【正文】 機械式步進(jìn)機構(gòu)實現(xiàn)。此設(shè)備共有四個工位：第一工位為測長工位，實現(xiàn)對鋼管長度的測量。4．使學(xué)生掌握無縫管稱重、測長設(shè)備的工作原理。電氣工程及其自動化專業(yè) —畢業(yè)設(shè)計天津理工大學(xué)教務(wù)處制一、畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容及要求（一）設(shè)計題目鋼管稱重、測長設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計測長部分（二）設(shè)計目的1．通過該題目的設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識、基本技能和專業(yè)知識進(jìn)行分析和解決實際問題的能力。5．提高學(xué)生對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，對事物能潛心考察、勇于開拓、勇于實踐的基本素質(zhì)。第二工位為稱重工位，實現(xiàn)對鋼管重量的稱量。機械式步進(jìn)機構(gòu)采用雙電動機驅(qū)動，變頻調(diào)速，通過氣動摩擦片制動器、減速機、鏈條帶動步進(jìn)梁的移動。主要工作過程如下：1）光電傳感器結(jié)合旋轉(zhuǎn)編碼器的形式，在對齊輥道上實現(xiàn)在鋼管運動中對其長度的測量。天津理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計開題報告屆：2011 學(xué)院：自動化 專業(yè)：電氣工程及其自動化 2011年2月20 日 畢業(yè)設(shè)計題目鋼管稱重、測長設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計測長部分學(xué)生姓名鄧大龍學(xué)號20071003指導(dǎo)教師吳鳳英職稱高級工程師（報告內(nèi)容包括課題的意義、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、本課題的研究內(nèi)容、研究方法、研究手段、研究步驟以及參考文獻(xiàn)資料等。利用對射光電管、編碼器、PLC、上位機等組成的光電式測長系統(tǒng)，性能穩(wěn)定，成本低，完全能適應(yīng)鋼管生產(chǎn)線自動測長的要求。從定徑或減徑機扎出的成晶管，送至鏈?zhǔn)嚼浯采侠鋮s，冷卻后鋸成定尺長度的鋼管（有的需要熱處理）輸送到斜焜式矯直機上矯直，矯直后依次經(jīng)過超聲波探傷，水壓機實驗，隨后進(jìn)行其他各項精整工序。由此可見，MWBPS系統(tǒng)應(yīng)該安排在鋼管生產(chǎn)工藝流程的精整部分。對測長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，主要包括系統(tǒng)電氣組成、PLC硬件設(shè)計等（3）PLC程序的設(shè)計及調(diào)試。二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r現(xiàn)在國內(nèi)有近百家鋼管生產(chǎn)廠家，除了幾家最大型的鋼管公司具有雄厚的資金實力，能從國外引進(jìn)專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，其他企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備都很落后。易擴展性已成為現(xiàn)代產(chǎn)品的特征，缺乏擴展性的產(chǎn)品將阻礙自動化的發(fā)展三、鋼管自動測長的發(fā)展方向（1）系統(tǒng)強調(diào)控制和智能的全分散性，各個設(shè)備是具有自治功能的智能體，相互之間高內(nèi)聚、松耦合。（3）完善的計算機監(jiān)控功能。四、本課題的研究內(nèi)容（1）理解該設(shè)備的工作原理，畫出控制系統(tǒng)的工藝流程圖（2）選擇控制系統(tǒng)中所用的控制元件（3）設(shè)計控制系統(tǒng)的主控電氣控制原理圖天津理工大學(xué)教務(wù)處制表（4）PLC與變頻器及編程計算機的通訊設(shè)置（5）編制PLC程序五、本課題的研究方法（1）到工廠實地參觀控制系統(tǒng)，了解工作原理（2）到圖書館查閱資料和有關(guān)文獻(xiàn)（3）復(fù)習(xí)相關(guān)的理論知識（4）理論結(jié)合實驗進(jìn)行課題研究六、本課題的研究手段利用s7300軟件進(jìn)行程序的設(shè)計和硬件的配置及通訊，在實驗室進(jìn)行硬件的連線和仿真，實現(xiàn)工業(yè)PLC自動化控制。對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，包括對整個控制系統(tǒng)框架、主電路、控制電路等的設(shè)計。