电气工程及其自动化专业—毕业设计

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

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

．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。

．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。

．使学生受到系统开发的综合训练，达到能进行系统设计和实施的目的。

．使学生掌握无缝管称重、测长设备的工作原理。

．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

．控制设备组成

操作台两台

控制柜两台

工业控制机一台

西门子机一台

直流电源一台

.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：

）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。

）当向右移动的钢管头部遮断0.4m处的光电传感器时，机开始对旋转编码器计数；

）与此同时，其它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，则机停止对旋转编码器计数；

）机将中断点光电传感器的位置信号和计数信息送给工控机，工控机计算出钢管的长度；

）计算公式：（钢管长度）（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）（旋转编码器的计数长度）

（四）设计要求

．控制要求

（）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

（）打印位置准确、字符高度、深度应满足要求

（）辊道除自动加工外，应有手动控制

（）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

（）电源及系统的运行应有相应的指示

（）故障报警应有相应的指示

（）应有必要的电气保护措施

．设计内容

（）理解该设备的工作原理

（）画出控制设备的工艺流程图

（）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

（）控制程序的设计

（）画出整个控制系统的电气控制原理图、端子接线图、的端子接线图

（）控制程序调试

（）按要求撰写毕业设计说明书

（）论文答辩

（五）应完成的技术资料

．开题报告（字左右）

．毕业设计说明书（字左右）

．技术资料

（）系统电气原理图

（）的接线图

（）控制程序清单及注释

（六）主要参考文献及资料

[] 西门子（中国）有限公司用户手册.北京（中国）有限公司，

[] 王化祥.传感器原理及应用.天津大学出版社，

[] 袁子荣.液压传动与控制.重庆大学出版社，

[] 张群生.液压与气压传动.机械出版社，

[] 张凤山.电气控制及可编程控制器.中国轻工业出版社，

[] 何建平.电气传动.重庆大学出版社，

[] 曹玉平.液压传动与控制.天津大学出版社，

[] 张铮.冲压自动化.电子科技大学出版社，

[] 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，[] 王永华等.现代电气控制及应用技术，北京航空航天出版社，

二、毕业设计进度计划及检查情况记录表

（）毕业设计任务书一式二份，一份学院系留存，一份发给学生，任务完成后装订在毕业设计说明书内。

天津理工大学本科毕业设计开题报告

钢管称重、测长设备控制系统设计

测长部分

摘要

主要对钢管称重测长设备中的测长部分进行控制系统的设计研究，报告了国内外钢管的发展方向和发展趋势，并对各种方案进行了比较，明确了研究课题的意义以及研究课题的方法和手段。根据系统的设计要求和技术参数要求，确定了测长系统的工作原理和系统的组成，绘制出了系统的工艺流程图。对所用的电气控制设备、变频器以及各种元器件包括断路器和交流接触器等进行了设备选型。对电气控制系统进行了设计，包括对整个控制系统框架、主电路、控制电路等的设计。对系统的各硬件之间进行了通讯配置,简单介绍了网络、—网络和工业以太网三种通讯网络的通讯方式，采用—网络对—、和变频器进行了通讯配置，对—进行了梯形图程序的编写。

关键词：钢管；测长；控制系统；—；

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目录

第一章绪论 ........................................................ 概述 .......................................................................... 研究目的及意义 ................................................................. 本课题的研究方法及手段 .........................................................

本课题的研究方法 .......................................................