【正文】 [5] ，1999[6] ，2002[7] ，2002[8] ，2000[9] ，機械工業(yè)出版社，2003[10] ，北京航空航天出版社，2003指導教師意見簽字： 年 月 日天津理工大學教務處制表 鋼管稱重、測長設備控制系統(tǒng)設計測長部分摘要主要對鋼管稱重測長設備中的測長部分進行控制系統(tǒng)的設計研究，報告了國內(nèi)外鋼管的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢，并對各種方案進行了比較，明確了研究課題的意義以及研究課題的方法和手段。某些局部協(xié)調(diào)通過PLC自治完成。根據(jù)測長系統(tǒng)的功能要求，針對PLC系統(tǒng)的硬件特點，對PLC程序進行了模塊化設計。精整后的成品管經(jīng)過感應加熱爐后進行涂油打捆入庫。） 本課題研究的目的及意義長度是鋼管的主要規(guī)格指標之一，快速準確的測長系統(tǒng)是實現(xiàn)產(chǎn)品標志重要環(huán)節(jié)。電控系統(tǒng)采用各單機自成體系，獨立控制，獨立操作的分布型控制模式。（三）控制設備概述及工作原理1．控制設備組成操作臺兩臺控制柜兩臺工業(yè)控制機一臺西門子 PLC機一臺24V直流電源一臺 這是鋼管生產(chǎn)線上的一個自動檢測、記錄、打標記的自動化設備。3．使學生受到PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓練，達到能進行PLC系統(tǒng)設計和實施的目的。第四工位為噴標工位，在鋼管的外表面噴印上鋼管的各種信息，如重量、長度、批次、符合API標準及國家有關標準規(guī)定的和客戶指定的數(shù)字、字符和圖形。程序選定后，整個加工過程自動進行（5）電源及系統(tǒng)的運行應有相應的指示（6）故障報警應有相應的指示（7）應有必要的電氣保護措施2．設計內(nèi)容（1）理解該設備的工作原理（2）畫出控制設備的工藝流程圖（3）對控制設備中所用的所有電器元件選型，編制電器元件明細（4）PLC控制程序的設計（5）畫出整個控制系統(tǒng)的電氣控制原理圖、端子接線圖、PLC的端子接線圖（6）PLC控制程序調(diào)試（7）按要求撰寫畢業(yè)設計說明書（8）論文答辯（五）應完成的技術資料1．開題報告（2000字左右）2．畢業(yè)設計說明書（10000字左右）3．技術資料（1）系統(tǒng)電氣原理圖（2）PLC的I/O接線圖（3）控制程序清單及注釋（六）主要參考文獻及資料[1] 西門子（中國）（中國）有限公司，1997[2] ，1992[3] ，2002[4] ，2001[5] ，1999[6] ，2002[7] ，2002[8] ，2000[9] ，機械工業(yè)出版社，2003[10] ，北京航空航天出版社，2003二、畢業(yè)設計進度計劃及檢查情況記錄表序號起止日期計劃完成內(nèi)容實際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽名1—結合任務書了解課題應用情況并搜集相關資料2—完成開題報告3—初步熟悉工藝要求4—畢業(yè)實習5—選擇控制元件列出PLC內(nèi)部I/O表6—編輯PLC梯形圖7—進行軟件程序調(diào)試并修改程序8—畫出整個系統(tǒng)硬件接線圖9—收集所用資料、寫論文、修改并裝訂10—做好幻燈片，論文答辯注：（1）表中“實際完成內(nèi)容”、“檢查人簽名”欄目要求用筆填寫，其余各項均要求打印。按照工藝流程，管坯進入車間后按照工藝要求鋸成定尺長度，然后依次經(jīng)過環(huán)形爐加熱、三焜穿孔機穿孔、連軋機軋鋼、定徑機定徑。本設計主要有以下幾項工作：（1）對測長系統(tǒng)進行了總體方案設計，具體包括：各個工位的硬件組成、天津理工大學教務處制表工作原理和具體設計方案，確定了控制系統(tǒng)和軟件的功能等。（2）產(chǎn)品的穩(wěn)定性不夠。（4）系統(tǒng)精度高和工作周期短。關鍵詞：鋼管；測長；控制系統(tǒng)；PROFIBUS—DP；PLCThe Design of Control System with the Weighing and Length Measurement——Length Measurement PartAbstractDo the research to the steel tube length measurement equipment of weighing the length measurement and control system mainly. Reported the direction and development trend of domestic and international steel and pared the various schemes , making clear the significance and research method of the issue. According to the design requirements of the system and the technical parameters, identify the principle and the position of the length measurement control system . The electrical control equipment including PLC, frequency converter and various ponents including breaker and AC contactor etc. are for equipment selection. Design the electric control system, including the whole control