无缝钢管连轧机自动化控制系统的研究与设计

摘要

本课题来自于天津市某小型无缝钢管生产企业生产线升级技术改造项目。
　　首先详细调研了国内外无缝钢管行业的发展现状及趋势，无缝钢管生产中采用的先进的生产技术，包括现代化的信息管理方式以及先进的控制技术。西门子公司所倡导的TIA技术也在工业控制系统中起到了示范作用，其完善的软、硬件控制体系及强大的技术支持服务在各行各业都有重要影响，Profibus-DP现场总线及工业以太网技术以其高效的信息传输和数据处理功能迅速在现代化的企业生产管理中发挥了重要作用。对无缝钢管的轧制生产也起到了非常大的促进作用。
　　其次，本文参考西门子公司所提倡的TIA技术，对我国技术上还比较落后但能够满足一定生产要求的无缝钢管生产企业进行技术改造。另外建立企业内的信息网络系统，使企业管理层，车间监控层以及现场设备间的信息传输更通畅，避免信息传递的延误，提高企业的信息化管理水平。
　　企业信息网络的建设以西门子 Profibus-DP现场总线及工业以太网技术为基础，通过Step7软件系统对通讯网络进行组态，在车间监控层设计了上位机监控系统，以便对现场设备运行及生产情况有更为清晰、直观的掌握，方便工程师和操作员。另外，以无缝钢管生产中最为关键的连轧管机系统进行自动化系统设计，以提高连轧管的精度及效率。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究内容

2 西门子工业控制系统

2.1 控制系统的发展及西门子TIA技术

2.2 现场总线技术

2.3 Profibus现场总线技术

2.4 西门子上位机监控系统

2.5 工业以太网技术

2.6 PLC技术及西门子S7-300

2.7 小结

3 无缝钢管生产线监控系统网络设计与实现

3.1 无缝钢管生产工艺流程

3.2 现场总线Profibus-DP组态

3.3 工业以太网组态

3.4 建立WinCC轧管及轧管主站间的连接

3.5上位机WinCC监控系统的设计

3.6 小结

4 轧管区自动化控制系统设计

4.1 轧管区工作模式

4.2 轧管区电气系统设计

4.3 在Step 7中完成硬件组态

4.4 程序设计

4.5 小结

结 论

参考文献

附录A FC2芯棒小车程序

附录B FC5报警和提示程序

在学研究成果

致谢