【正文】 學(xué)習(xí)和掌握。而PLC一般控制強(qiáng)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。PLC則適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。而PLC主要用于工業(yè)控制。上位機(jī)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(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動化控制裝置。系統(tǒng)對輥道電機(jī)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。計(jì)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(jì)數(shù)長度）2．4 設(shè)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(shè)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(jì)算機(jī)上, 實(shí)現(xiàn)了管理、驅(qū)動、信號采集、即時(shí)監(jiān)控、故障診斷等多種功能的綜合自動化。 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(shí)現(xiàn)在鋼管運(yùn)動中對其長度的測量。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(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。稱重模塊下部與基礎(chǔ)框架板連接，上部與稱重梁連接。稱重梁下設(shè)置4 個稱重模塊，組成支點(diǎn)，其中 1 塊為固定式，1 塊半浮動式，另外2 塊為浮動式。稱重裝置由稱重傳感器、二次儀表、信號采集卡等組成。 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。測長工位要求上料必須滿足進(jìn)料金屬線177。 測長裝置主要由測長油缸、測長輥道、測長光電管組成。在測長時(shí)，測長油缸推動鋼管軸向運(yùn)動，編碼器開始計(jì)數(shù)。電動機(jī)是由變頻器進(jìn)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(jìn)機(jī)構(gòu)的加減速曲線和速度的調(diào)節(jié)。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(hù)方便。 移鋼機(jī)的作用是把鋼管從一個工位搬到下一個工位，周而復(fù)始。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(shí)現(xiàn)控制器與PC之間的通訊，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制。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。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。配電柜給系統(tǒng)各個部分供電，顯示各種電源參數(shù)，操作臺和噴標(biāo)掛箱通過面板上的按鈕對所涉及區(qū)域進(jìn)行控制，并通過面板上的指示燈反應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)。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(jì)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。2mm稱重參數(shù)：符合中國國家商業(yè)三級秤標(biāo)準(zhǔn)200KG700KG≤177。10% 水質(zhì) 懸浮物 ≤5mg/L總硬度 ≤10176。10% 2 AC 380V177。 本課題的研究方法及手段1. 到工廠實(shí)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(shí)驗(yàn)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(jì)和硬件的配置及通訊，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件的連線和仿真，實(shí)現(xiàn)工業(yè)PLC自動化控制。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(jī)通訊時(shí)序進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。對測長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，主要包括系統(tǒng)電氣組成、PLC硬件設(shè)計(jì)等3. PLC程序的設(shè)計(jì)及調(diào)試。本設(shè)計(jì)主要有以下幾項(xiàng)工作：1. 對測長系統(tǒng)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，具體包括：各個工位的硬件組成、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。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。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。、3. 滿足不了企業(yè)日益增長的企業(yè)管理功能。 國內(nèi)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備落后，主要存在以下一些問題：1. 設(shè)備大都只能完成單一的任務(wù)，不能再自動生產(chǎn)線上和其它設(shè)備一起工作，使得生產(chǎn)效率依然低下，不能從根本上解決問題。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。關(guān)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(xué)2011屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第一章 緒論 概述長度是鋼管的主要規(guī)格指標(biāo)之一，快速準(zhǔn)確的測長系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)志的重要環(huán)節(jié)。對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括對整個控制系統(tǒng)框架、主電路、控制電路等的設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)參數(shù)要求，確定了測長系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)的組成，繪制出了系統(tǒng)的工藝流程圖。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(jì)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(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(jì)和硬件的配置及通訊，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件的連線和仿真，實(shí)現(xiàn)工業(yè)PLC自動化控制。（4）系統(tǒng)精度高和工作周期短。（3）完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能。（2）系統(tǒng)應(yīng)該具有高穩(wěn)定性、高可靠性。易擴(kuò)展性已成為現(xiàn)代產(chǎn)品的特征，缺乏擴(kuò)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(qiáng)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。（2）產(chǎn)品的穩(wěn)定性不夠。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(shí)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。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(jī)通訊時(shí)序進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。對測長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，主要包括系統(tǒng)電氣組成、PLC硬件設(shè)計(jì)等（3）PLC程序的設(shè)計(jì)及調(diào)試。本設(shè)計(jì)主要有以下幾項(xiàng)工作：（1）對測長系統(tǒng)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，具體包括：各個工位的硬件組成、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。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。鋼管MWBPS系統(tǒng)（MEASURE、WEIGHT、BAND、PINSTAMP、STENCIL）包括鋼管承重、測長、涂色、打標(biāo)、噴標(biāo)，是對成品鋼管進(jìn)行長度、重量的檢測、打標(biāo)、涂色，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)把鋼管定義為好管或壞管。從定徑或減徑機(jī)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(jī)上矯直，矯直后依次經(jīng)過超聲波探傷，水壓機(jī)實(shí)驗(yàn)，隨后進(jìn)行其他各項(xiàng)精整工序。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。利用對射光電管、編碼器、PLC、上位機(jī)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。不同類型的鋼管標(biāo)志都有其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。天津理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告屆：2011 學(xué)院：自動化