專利名稱：復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合管焊接成型裝置，更具體地說，涉及一種用于復(fù)合管成
型和焊接的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，適用于雙金屬螺旋復(fù)合管成型焊接多設(shè)備多系統(tǒng)的綜合控制。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外在具有耐腐蝕性，用于輸送氣體、液體等介質(zhì)的復(fù)合管制造技術(shù)，基本 上是首先將不銹鋼板(帶)經(jīng)成型焊接為不銹鋼管，然后將其裝入碳鋼管中，經(jīng)冷拔或冷擴(kuò) 使基覆層緊密結(jié)合為一體而成的復(fù)合管。雙金屬復(fù)合管的成型方法雖然很多，但都具有局 限性。其中復(fù)合管螺旋焊接成型技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合管成型的連續(xù)性、靈活性，它使用材料是 碳鋼和不銹鋼鋼帶，通過對(duì)不銹鋼和碳鋼鋼帶進(jìn)行螺旋復(fù)合焊接成型形成復(fù)合管，具有很 強(qiáng)的實(shí)用性。為了確保螺旋復(fù)合管的成型質(zhì)量，使成型設(shè)備的各機(jī)構(gòu)能夠平穩(wěn)協(xié)調(diào)的運(yùn)作， 設(shè)計(jì)一種用于復(fù)合管成型焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種復(fù)合管焊接成型裝置控制系 統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電氣控制，提高控制的穩(wěn)定性和靈活性。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，主要包括控制面板1、 PLC控制系統(tǒng)2、鋼帶 成型機(jī)成型角調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、管內(nèi)焊接系統(tǒng)4、管外焊接系統(tǒng)5、鋼帶遞送調(diào)節(jié)系統(tǒng)6、驅(qū)動(dòng)模塊 7、傳感器8，以及保護(hù)部分等組成，其中所述的PLC控制系統(tǒng)2采用可編程控制器PLC作為 主控制器對(duì)各部分進(jìn)行總控制，并且通過驅(qū)動(dòng)模塊分別與成型機(jī)、遞送機(jī)和內(nèi)外焊槍焊縫 跟蹤器相連接，總控制系統(tǒng)設(shè)有啟動(dòng)開關(guān)、急停開關(guān)、協(xié)調(diào)控制與子系統(tǒng)調(diào)試切換開關(guān)，為 了便于對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試或局部控制設(shè)置成型機(jī)開關(guān)、遞送機(jī)開關(guān)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤開 關(guān)，在PLC的輸入端連接所需的各種傳感器。其中，所述的鋼帶遞送調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制，采用 兩個(gè)壓力傳感器，其分別置于下遞送棍的兩端下方，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)壓力使兩端的壓力值相等， 從而保證鋼帶的平穩(wěn)遞進(jìn)。其中，在鋼帶螺旋成型的過程中，鋼帶遞送速度與成型速度能夠 自動(dòng)保持一定的關(guān)系，在成型機(jī)下方設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)控制臺(tái)，可用于成型角的適當(dāng)調(diào)節(jié)。其中，所 述的內(nèi)焊槍焊縫跟蹤器采用鋼帶邊沿檢測的方法，可以用于管內(nèi)空間小的焊接場合。 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，提高了控制的穩(wěn)定性和靈活 性，簡單實(shí)用，性能可靠。

圖1為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)框圖 圖2為本實(shí)用新型鋼帶遞送機(jī)及壓力傳感器放置示意圖 圖3為本實(shí)用新型鋼帶成型器成型角調(diào)節(jié)示意圖 圖4為本實(shí)用新型內(nèi)焊系統(tǒng)原理圖
3[0011] 圖5為本實(shí)用新型內(nèi)焊焊縫偏差傳感測量示意圖 圖6為本實(shí)用新型PLC外部接線原理圖 圖7為本實(shí)用新型電器控制接線圖 圖8為本實(shí)用新型控制面板示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 —種復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，如圖1所示，主要包括控制面板1、PLC控制
系統(tǒng)2、鋼帶成型機(jī)成型角調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、管內(nèi)焊接系統(tǒng)4、管外焊接系統(tǒng)5、鋼帶遞送調(diào)節(jié)系
統(tǒng)6、驅(qū)動(dòng)模塊7、傳感器8，以及保護(hù)部分等組成，其特殊之處在于所述的PLC控制系統(tǒng)2
采用可編程控制器PLC作為主控制器對(duì)各部分進(jìn)行總控制，并且通過驅(qū)動(dòng)模塊分別與成型
