冷軋管材因其優(yōu)異的性能在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛,而冷軋管機(jī)作為軋制管材的關(guān)鍵設(shè)備對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著非常大的影響。冷軋管機(jī)中電機(jī)的工作狀態(tài)反映了軋機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),針對(duì)目前軋機(jī)的電控器缺少統(tǒng)一監(jiān)控的問(wèn)題,本次設(shè)計(jì)采用以STM32為核心的監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)對(duì)冷軋管機(jī)中直流電機(jī)的監(jiān)控,對(duì)提高管材質(zhì)量和保障設(shè)備安全與維護(hù)具有重要的意義。本文首先介紹了冷軋管機(jī)的工作過(guò)程,對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用需求提出了冷軋管機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求。討論了監(jiān)控系統(tǒng)的組成,包括監(jiān)控器和上位機(jī),完成了監(jiān)控器的硬件和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)采用基于ARM內(nèi)核的STM32F103C8T6單片機(jī)作為控制核心,輔以電源模塊、輸入輸出模塊、電信號(hào)測(cè)量模塊、通信模塊、隔離模塊以及人機(jī)交互模塊等共同組成硬件電路。在硬件電路的基礎(chǔ)上,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法,完成了各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì),包含采樣、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和故障保護(hù)等模塊的軟件設(shè)計(jì)。與此同時(shí),基于虛擬儀器LabVIEW設(shè)計(jì)的上位機(jī)不僅能顯示電壓和電流的波形,還增設(shè)了數(shù)據(jù)庫(kù)功能。監(jiān)控器和上位機(jī)通過(guò)RS485總線配合工作,共同完成了冷軋管機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。在監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

冷軋管機(jī)軋制原理圖

?脅鄣目?詿蚩???仆瓿傻墓懿木陀肟仔屯牙虢喲チ恕?1.2.2新型冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)新型冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)采用主電機(jī)調(diào)速，回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)控制的方式進(jìn)行工作。主電機(jī)供電采用三相橋式全控整流電路，通過(guò)橋臂上的六個(gè)晶閘管依次導(dǎo)通，改變輸出電壓，達(dá)到電機(jī)電壓可調(diào)的目的，制動(dòng)部分采用能耗制動(dòng)。根據(jù)電子軸和機(jī)電融合的數(shù)控理念，冷軋管機(jī)的回轉(zhuǎn)送進(jìn)結(jié)構(gòu)采用控制器控制電機(jī)，電機(jī)由同一個(gè)控制器驅(qū)動(dòng)[16]。調(diào)速裝置設(shè)定不同的主電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)跟隨同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)冷軋管機(jī)的回轉(zhuǎn)送進(jìn)動(dòng)作。冷軋管機(jī)的控制系統(tǒng)圖如圖1-3所示。圖1-3單個(gè)冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)圖冷軋管機(jī)是一種周期性冷態(tài)軋制的二輥式軋機(jī)。主電機(jī)和回轉(zhuǎn)送機(jī)電機(jī)之間有連鎖信號(hào)，主電機(jī)啟動(dòng)之后才可以啟動(dòng)回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)。工作機(jī)架的運(yùn)動(dòng)依靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，軋機(jī)機(jī)架的軸承座內(nèi)含有工作軋輥，軋輥隨著安裝軸徑處的同步齒輪進(jìn)行滾動(dòng)以及周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)[17]。1.2.3存在問(wèn)題主電機(jī)調(diào)速和回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)控制作為新型冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，雖然在控制部分達(dá)到了比較好的效果，但在監(jiān)控系統(tǒng)方面一直缺少考慮與設(shè)計(jì)，缺少監(jiān)控設(shè)備，存在單獨(dú)設(shè)計(jì)保護(hù)不統(tǒng)一、邊控制邊保護(hù)功能不完善、沒(méi)有記錄功能、故障不能回溯等問(wèn)題。因此，對(duì)冷軋管機(jī)的監(jiān)控越來(lái)越重要，軋機(jī)需要設(shè)計(jì)專用監(jiān)控設(shè)備。冷軋管機(jī)目前存在的問(wèn)題具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）由于之前舊式冷軋管機(jī)是回轉(zhuǎn)送進(jìn)部分是由機(jī)械結(jié)構(gòu)控制的，只需要對(duì)主電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，而目前新型冷軋管機(jī)得到普及，回轉(zhuǎn)送進(jìn)部分的電機(jī)也需要監(jiān)控。主電機(jī)和回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)單獨(dú)工作，按照原先工程設(shè)計(jì)的只能達(dá)到單獨(dú)保護(hù)和監(jiān)控的功能，不能調(diào)速裝置主電機(jī)控制器連鎖信號(hào)回轉(zhuǎn)電機(jī)送進(jìn)電機(jī)

