBS脚本把不同辊的位置值从数据库中读到工控机的 WINCC画面上，WINCC组态软件自动将这些辊的位置值写到可编程控制器PLC的DB块中；E、运行可编程控制器PLC根据DB块中的不同辊的位置值控制现场电机运行，调整出不同 孔型，生产出不同规格的钢管。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果1、本发明采用工控机、可编程控制器PLC和电机编码器这些硬件结合起来，降低 了设备成本，使设备成本减少到了原来的1/4。2、本发明采用在工控机安装WinCC组态软件和Microsoft Office ACCESS2003 数据库，工控机上的WINCC组态软件通过自带的VBS脚本实现把从可编程控制器PLC中读 取的不同辊的位置值存储到ACCESS数据库中，界面中“保存参数”按钮是用VBS脚本实现 的，程序中用klect SQL语句按界面上输入的“管径”和“壁厚”检索数据库中数据记录是 否存在，如果不为记录尾，表示记录存在，则用Update语句修改原记录；如果不存在，则用 Insert语句插入新记录到数据库中。生产不同规格钢管时WINCC界面中“读取参数”按钮 将根据界面中的“管径”、“壁厚”为条件，用％16(^ where SQL语句将不同辊的位置值数据 记录从ACCESS数据库中读出来，写到WINCC的界面，WINCC直接写到可编程控制器PLC的 DB块中，由可编程控制器PLC控制电机运行，调整不同辊的位置，如果记录不存在，则弹出 消息提示框，提示数据记录不存在。通过上述方法，从而实现数据存储读取方便，方便快速调整机组孔形，提高生产效 率；3、本发明将控制电机正、反转的所有按钮减少为4个按钮及变量，将报警变量的 二进制变量变成由字组成的变量，从而减少了很多二进制变量个数，提高了通讯速度；4、本发明将空弯成型机组的机械图通过处理插入到画面中，从而可以直观的看到 不同辊子在机架上的具体位置，使设备一目了然。
本发明共有附图3张，其中
4
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的程序流程图。图3是本发明的工控机界面示意图。图中1、工控机，2、可编程控制器PLC，3、电机编码器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种钢管空弯成型机 组自动调整控制系统，包括一台工控机1、可编程控制器PLC2，还包括电机编码器3，所述的 工控机1上安装有通讯卡，所述的工控机1通过通讯卡与可编程控制器PLC2连接，所述的 可编程控制器PLC2通过PR0FIBUS-DP总线网络与多个电机编码器3串联连接；所述的工控 机1是安装有西门子的组态软件WINCC和Microsoft Office ACCESS 2003数据库为基础开 发的钢管空弯成型机组孔型调整控制软件的工控机1。所述的多个电机编码器3为50-80 个电机编码器3。所述的可编程控制器PLC2采用S7-300可编程控制器，所述的通讯卡采用 CP5611通讯卡。一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统的控制方法，包括以下步骤A、WINCC组态软件中建立I/O变量并读写可编程控制器PLC2通过ftOfibus DP总线网络分别读取不同的电机编码器3的 转数、并经过相应的换算公式转换成不同辊的实际位置值，在工控机上的Wincc画面上显 示不同辊的位置设定值和读取的实际位置值、限位开关检测信号、电机报警信号等，将这些 数值或信号在WINCC变量管理器中建立I/O变量，并指定在可编程控制器PLC2中相应的地 址，WINCC通过通讯驱动程序SIMATIC S7 Protocol Suite的Profibus通讯方式无缝的连 接到乂印7 v5. 4的变量上，实现对不同辊的实际位置值和一些二进制的报警变量实时读 写，同时报警变量由原来的多个二进制变量变成由字组成的几个变量；B、工控机1上的WINCC根据变量状态在画面上做出相应显示工控机1上的WINCC画面将空弯成型机组的机械图通过处理以后插入到画面中， 并且一直显示在画面中，当选中的电机运行时，相应辊或电机变成绿色，根据读取的1/0变 量，用输入输出框把不同辊的位置值显示在画面上，根据信号状态用颜色变化指示电机、限 位开关的状态，画面上控制电机正、反转的100多个按钮控制的变量减少为4个按钮控制的 4个变量，这4个变量通过和所选电机号的组合，来控制不同电机正、反转，调整不同辊的位 置；C、写数据到数据库中运行工控机1上的操作界面，当调试好机组的孔型后，工控机1通过VBS脚本把不 同辊的位置值写到工控机1的ACCESS数据库中；D、读数据库中的数据到画面并写到可编程控制器PLC2中当生产时，工控机1通过VBS脚本把数据库中的不同辊的位置值读到工控机1的 WINCC画面上，WINCC自动将这些辊的位置值写到可编程控制器PLC2的DB块中；E、运行可编程控制器PLC2根据DB块中的不同辊的位置值控制现场电机运行，调整出不 同孔型，生产出不同规格的钢管。