機(jī)、遞送機(jī)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤器相連接，總控制系統(tǒng)設(shè)有啟動(dòng)開關(guān)、急停開關(guān)、協(xié)調(diào)控制
與子系統(tǒng)調(diào)試切換開關(guān)，為了便于對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試或局部控制設(shè)置成型機(jī)開關(guān)、遞送機(jī)
開關(guān)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤開關(guān)，在PLC的輸入端連接所需的各種傳感器。其中，所述的鋼帶
遞送調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制，采用兩個(gè)壓力傳感器，其分別置于下遞送棍的兩端下方，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)
壓力使兩端的壓力值相等，從而保證鋼帶的平穩(wěn)遞進(jìn)。其中，在鋼帶螺旋成型的過程中，鋼
帶遞送速度與成型速度能夠自動(dòng)保持一定的關(guān)系，在成型機(jī)下方設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)控制臺(tái)，可用于
成型角的適當(dāng)調(diào)節(jié)。其中，所述的內(nèi)焊槍焊縫跟蹤器采用鋼帶邊沿檢測的方法，可以用于管
內(nèi)空間小的焊接場合。 本實(shí)用新型選用西門子S-200系列PLC，除了帶有數(shù)字量I/O為輸入/輸出夕卜，還 帶有模擬量I/0輸入/輸出。 1.鋼帶遞送的控制 本實(shí)用新型對(duì)遞送機(jī)的控制主要是控制遞送機(jī)的啟停及正反轉(zhuǎn)，其速度可實(shí)時(shí)調(diào) 節(jié)控制，從而使鋼帶以合適的速度遞進(jìn)。對(duì)鋼帶遞送過程中的跑偏問題，采用兩個(gè)壓力傳感 器a、 b。如圖2所示，分別置于下遞送棍的兩端下方，調(diào)節(jié)壓力表盒使兩端的壓力值相等， 從而保證鋼帶的平穩(wěn)遞進(jìn)。 2.成型角的調(diào)節(jié) 在鋼帶螺旋成型的過程中，要使鋼帶遞送速度與成型速度保持一定的關(guān)系，這樣
才能使成型穩(wěn)定，生產(chǎn)出設(shè)定管徑的復(fù)合管。所設(shè)計(jì)成型裝置不需要對(duì)成型機(jī)單獨(dú)供應(yīng)動(dòng)
力，只需調(diào)節(jié)好成型角就可以了。在本實(shí)用新型的成型機(jī)下方設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)動(dòng)控制臺(tái)，如圖3所
示，可調(diào)節(jié)成型角。 3.外焊系統(tǒng)的控制 外焊主要由PLC控制外焊焊槍、外焊跟蹤和擺動(dòng)器的啟停。 4.內(nèi)焊系統(tǒng)的控制 由于成型機(jī)內(nèi)部空間有限，一般的焊縫跟蹤系統(tǒng)很難被安裝進(jìn)去，又由于內(nèi)層不 銹鋼的焊縫間隙只有l(wèi)mm，很難采用通常的焊縫跟蹤系統(tǒng)。所用傳感器為鋼帶邊沿偏差檢測 的位置傳感器，如圖4，圖5所示。偏差信號(hào)為電壓模擬量，焊槍調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)模塊為電動(dòng)滑架， 由PLC實(shí)時(shí)控制。 5. PLC控制系統(tǒng)地址分配與接口電路[0027] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為對(duì)遞送機(jī)啟停及正反轉(zhuǎn)的控制，對(duì)外焊及焊接擺動(dòng)器的啟停控制，對(duì)內(nèi)焊的啟?？刂萍昂缚p跟蹤的設(shè)計(jì)。[0028] 表1為I/O分配點(diǎn)及所用元器件說明。
^Vft號(hào) 輸出信號(hào)_
名稱 代號(hào)輸入泉編號(hào)名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào)
總電源開關(guān)SA1KA2Q02
(繼電器)
SA10.4KA3Q03
(繼電器)
總啟動(dòng)刺(SA2)10.1趙*^￡#KM2
總停止SB2102(接觸器)
遞送械轉(zhuǎn)
(鄉(xiāng)器)
復(fù)位鵬103內(nèi)焊城停KA5Q05
趙扭傳SB510.5外焊贈(zèng)停KA6Q0.6
SB610.6KA7Q0.7
啟/停
浙10.7報(bào)警KAQO.O
內(nèi)焊機(jī)啟動(dòng)SB1011.0急停
內(nèi)焊械止SB1111.1電動(dòng)滑妙傳KA1Q0.1
SB12KA4Q0.4
外焊冊(cè)止SB13IL3
^s動(dòng)器啟動(dòng)側(cè)411.4
SB1511.5
