电气工程及其自动化专业 —毕业设计

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1、电气工程及其自动化专业—毕业设计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、

2、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：12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、

3、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

4、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

5、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12（1）理解该设备的工

6、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

7、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

8、.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12010.11.15—2010.12.30结合任务书了解课题应用情况并搜集相关资料1222011.01.01—2011.02.28完成开题报告32011.03.01—2011.03.14初步熟悉工艺要求42011.03.15—2011.03.28毕业实习52011.03.15—