常見的測長方法有：人工測長、CCD測量、超聲波測量等，這些方法有一定的局限性。、3. 滿足不了企業(yè)日益增長的企業(yè)管理功能。舊的自行開發(fā)的系統(tǒng)只考慮到在生產(chǎn)中的功能，而忽略了在管理中的功能。對測長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，主要包括系統(tǒng)電氣組成、PLC硬件設(shè)計等3. PLC程序的設(shè)計及調(diào)試。 本課題的研究方法及手段1. 到工廠實地參觀控制系統(tǒng)，了解工作原理2. 到圖書館查閱資料和有關(guān)文獻(xiàn)3. 復(fù)習(xí)相關(guān)的理論知識4. 理論結(jié)合實驗進(jìn)行課題研究 本課題的研究手段利用s7300軟件進(jìn)行程序的設(shè)計和硬件的配置及通訊，在實驗室進(jìn)行硬件的連線和仿真，實現(xiàn)工業(yè)PLC自動化控制。10% 水質(zhì) 懸浮物 ≤5mg/L總硬度 ≤10176。3KG 分度值1kg稱重傳感器：METTLER TOLEDO CW3顯示儀表： 8142p天津理工大學(xué)2011屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 系統(tǒng)電氣控制要求電氣控制在硬件上由電氣柜、各種元器件和控制核心PLC組成。PLC通過各個按鈕和合理布置的傳感器采集信號，判斷系統(tǒng)所處狀態(tài), 作出正確反應(yīng)，使所有動作有條不紊的進(jìn)行。系統(tǒng)里有多個控制器，如噴標(biāo)控制器和稱重儀表，這些控制器和儀表都有外部接口可以通過PLC對其進(jìn)行控制，也可用RS232或RS485實現(xiàn)控制器與PC之間的通訊，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制。從多方面比較，本套選擇使用曲軸連桿傳動形式，其傳動結(jié)構(gòu)較簡單、動力性能優(yōu)良、現(xiàn)場施工維護方便。在測長時，測長油缸推動鋼管軸向運動，編碼器開始計數(shù)。測長工位要求上料必須滿足進(jìn)料金屬線177。稱重裝置由稱重傳感器、二次儀表、信號采集卡等組成。稱重模塊下部與基礎(chǔ)框架板連接，上部與稱重梁連接。 4. 工作原理簡介：光電傳感器結(jié)合旋轉(zhuǎn)編碼器的形式，在對齊輥道上實現(xiàn)在鋼管運動中對其長度的測量。系統(tǒng)對輥道電機采用變頻控制, 將測長、定位的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)效率很好的結(jié)合起來。而PLC主要用于工業(yè)控制。而PLC一般控制強電設(shè)備，需要電氣隔離，輸入輸出均采用光電耦合，輸出還采用繼電器、可控硅或大功率晶體管進(jìn)行功率放大。它還配有許多應(yīng)用軟件，以方便用戶。一般PLC借口響應(yīng)速度為2ms，巡回檢測速度為8ms/K字。從以上幾個方面的比較可知，PLC是一種用于自動化控制的專用微機控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，價格也比一般的微機系統(tǒng)低。（2） 單片機不如PLC使用簡單 用單片機實現(xiàn)自動控制，一般要在輸入/輸出接口上做大量的工作。且I/O口均有光電耦合環(huán)節(jié)，抗干擾能力強。當(dāng)今PLC在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等方面不如單板機。 ms/1000 條指令。它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機進(jìn)行調(diào)速控制，有許多優(yōu)點，如節(jié)電、容易實現(xiàn)對現(xiàn)有電動機的調(diào)速控制、可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制、實現(xiàn)速度的精確控制。 變頻器原理Fig 3. 