【正文】 [5] ，1999[6] ，2002[7] ，2002[8] ，2000[9] ，機(jī)械工業(yè)出版社，2003[10] ，北京航空航天出版社，2003指導(dǎo)教師意見簽字： 年 月 日天津理工大學(xué)教務(wù)處制表 鋼管稱重、測(cè)長(zhǎng)設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)測(cè)長(zhǎng)部分摘要主要對(duì)鋼管稱重測(cè)長(zhǎng)設(shè)備中的測(cè)長(zhǎng)部分進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，報(bào)告了國內(nèi)外鋼管的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)各種方案進(jìn)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(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的功能要求，針對(duì)PLC系統(tǒng)的硬件特點(diǎn)，對(duì)PLC程序進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)。精整后的成品管經(jīng)過感應(yīng)加熱爐后進(jìn)行涂油打捆入庫。） 本課題研究的目的及意義長(zhǎng)度是鋼管的主要規(guī)格指標(biāo)之一，快速準(zhǔn)確的測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)志重要環(huán)節(jié)。電控系統(tǒng)采用各單機(jī)自成體系，獨(dú)立控制，獨(dú)立操作的分布型控制模式。（三）控制設(shè)備概述及工作原理1．控制設(shè)備組成操作臺(tái)兩臺(tái)控制柜兩臺(tái)工業(yè)控制機(jī)一臺(tái)西門子 PLC機(jī)一臺(tái)24V直流電源一臺(tái) 這是鋼管生產(chǎn)線上的一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)、記錄、打標(biāo)記的自動(dòng)化設(shè)備。3．使學(xué)生受到PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓(xùn)練，達(dá)到能進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的目的。第四工位為噴標(biāo)工位，在鋼管的外表面噴印上鋼管的各種信息，如重量、長(zhǎng)度、批次、符合API標(biāo)準(zhǔn)及國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)加工過程自動(dòng)進(jìn)行（5）電源及系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)有相應(yīng)的指示（6）故障報(bào)警應(yīng)有相應(yīng)的指示（7）應(yīng)有必要的電氣保護(hù)措施2．設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）理解該設(shè)備的工作原理（2）畫出控制設(shè)備的工藝流程圖（3）對(duì)控制設(shè)備中所用的所有電器元件選型，編制電器元件明細(xì)（4）PLC控制程序的設(shè)計(jì)（5）畫出整個(gè)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(shè)計(jì)說明書（8）論文答辯（五）應(yīng)完成的技術(shù)資料1．開題報(bào)告（2000字左右）2．畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（10000字左右）3．技術(shù)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(xiàn)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(jī)械工業(yè)出版社，2003[10] ，北京航空航天出版社，2003二、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃及檢查情況記錄表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽名1—結(jié)合任務(wù)書了解課題應(yīng)用情況并搜集相關(guān)資料2—完成開題報(bào)告3—初步熟悉工藝要求4—畢業(yè)實(shí)習(xí)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(jìn)行軟件程序調(diào)試并修改程序8—畫出整個(gè)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(shí)際完成內(nèi)容”、“檢查人簽名”欄目要求用筆填寫，其余各項(xiàng)均要求打印。按照工藝流程，管坯進(jìn)入車間后按照工藝要求鋸成定尺長(zhǎng)度，然后依次經(jīng)過環(huán)形爐加熱、三焜穿孔機(jī)穿孔、連軋機(jī)軋鋼、定徑機(jī)定徑。本設(shè)計(jì)主要有以下幾項(xiàng)工作：（1）對(duì)測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，具體包括：各個(gè)工位的硬件組成、天津理工大學(xué)教務(wù)處制表工作原理和具體設(shè)計(jì)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(guān)鍵詞：鋼管；測(cè)長(zhǎng)；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(xué)2011屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第一章 緒論 概述長(zhǎng)度是鋼管的主要規(guī)格指標(biāo)之一，快速準(zhǔn)確的測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)志的重要環(huán)節(jié)。企業(yè)的質(zhì)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(gè)工位功能的不同和所需的交流信號(hào)，對(duì)各個(gè)工位PLC程序的流程、控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)、以及PLC與上位機(jī)通訊時(shí)序進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。2mm稱重參數(shù)：符合中國國家商業(yè)三級(jí)秤標(biāo)準(zhǔn)200KG700KG≤177。同時(shí)PLC通過功能模塊實(shí)現(xiàn)高速計(jì)數(shù)和位置控制功能。電動(dòng)機(jī)是由變頻器進(jìn)行控制的，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和生產(chǎn)節(jié)奏的要求， 控制步進(jìn)機(jī)構(gòu)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(dòng)載稱重模塊，該類型模塊采用自穩(wěn)定承壓頭設(shè)計(jì)，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(fù)性能好，適用于過程稱重控制。上位機(jī)監(jiān)控軟件穩(wěn)定可靠, 界面友好, 操作簡(jiǎn)單 主控制裝置的選擇 PLC的選擇 可編程序控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC，是在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。而PLC提供給用戶的編程語句數(shù)量少，邏輯簡(jiǎn)單，易于學(xué)習(xí)和掌握。（7） 價(jià)格 微機(jī)是通用機(jī)，功能完善，故價(jià)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(hào)直接連線，非常方便。 PLC機(jī)型、容量及其模塊的選擇根據(jù)工作原理及與其他控制設(shè)備進(jìn)行比較后，選擇用西門子PLC S7—300進(jìn)行控制。完善的保護(hù)功能:變頻器保護(hù)功能很強(qiáng)，在運(yùn)行過程中能隨時(shí)檢測(cè)到各種故障，并顯示故障類別(如電網(wǎng)瞬時(shí)電壓降低，電網(wǎng)缺相，直流過電壓，功率模塊過熱，電機(jī)短路等)，并立即封鎖輸出電壓。 4. 激磁線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致測(cè)長(zhǎng)輥道電機(jī)需要正反轉(zhuǎn)，故需16個(gè)交流接觸器，步進(jìn)梁電機(jī)需要2個(gè)交流接觸器。冷卻風(fēng)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(luò)簡(jiǎn)介 SIMATIC 產(chǎn)品介紹 SIMATIC Product introduction SIMATIC 產(chǎn)品介紹SIMATIC是西門子自動(dòng)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(jī)界面、編程器、PC機(jī)通過MPI網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS三種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(jiǎn)單?？偩€循環(huán)時(shí)間必須要比主站程序循環(huán)時(shí)間短。總線上最多站點(diǎn)（主—從設(shè)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(jié)構(gòu) PROFIBUS—DP 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PROFIBUS—DP System structure 終端電阻的作用：有效減小網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸過程中的反射和折射效應(yīng)，從而使網(wǎng)絡(luò)信號(hào)增強(qiáng),可以有效地抵御電磁干擾。從站為一個(gè)分布式I/O設(shè)備ET200以及一臺(tái)帶8個(gè)電機(jī)的變頻器和一臺(tái)帶2個(gè)電機(jī)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(hào)通過ET200的輸出輸送出去，ET200不需要編程，但是在寫程序的時(shí)候，必須在硬件組態(tài)中將ET200通過總線掛在CPU機(jī)架上，并且保證實(shí)際模塊與組態(tài)信息保持一致。 故障報(bào)警程序主要完成對(duì)于測(cè)長(zhǎng)電機(jī)、步進(jìn)梁電機(jī)、測(cè)長(zhǎng)變頻器以及步進(jìn)梁變頻器的故障的檢測(cè)和報(bào)警。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。 信號(hào)傳遞程序完成各個(gè)工位管的檢測(cè)，確定延時(shí)的時(shí)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(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