【文章內(nèi)容簡介】 形式，在對齊輥道上實現(xiàn)在鋼管運動中對其長度的測量。，PLC機開始對旋轉(zhuǎn)編碼器計數(shù)；與此同時，其它33對光電傳感器進入中斷程序，當向右(東側(cè))移動的鋼管尾部脫開任一個光電傳感器，都產(chǎn)生一個中斷信號，則PLC機停止對旋轉(zhuǎn)編碼器計數(shù)；PLC機將中斷點光電傳感器的位置信號和PLC計數(shù)信息送給工控機，工控機計算出鋼管的長度。計算公式： L（鋼管長度）= L2（產(chǎn)生最后一個中斷信號光電傳感器至第一對光電傳感器的距離）L1（旋轉(zhuǎn)編碼器的計數(shù)長度）2．4 設備工藝流程圖 圖 鋼管稱重測長流程圖 Pipe weighting and measuring sequence diagram第三章 測長系統(tǒng)控制元件選擇 鋼管測長控制系統(tǒng)方案系統(tǒng)以Siemens PLC 為控制核心, 將測長、撥料、自動鋸、鋸頭設備、傳感器、控制器、驅(qū)動器、管理系統(tǒng)等控制功能全部集成在計算機上, 實現(xiàn)了管理、驅(qū)動、信號采集、即時監(jiān)控、故障診斷等多種功能的綜合自動化?？刂圃骷蛨?zhí)行器件均采用了國際知名企業(yè)的產(chǎn)品, 為系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提供了保證。系統(tǒng)對輥道電機采用變頻控制, 將測長、定位的準確性和生產(chǎn)效率很好的結(jié)合起來。上位機通過MPI 總線與PLC 通信, 對系統(tǒng)的狀態(tài)進行實時監(jiān)控。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。1. PLC與微機的區(qū)別（1） 應用范圍 微機除了用在控制領域外，還大量用于科學計算、數(shù)據(jù)處理、計算機通信等方便。而PLC主要用于工業(yè)控制。（2） 使用環(huán)境 微機對環(huán)境要求較高，一般要在干擾小，具有一定的溫度和濕度要求的機房內(nèi)使用。PLC則適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。（3） 輸入/輸出 微機系統(tǒng)的I/O設備與主機之間采用微電聯(lián)系，一般不需要電氣隔離。而PLC一般控制強電設備，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行功率放大。（4） 程序設計 微機具有豐富的程序設計語言，如匯編語言、FORTRAN語言、COBOL語言、PADCAL語言、C語言等，其語句多，語法關(guān)系復雜，要求使用者必須具有一定水平的計算機硬件和軟件知識。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。（5） 系統(tǒng)功能 微機系統(tǒng)一般配有較強的系統(tǒng)軟件，例如操作系統(tǒng)，能進行設備管理、文件管理、存儲器管理等。它還配有許多應用軟件，以方便用戶。而PLC一般只有簡單的監(jiān)控程序，能完成故障檢查、用戶程序的輸入和修改、用戶程序的執(zhí)行與監(jiān)視等。（6） 運算速度和存儲容量 微機運行速度快，一般為微妙級，因有大量的系統(tǒng)軟件和應用軟件，故存儲容量大。而PLC因接口的響應速度慢而影響數(shù)據(jù)處理速度。一般PLC借口響應速度為2ms，巡回檢測速度為8ms/K字。PLC的軟件少，所編程序也簡短，故內(nèi)存容量小。（7） 價格 微機是通用機，功能完善，故價格較高。而PLC是專用機，功能較少，其價格是微機的十分之一左右。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. PLC與單片機的區(qū)別（1） 單片機不如PLC容易掌握單片機一般要用機器指令或其助記符編程，這就要求設計人員具有一定的計算機硬件和軟件知識，對于只熟悉機電控制的技術(shù)人員來說，需要一段時間的學習才能掌握。PLC本身是微機系統(tǒng)，提供給用戶使用的是電控人員熟悉的梯形圖語言，使用的術(shù)語依然是“繼電器”一類的術(shù)語，大部分指令與繼電器觸電的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)等相應對應，這就使熟悉機電控制的工程人員一目了然。對于使用者來說，不必去關(guān)心微機的一些技術(shù)問題，而只要用較短的時間去熟悉PLC的指令系統(tǒng)及操作方法，就能應用到工業(yè)現(xiàn)場。（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。例如要考慮現(xiàn)場與單片機的連接、接口的擴展、輸入/輸出信號的處理、接口工作方式等問題，除了要設計控制程序，還要在但片機的外圍做很多軟件和硬件方面的工作，調(diào)試起來也比較麻煩。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。輸出接口具有一定的驅(qū)動能力，例如繼電器輸出，其輸出觸電容量可答220V、2A。