system framework, the main circuit and control circuit design. Make the munication configuration between the hardware of the system. Introduced the munication among the MPI network, PROFIBUS DP network and industrial Ethernet. Communicate the S7—300PLC、ET200 and the frequency converter with the PROFIBUS DP network. Write the ladderdiagram program into the S7—300PLC.Keywords : Steel pipe Length measurement Control system PROFIBUS—DP PLC 12天津理工大學2011屆本科畢業(yè)設計說明書第一章 緒論 概述長度是鋼管的主要規(guī)格指標之一，快速準確的測長系統(tǒng)是實現(xiàn)產(chǎn)品標志的重要環(huán)節(jié)。企業(yè)的質量管理已經(jīng)成為現(xiàn)代化制造企業(yè)的管理核心。根據(jù)各個工位功能的不同和所需的交流信號，對各個工位PLC程序的流程、控制信號和數(shù)據(jù)信號、以及PLC與上位機通訊時序進行了詳細設計。2mm稱重參數(shù)：符合中國國家商業(yè)三級秤標準200KG700KG≤177。同時PLC通過功能模塊實現(xiàn)高速計數(shù)和位置控制功能。電動機是由變頻器進行控制的，可以根據(jù)現(xiàn)場條件和生產(chǎn)節(jié)奏的要求， 控制步進機構的加減速曲線和速度的調(diào)節(jié)。 3. 稱重：稱重裝置由支撐架、箱型梁、稱重傳感器及顯示儀表等組成。稱重模塊選擇梅特勒托利多公司的 CW 動載稱重模塊，該類型模塊采用自穩(wěn)定承壓頭設計，并且配備了可調(diào)式水平限位螺栓，可以始終保持正確的加載位置，稱量重復性能好，適用于過程稱重控制。上位機監(jiān)控軟件穩(wěn)定可靠, 界面友好, 操作簡單 主控制裝置的選擇 PLC的選擇 可編程序控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，是在繼電順序控制基礎上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動化控制裝置。而PLC提供給用戶的編程語句數(shù)量少，邏輯簡單，易于學習和掌握。（7） 價格 微機是通用機，功能完善，故價格較高。而PLC的I/O口已經(jīng)做好，輸入接口可以與輸入信號直接連線，非常方便。 PLC機型、容量及其模塊的選擇根據(jù)工作原理及與其他控制設備進行比較后，選擇用西門子PLC S7—300進行控制。完善的保護功能:變頻器保護功能很強，在運行過程中能隨時檢測到各種故障，并顯示故障類別(如電網(wǎng)瞬時電壓降低，電網(wǎng)缺相，直流過電壓，功率模塊過熱，電機短路等)，并立即封鎖輸出電壓。 4. 激磁線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致測長輥道電機需要正反轉，故需16個交流接觸器，步進梁電機需要2個交流接觸器。冷卻風扇起為供電柜降溫的作用。第五章 系統(tǒng)的通訊 通訊網(wǎng)絡簡介 SIMATIC 產(chǎn)品介紹 SIMATIC Product introduction SIMATIC 產(chǎn)品介紹SIMATIC是西門子自動化系列產(chǎn)品品牌統(tǒng)稱，來源于SIEMENS + Automatic。HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。西門子S7—300PLC、人機界面、編程器、PC機通過MPI網(wǎng)絡、工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS三種網(wǎng)絡進行通訊。STEP 7用戶界面提供了通信組態(tài)功能，使通信組態(tài)也變得簡單?？偩€循環(huán)時間必須要比主站程序循環(huán)時間短?？偩€上最多站點（主—從設備）數(shù)為126。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。2 PROFIBUS DP系統(tǒng)的結構 PROFIBUS—DP 系統(tǒng)結構 PROFIBUS—DP System structure 終端電阻的作用：有效減小網(wǎng)絡信號在傳輸過程中的反射和折射效應，從而使網(wǎng)絡信號增強,可以有效地抵御電磁干擾。從站為一個分布式I/O設備ET200以及一臺帶8個電機的變頻器和一臺帶2個電機的變頻器ET200用總線形式與CPU連起來使用，它接收的數(shù)據(jù)通過總線傳輸給PLC的CPU，CPU經(jīng)過處理后再把信號通過ET200的輸出輸送出去，ET200不需要編程，但是在寫程序的時候，必須在硬件組態(tài)中將ET200通過總線掛在CPU機架上，并且保證實際模塊與組態(tài)信息保持一致。 故障報警程序主要完成對于測長電機、步進梁電機、測長變頻器以及步進梁變頻器的故障的檢測和報警。在此，也對他們表示衷心感謝。 信號傳遞程序完成各個工位管的檢測，確定延時的時間以及是否執(zhí)行工位賦值指令。添加的分布式I/O與PLC站中的本地I/O具有統(tǒng)一的編址，因此在用戶程序中可以像訪問本地I/O一樣方便地訪問分布式I/O。終端電阻的使用：在總線段的開始和結束處，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