如图3所示，本发明工作时，在工控机1的主画面上设置不同按钮进行不同机架画 面的切换，为了更形象的反映成型机组的实际情况，每个机架做为一个画面，画面中插入相 应机架的示意图，并设有不同辊位置的设定值和实际值。本发明工控机1主画面的主要操 作步骤如下Bi、当需要调整某个辊子时，首先需要将“工作方式”选择为“手动”，再选择画面中 的相应的辊子或电机，单击画面中的相应的方向按钮来控制电机的正反转，即可调整辊子 的位置。当选中该辊子或电机时，它的颜色会相应变成绿色，表示选中状态，没有选中的将 是灰色，如果电机有报警，它将会变成红色。选中的相应的电机编号在“线控电机有效位”处 显示出来。B2、在画面中，为了自动调整不同辊的位置，设有不同辊位置的输入框，如果将“工 作方式”选为“自动”时，并输入了每个辊子位置设定值，可编程控制器PLC2会根据所选的 机架来自动调整不同辊的相对位置。B3、当调试不同规格的钢管时，输入管径、壁厚相关参数，当调整好辊子的位置，调 好钢管孔型后，单击“保存参数”按钮，把相应的辊子位置值存储到ACCESS数据库中，当生 产该种规格的钢管时，单击“读取参数”再把该种规格钢管的辊子位置值从ACCESS数据库 中读出来显示到WINCC画面上，WINCC自动关联到S7-300的DB块中，由可编程控制器PLC2 控制调整不同辊的位置，以生产不同规格的钢管。B4、画面中还显示机组上各限位开关是否有信号，如果有信号，相应指示变成绿 色，否则是红色。综上所述，安装有WINCC组态软件的工控机1在工厂中不仅可以直观的显示出设 备的组成，运行情况，还可以把采集的数据记录存储到数据库中，当需要用时再通过条件检 索出来提供给现场设备。
权利要求
1.一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统，包括一台工控机(1)、可编程控制器 PLC O)，其特征在于还包括电机编码器(3)，所述的工控机(1)上安装有通讯卡，所述的 工控机(1)通过通讯卡与可编程控制器PLCQ)连接，所述的可编程控制器PLCQ)通过 PR0FIBUS-DP总线网络与多个电机编码器(3)串联连接；所述的工控机(1)是安装有西门 子的组态软件WINCC和Microsoft Office ACCESS 2003数据库为基础开发的钢管空弯成 型机组孔型调整控制软件的工控机(1)。
2.根据权利要求1所述的一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统，其特征在于所 述的多个电机编码器C3)为50-80个电机编码器(3)。
3.根据权利要求1所述的一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统，其特征在于所 述的可编程控制器PLCQ)采用S7-300可编程控制器，所述的通讯卡采用CP5611通讯卡。
4.一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤A、WINCC组态软件中建立I/O变量并读写可编程控制器PLCQ)通过ftOfibus DP总线网络分别读取不同的电机编码器(3)的 转数、并经过相应的换算公式转换成不同辊的实际位置值，在工控机上的Wincc画面上显 示不同辊的位置设定值和读取的实际位置值、限位开关检测信号、电机报警信号等，将这些 数值或信号在WINCC变量管理器中建立I/O变量，并指定在可编程控制器PLC (2)中相应的 地址，WINCC通过通讯驱动程序SIMATIC S7 Protocol Suite的Profibus通讯方式无缝的 连接到乂印7 v5. 4的变量上，实现对不同辊的实际位置值和一些二进制的报警变量实时 读写，同时报警变量由原来的多个二进制变量变成由字组成的几个变量；B、工控机(1)上的WINCC根据变量状态在画面上做出相应显示工控机(1)上的WINCC画面将空弯成型机组的机械图通过处理以后插入到画面中， 并且一直显示在画面中，当选中的电机运行时，相应辊或电机变成绿色，根据读取的1/0变 量，用输入输出框把不同辊的位置值显示在画面上，根据信号状态用颜色变化指示电机、限 位开关的状态，画面上控制电机正、反转的100多个按钮控制的变量减少为4个按钮控制的 4个变量，这4个变量通过和所选电机号的组合，来控制不同电机正、反转，调整不同辊的位 置；C、写数据到数据库中运行工控机(1)上的操作界面，当调试好机组的孔型后，工控机(1)通过VBS脚本把不 同辊的位置值写到工控机(1)的ACCESS数据库中；D、读数据库中的数据到画面并写到可编程控制器PLC(2)中当生产时，工控机(1)通过VBS脚本把数据库中的不同辊的位置值读到工控机(1)的 WINCC画面上，WINCC自动将这些辊的位置值写到可编程控制器PLC (2)的DB块中；E、运行可编程控制器PLCQ)根据DB块中的不同辊的位置值控制现场电机运行，调整出不同 孔型，生产出不同规格的钢管。
全文摘要
本发明公开了一种钢管空弯成型机组自动调整控制系统及其控制方法，所述的系统包括一台工控机、可编程控制器PLC和电机编码器，所述的工控机上安装有通讯卡、并通过通讯卡与可编程控制器PLC连接，所述的可编程控制器PLC通过PROFIBUS-DP总线网络与多个电机编码器串联连接；所述的工控机是安装有以西门子的组态软件WINCC为基础开发的钢管空弯成型机组孔型调整控制软件的工控机。本发明采用工控机、可编程控制器PLC和电机编码器这些硬件结合起来，降低了设备成本，使设备成本减少到了原来的1/4。由于本发明在工控机上安装了WINCC组态软件，从而实现数据存储读取方便，方便快速调整机组孔形，提高生产效率。
文档编号G05B19/18GK102091731SQ201010567380
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者任丽丽, 马丽, 高国鸿 申请人:大连三高重工设备有限公司