?脅鄣目?詿蚩???仆瓿傻墓懿木陀肟仔屯牙虢喲チ恕?1.2.2新型冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)新型冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)采用主電機(jī)調(diào)速，回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)控制的方式進(jìn)行工作。主電機(jī)供電采用三相橋式全控整流電路，通過(guò)橋臂上的六個(gè)晶閘管依次導(dǎo)通，改變輸出電壓，達(dá)到電機(jī)電壓可調(diào)的目的，制動(dòng)部分采用能耗制動(dòng)。根據(jù)電子軸和機(jī)電融合的數(shù)控理念，冷軋管機(jī)的回轉(zhuǎn)送進(jìn)結(jié)構(gòu)采用控制器控制電機(jī)，電機(jī)由同一個(gè)控制器驅(qū)動(dòng)[16]。調(diào)速裝置設(shè)定不同的主電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)跟隨同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)冷軋管機(jī)的回轉(zhuǎn)送進(jìn)動(dòng)作。冷軋管機(jī)的控制系統(tǒng)圖如圖1-3所示。圖1-3單個(gè)冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)圖冷軋管機(jī)是一種周期性冷態(tài)軋制的二輥式軋機(jī)。主電機(jī)和回轉(zhuǎn)送機(jī)電機(jī)之間有連鎖信號(hào)，主電機(jī)啟動(dòng)之后才可以啟動(dòng)回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)。工作機(jī)架的運(yùn)動(dòng)依靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，軋機(jī)機(jī)架的軸承座內(nèi)含有工作軋輥，軋輥隨著安裝軸徑處的同步齒輪進(jìn)行滾動(dòng)以及周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)[17]。1.2.3存在問(wèn)題主電機(jī)調(diào)速和回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)控制作為新型冷軋管機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，雖然在控制部分達(dá)到了比較好的效果，但在監(jiān)控系統(tǒng)方面一直缺少考慮與設(shè)計(jì)，缺少監(jiān)控設(shè)備，存在單獨(dú)設(shè)計(jì)保護(hù)不統(tǒng)一、邊控制邊保護(hù)功能不完善、沒(méi)有記錄功能、故障不能回溯等問(wèn)題。因此，對(duì)冷軋管機(jī)的監(jiān)控越來(lái)越重要，軋機(jī)需要設(shè)計(jì)專用監(jiān)控設(shè)備。冷軋管機(jī)目前存在的問(wèn)題具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）由于之前舊式冷軋管機(jī)是回轉(zhuǎn)送進(jìn)部分是由機(jī)械結(jié)構(gòu)控制的，只需要對(duì)主電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，而目前新型冷軋管機(jī)得到普及，回轉(zhuǎn)送進(jìn)部分的電機(jī)也需要監(jiān)控。主電機(jī)和回轉(zhuǎn)送進(jìn)電機(jī)單獨(dú)工作，按照原先工程設(shè)計(jì)的只能達(dá)到單獨(dú)保護(hù)和監(jiān)控的功能，不能調(diào)速裝置主電機(jī)控制器連鎖信號(hào)回轉(zhuǎn)電機(jī)送進(jìn)電機(jī)


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