1 Inverter principle 變頻器選擇由于本設(shè)計中變頻器帶電機且對其進(jìn)行調(diào)速，通訊時采用PROFIBUS—DP通訊，所用PLC為SIEMENS S7—300,所以采用西門子變頻器：MicroMaster420 步進(jìn)梁變頻器參數(shù)的設(shè)定 步進(jìn)梁變頻器參數(shù)表Table Parameters of walking beam frequency converter P00003=2 訪問擴展級 P00004=0 可直接訪問參數(shù) P00300=1 選擇電動機類型為1 P00304=380 電動機的額定電壓為380 P00305= P00307=30 電動機的額定功率為30 P00308= P00311=1470 電動機的額定速度為1470 P00335=0 電動機的冷卻方式不運行 P00640=180 電動機的過載因子為180 P00700=6變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01000=6 變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01120= P01121= P01135=3 OFF3斜坡下降時間為3 P01300=0 線性V/f控制 P01500=0 選擇轉(zhuǎn)矩設(shè)定值為0 測長輥道變頻器參數(shù)的設(shè)定 測長輥道變頻器的參數(shù)設(shè)定表Table Length measurement parameter setting of the frequency converter roller P00300=1 選擇電動機類型為1 P00304=380 電動機的額定電壓為380 P00305= P00307= P00308= P00311=1415 電動機的額定速度為1415 P00335=0 電動機的冷卻方式不運行 P00640=150 電動機的過載因子為150 P00700=6變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01000=6 變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01120=2 斜坡上升時間為2 P01121=3 斜坡下降時間為3 P01135=5 OFF3斜坡下降時間為5 P01300=0 線性V/f控制 P01500=0 選擇轉(zhuǎn)矩設(shè)定值為0 斷路器的選擇斷路器是一種很基本的低壓電器，斷路器具有過載、短路和欠電壓保護功能，能保護線路和電源的能力。 4. 過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路中的最大負(fù)載 電流。工控機主要用來對S7—300PLC進(jìn)行程序的編寫，通過MPI口連接，通過MPI網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息。第一部分主電路由一臺測長輥道變頻器帶8臺測長輥道電機組成，測長輥道變頻器為11KW。 控制電路接線圖控制電路主要用來控制步進(jìn)梁電機的停止、測長輥道電機的啟停、氣動打印機和噴碼機的啟動等。——200從站上的數(shù)字量輸出模塊為8位的繼電器輸出類型，由DC24V供電。SIMATIC S7300 PLC S7300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。S7300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接ASI總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。它意味著您能將工業(yè)現(xiàn)場的 PLC、主機、工作站和個人電腦聯(lián)網(wǎng)通訊，為了適應(yīng)自動化工程中的種類多樣性，SIMATIC NET 推出了多種不同的通訊網(wǎng)絡(luò)。PG接口是SIEMENS MPI是多點接口的簡稱。 PLC通過MPI能同時連接運行STEP7 的編程器、計算機、人機界面（HMI)及其它SIMATICSM7和C7。 聯(lián)網(wǎng)的CPU可以通過MPI接口實現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。工業(yè)以太網(wǎng)用于工廠管理層和單元層的通信系統(tǒng)。ProfibusDP使用物理層，數(shù)據(jù)鏈接層和用戶接口，用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。 1 特征 總線存取:各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主—從傳送。通信:點對點（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。 診斷功能： 經(jīng)過擴展的PROFIBUSDP診斷能能對故障進(jìn)行快速定位。對DP從站的輸入/輸出進(jìn)行存取保護。CP3435。終端電阻的使用：在總線段的開始和結(jié)束處，必須打開終端電阻，以保證各主站和從站之間能夠正常通訊，如想要終止通訊，則在某個從站出將終端電阻打開即可。波特率的選則網(wǎng)段長度 波特率 Baud rate 波特率的選擇Table The choice of baud rate波特率網(wǎng)段長度KBaud1000米500KBaud400米