【正文】 分析 與控制任務(wù) .......................................3 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)及要求 ................................................... 3 系統(tǒng)電氣控制要求 ........................................................... 4 系統(tǒng)的組成及主要部分的工作原理 ............................................. 4 設(shè)備工藝流程圖 ............................................................ 5 第三章 測長 系統(tǒng)控制元件選擇 .......................................6 鋼管測長控制系統(tǒng)方案 ...................................................... 6 ........................................................... 7 PLC 的 選擇 ....................................................... 7 PLC 機型 容量及其模塊的 選擇 ....................................... 8 ............................................................... 9 ................................................... 9 .................................................... 10 變頻器參數(shù)的設(shè)定 .......................................... 10 測長輥道變頻器參數(shù)的設(shè)定 ....................................... 10 .............................................................. 11 選擇 .......................................................... 12 第四章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 .......................................... 13 系統(tǒng) 框架 .................................................................. 13 供電線路 .............................................................. 13 主電路接線 ............................................................... 13 輔助部分接線 .............................................................. 13 控制電路接線 ............................................................. 13 PLC 輸入輸出端子表 ....................................................... 13 PLC 端子接線圖 ............................................................ 16 電磁閥電路 ............................................................... 16 第五章 系統(tǒng)的 通訊 ................................................ 17 通訊網(wǎng)絡(luò)簡介 .............................................................. 17 SIMATIC 產(chǎn)品介紹 ............................................... 17 MPI 網(wǎng)絡(luò) ........................................................ 18 工業(yè)以太網(wǎng) ...................................................... 19 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò) ................................................... 19 PROFIBUS— DP網(wǎng)絡(luò)使用注意事項 ................................... 20 系統(tǒng)的 硬件配置圖 .......................................................... 21 PLC 與 ET200 站的通信設(shè)置圖 ................................................ 22 PLC 與變頻器的通信設(shè)置圖 .................................................. 22 .................................................................. 24 第六章 系統(tǒng)的程序設(shè)計 ............................................ 25 .................................................. 25 控制系統(tǒng)程序設(shè)計 ......................................................... 25 參考文獻(xiàn) ......................................................... 26 附錄 1 控制系統(tǒng)設(shè)計圖 ............................................. 27 附錄 2 主程序 .................................................... 44 致謝 ............................................................. 67 天津理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 1 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)是實現(xiàn)產(chǎn)品標(biāo)志的重要環(huán)節(jié)。對電氣控制系統(tǒng)進行了設(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。根據(jù) 系統(tǒng)的設(shè)計要求 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)合實驗進行課題研究 六、本課題的研究手段 利用 s7300 軟件進行程序的設(shè)計和硬件的配置及通訊，在實驗室進行硬件的連線和仿真，實現(xiàn)工業(yè) PLC自動化控制。 （ 4） 系統(tǒng)精度高和工作周期短。 （ 3） 完善的計算機監(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。 （ 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力，能從國外引進專業(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 與上位機通訊時序進行了詳細(xì)設(shè)計。對測長系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行了詳細(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。本設(shè)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(shè)計，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，隨后進行其他各項精整工序。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。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。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)計開題報告 屆： 2020 學(xué)院：自動化 專業(yè)：電氣工程及其自動化 2020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 20202003 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。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(yīng)有相應(yīng)的指示 （ 6）故障報警應(yīng)有相應(yīng)的指示 （ 7）應(yīng)有必要的電氣保護措施 2．設(shè)計內(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 （ 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(shè)計說明書 （ 8）論文答辯 （五）應(yīng)完成的技術(shù)資料 1．開題報告（ 2020 字左右） 2．畢業(yè)設(shè)計說明書（ 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）有限公司 SIMATICS7300 用戶手冊 .北京（中國）有限公司， 1997 [2] 王化祥 .傳 感器原理及應(yīng)用 .天津大學(xué)出版社， 1992 [3] 袁子榮 .液壓傳動與控制 .重慶大學(xué)出版社， 2020 [4] 張群生 .液壓與氣壓傳動 .機械出版社， 2020 [5] 張鳳山 .電氣控制及可編程控制器 .中國輕工業(yè)出版社， 1999 [6] 何建平 .電氣傳動 .重慶大學(xué)出版社， 2020 [7] 曹玉平 .液壓傳動與控制 .天津大學(xué)出版社， 2020 [8] 張錚 .沖壓自動化 .電子科技大學(xué)出版社， 2020 [9] 周恩濤 .可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用，機械工業(yè)出版社， 2020 [10] 王永華等 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng) 用技術(shù)，北京航空航天出版社， 2020 二、畢業(yè)設(shè)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(jié)合任務(wù)書了解課題應(yīng)用情況并搜集相關(guān)資料 2 — 完成開題報告 3 — 初步熟悉工藝要求 4 — 畢業(yè)實習(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