钢管称重、测长设备控制系统设计_测长部分_毕业设计.doc

天 津 理 工 大 学 本科毕业设计任务书 题目：钢管称重、测长设备控制系统设计------测长部分 天津理工大学教务处制 一、毕业设计内容及要求 （一）设计题目 钢管称重、测长设备控制系统设计------测长部分 （二）设计目的 1．通过该题目的设计培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。 2．培养学生查阅技术资料的能力，培养实际独立完成课题的工作能力。 3．使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能进行PLC系统设计和实施的目的。 4．使学生掌握无缝管称重、测长设备的工作原理。 5．提高学生对工作认真负责、一丝不苟，对事物能潜心考察、勇于开拓、勇于实践的基本素质。 （三）控制设备概述及工作原理 1．控制设备组成 操作台两台 控制柜两台 工业控制机一台 西门子 PLC机一台 24V直流电源一台 2.工作过程 这是钢管生产线上的一个自动检测、记录、打标记的自动化设备。它可对无缝钢管自动进行测长、称重，打印、喷标等工序。此设备共有四个工位： 第一工位为测长工位，实现对钢管长度的测量。 第二工位为称重工位，实现对钢管重量的称量。 第三工位为打印工位，在钢管一端的外表面通过气动打标机打印出钢管的各种信息，如重量、长度、批次、符合API标准及国家有关标准规定的和客户指定的数字、字符和图形；气动打标机也可移动到第五工位（喷印工位）用于实现对钢管两端的打印。 第四工位为喷标工位，在钢管的外表面喷印上钢管的各种信息，如重量、长度、批次、符合API标准及国家有关标准规定的和客户指定的数字、字符和图形。 钢管的上料、钢管在各工位之间的移动、钢管的下料均通过机械式步进机构实现。机械式步进机构采用双电动机驱动，变频调速，通过气动摩擦片制动器、减速机、链条带动步进梁的移动。 电控系统采用各单机自成体系，独立控制，独立操作的分布型控制模式。该控制模式是将工控机、可编程控制器和管理融合在一个系统中，没有操作站和控制站的明显区别。各单机可以即作控制，又作操作显示，通信系统又可以把数据等信息送往其它站，从而使数据资源共享。 主要工作过程如下： 1）光电传感器结合旋转编码器的形式，在对齐辊道上实现在钢管运动中对其长度的测量。 2）当向右移动的钢管头部遮断0.4m处的光电传感器时，PLC机开始对旋转编码器计数； 3）与此同时，其它33对光电传感器进入中断程序，当向右(东侧)移动的钢管尾部脱开任一个光电传感器，都产生一个中断信号，则PLC机停止对旋转编码器计数； 4）PLC机将中断点光电传感器的位置信号和PLC计数信息送给工控机，工控机计算出钢管的长度； 5）计算公式： L（钢管长度）= L2（产生最后一个中断信号的光电传感器至第一对光电传感器的距离）-L1（旋转编码器的计数长度） （四）设计要求 1．控制要求 （1）控制系统应满足设备的工艺要求，测量的距离精度应满足要求 （2）打印位置准确、字符高度、深度应满足要求 （3）辊道除自动加工外，应有手动控制 （4）系统具有程序预选功能。程序选定后，整个加工过程自动进行 （5）电源及系统的运行应有相应的指示 （6）故障报警应有相应的指示 （7）应有必要的电气保护措施 2．设计内容 （1）理解该设备的工作原理 （2）画出控制设备的工艺流程图 （3）对控制设备中所用的所有电器元件选型，编制电器元件明细 （4）PLC控制程序的设计 （5）画出整个控制系统的电气控制原理图、端子接线图、PLC的端子接线图 （6）PLC控制程序调试 （7）按要求撰写毕业设计说明书 （8）论文答辩 （五）应完成的技术资料 1．开题报告（2000字左右） 2．毕业设计说明书（10000字左右） 3．技术资料 （1）系统电气原理图 （2）PLC的I/O接线图 （3）控制程序清单及注释 （六）主要参考文献及资料 [1] 西门子（中国）有限公司SIMATICS7-300用户手册.北京（中国）有限公司，1997 [2] 王化祥.传感器原理及应用.天津大学出版社，1992 [3] 袁子荣.液压传动与控制.重庆大学出版社，2002 [4] 张群生.液压与气压传动.机械出版社，2001 [5] 张凤山.电气控制及可编程控制器.中国轻工业出版社，1999 [6] 何建平.电气传动.重庆大学出版社，2002 [7] 曹玉平.液压传动与控制.天津大学出版社，2002 [8] 张铮.冲压自动化.电子科技大学出版社，2000 [9] 周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用，机械工业出版社，2003 [10] 王永华等.现代电气控制及PLC应用技术，北京航空航天出版社，2003 二、毕业设计进度计划及检查情况记录表 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 1 2010.11.15—2