且I/O口均有光電耦合環(huán)節(jié)，抗干擾能力強。（3） 單片機不如PLC可靠 用單板機做工業(yè)控制，突出問題就是抗干擾能力差。而PLC是專門應用于工業(yè)場合的自動控制裝置，在系統(tǒng)硬件和軟件上都采取了抗干擾措施。例如，光電耦合、自診斷、多個CPU并行運行操作、冗余控制技術(shù)等。當今PLC在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等方面不如單板機?？傊?，PLC用于工業(yè)控制，穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，使用方便，但單板機的通用性和適應性較強。 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。 PLC及其模塊的選擇Table PLC and module choice名稱訂貨號參數(shù)電源6ES7 3071KA000AA0負載電源 120 / 230 VAC:24 VDC / 10 ACPU6ES7 3152AF000AB048 KB 工作內(nèi)存。 ms/1000 條指令。MPI + DP 連接。多排最多可組態(tài) 32 個模塊ET200S6ES7 1511AA030AB0ET200S電子模塊IM151 1的接口模塊，有直接發(fā)送數(shù)據(jù)的能力ET200S中的PM6ES7 1384CA000AA0用于電子模塊的 PME 電源模塊DC24V，帶診斷功能。 同時可作為 SIPLUS 模塊數(shù)字量輸入6ES7 1314BF000AA0數(shù)字量輸入模塊DI 16xDC24V，支持等時模式ET200S 中的數(shù)字量輸出6ES7 1324BF000AA0數(shù)字量輸出模塊DO 8xDC24V/，支持等時模式 變頻器的選擇 變頻器調(diào)速原理 變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它建立在控制技術(shù)、電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎上。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。容易實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)切換，可以進行高額度的起停運轉(zhuǎn)，可以進行電氣制動，可以對電動機進行高速驅(qū)動。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。這種“自我保護”的功能，不僅保護了變頻器，還保護了電機不易損壞。 變頻器原理Fig 3. 1 Inverter principle 變頻器選擇由于本設計中變頻器帶電機且對其進行調(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 步進梁變頻器參數(shù)的設定 步進梁變頻器參數(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變頻器的通訊設置參數(shù) P01000=6 變頻器的通訊設置參數(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)矩設定值為0 測長輥道變頻器參數(shù)的設定 測長輥道變頻器的參數(shù)設定表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變頻器的通訊設置參數(shù) P01000=6 變頻器的通訊設置參數(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。低壓斷路器的選擇：1. 低壓斷路器的額定電壓和額定電流應等于或大于線路或設備的正常工作電壓和工作電流。2. 熱脫扣器的整定電流應與所控制負載的額定電流一致。3. 欠壓脫扣器的額定電壓應等于線路的額定電壓。 4. 過電流脫扣器的額定電流應大于或等于線路中的最大負載 電流。Table breaker parameters序號名稱型號功率電流數(shù)量1斷路器DW—106A30只2斷路器DW—1015KW40A10只接觸器的選擇：1. 根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的使用類別； 2. 接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓； 3. 額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。 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(zhuǎn)，故需16個交流接觸器，步進梁電機需要2個交流接觸器。 接觸器參數(shù)Table Contactor parameters 序號名稱型號參數(shù)數(shù)量1交流接觸器CJX19AC4/380/202交流接觸器CJX132AC3/380/324第四章 電氣控制系統(tǒng)設計 系統(tǒng)框架