位置傳感器A+ 鋼帶邊沿偏差位置傳感器間接檢測內(nèi)焊焊槍中心與焊縫邊緣的距離，輸出電壓范圍為0-10V，當(dāng)輸出電壓為5V時(shí)，表明焊槍在焊縫中心，PLC輸出端無動(dòng)作。電動(dòng)滑架電機(jī)采用二相四拍步進(jìn)電機(jī)，步距角為0.9。。采用程序移位的方法產(chǎn)生環(huán)形脈沖，從而省去了購買步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。圖6為PLC的接口電路原理圖，圖7為電器控制接線圖。[0032] 控制箱結(jié)構(gòu)采用上下式，即PLC與24V直流供電電源在上層，其他電器原件在下層的豎板上，這樣不僅便于控制按鈕與PLC的接線，同時(shí)使PLC與其它電器隔開，防止干擾。各器件之間按照標(biāo)準(zhǔn)電氣準(zhǔn)則保持一定的距離，規(guī)范布線。圖8為控制系統(tǒng)的控制面板示意圖。PLC與PC之間的通迅采用PC/PPI協(xié)議通訊，電纜用RS485串行通訊。選用010 (開關(guān)1 =上)，9，6000波特率。PLC控制系統(tǒng)可靠性高，PLC輸出端接24VDC電源，安全性很高，
5充分考慮了周圍的溫度、濕度，抗干擾性，PLC的接地，冗余設(shè)計(jì)及報(bào)警和急停設(shè)計(jì)等'
權(quán)利要求一種復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，主要包括控制面板(1)、PLC控制系統(tǒng)(2)、鋼帶成型機(jī)成型角調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)、管內(nèi)焊接系統(tǒng)(4)、管外焊接系統(tǒng)(5)、鋼帶遞送調(diào)節(jié)系統(tǒng)(6)、驅(qū)動(dòng)模塊(7)、傳感器(8)以及保護(hù)部分組成，其特征在于所述的PLC控制系統(tǒng)(2)采用可編程控制器PLC作為主控制器對(duì)各部分進(jìn)行總控制，并且通過驅(qū)動(dòng)模塊分別與成型機(jī)、遞送機(jī)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤器相連接，總控制系統(tǒng)設(shè)有啟動(dòng)開關(guān)、急停開關(guān)、協(xié)調(diào)控制與子系統(tǒng)調(diào)試切換開關(guān)，為了便于對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試或局部控制設(shè)置成型機(jī)開關(guān)、遞送機(jī)開關(guān)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤開關(guān)，在PLC的輸入端連接所需的各種傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，其特征在于所述的鋼帶遞 送調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制，采用兩個(gè)壓力傳感器，分別置于下遞送棍的兩端下方，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)壓力 使兩端的壓力值相等，從而保證鋼帶的平穩(wěn)遞進(jìn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，其特征在于在鋼帶螺旋成 型的過程中，鋼帶遞送速度與成型速度能夠自動(dòng)保持一定的關(guān)系，在成型機(jī)下方設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng) 控制臺(tái)，可用于調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)某尚徒恰?br> 4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合管焊接成型裝置控制系統(tǒng)，其特征在于所述的內(nèi)焊槍焊縫跟蹤器采用鋼帶邊沿檢測的方法，可以用于管內(nèi)空間小的焊接場合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合管成型裝置控制系統(tǒng)，主要由控制面板(1)、PLC控制系統(tǒng)(2)、鋼帶成型機(jī)成型角調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)、管內(nèi)焊接系統(tǒng)(4)、管外焊接系統(tǒng)(5)、鋼帶遞送調(diào)節(jié)系統(tǒng)(6)、驅(qū)動(dòng)模塊(7)、傳感器(8)以及保護(hù)部分等組成，采用可編程控制器PLC作為主控制器對(duì)各部分進(jìn)行總控制，并且通過驅(qū)動(dòng)模塊分別與成型機(jī)、遞送機(jī)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤器相連接，控制系統(tǒng)設(shè)有啟動(dòng)開關(guān)、急停開關(guān)、協(xié)調(diào)控制與子系統(tǒng)調(diào)試切換開關(guān)，為了便于對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試或局部控制設(shè)置成型機(jī)開關(guān)、遞送機(jī)開關(guān)和內(nèi)外焊槍焊縫跟蹤開關(guān)，在PLC的輸入端連接所需的各種傳感器。本實(shí)用新型的復(fù)合管成型與焊接綜合控制系統(tǒng)，簡單實(shí)用，性能可靠。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201503554SQ20092022270
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者俞建榮, 劉運(yùn)良, 謝備達(dá), 郭云卿 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院