西门子CPU224CN模块

加了PID模块，就会自动生成直观、清晰的PID参数调节界面，设定参数以及变化的曲线都能够很好地反映出来，对此项目中的双闭环PID调节的实施，起到了很关键的快速整定与调节的作用，既节省了时间又提高了精度，是非常值得推荐的。

本设备是以实验为主的设备，因此*重要的就是实验数据。TIA Portal软件中的数据记录功能又是一大利器，只需要在变量表中设定好相应的触发条件，就可以按照所要求的时机记录重要的数据，并且生成Excel表格，方便保存与查看。

希望西门子公司的软硬件继续以用户为中心，以方便用户为重，并且越来越好。

在TIA Portal中的编程软件中插入PID模块，同时还有相应的PID过程曲线，可以方便快捷地进行PID参数设置与调节。图5为系统功能框图。五、项目运行

2015年年底该研发设备投入运行，运行效果良好，且实验数据满足质量认证标准。六、使用心得

本设备选用西门子产品来实现控制系统功能的*大原因是TIA Portal软件。以前西门子公司的组态软件，给人一种十分复杂，不知道从何入手的感觉，但是TIA Portal软件直接、

特点从安装开始就表现得淋漓尽致。

首先安装过程一气呵成，新建项目由向导提示一步一步地即可完成简单的配

根据工艺需求，对胶管正负扭曲角度位置控制进行动态测试。扭曲角度数据，由量程±45°倾角传感器进行测量，并输出4～20mA电流信号，扭曲力由安装在液压管路上的量程为30MPa的压力传感器进行测量，并变送4～20mA电流信号。以上信号数据经过PLC的模拟量模块进行数据采集，然后在程序中经过公式计算转换后，可将实际工程量的数据实时地显示在触摸屏上。

根据管长可在触摸屏上设定2°/m的*大扭曲角度范围，并在*大角度时，记录扭曲力数据。

（3）弯曲测试

根据工艺需求，对胶管左右弯曲同步位置与速度控制进行动态测试。弯曲半径由滑车位移激光传感器测量，左右弯曲缸位移由激光传感器测量，并转换4～20mA信号，再经过PLC的模拟量模块进行数据采集。重要的试验数据，可集监控和操作于一体，实现人性化的操作控制。配合采用数字量与模拟量模块、与倾角检测编程软件采用西门子的TIA Portal V13版本的软件，它是业内率先采用统一工程设计平台的自动化软件。借助全新的工程技术软件平台，用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统。与其他软件相比，无需花费大量时间集成各个软件包，同时显著降低了成本。此外，TIA Portal作为一切未来工程软件组态包的基础，可对西门子全集成自动化中涉及的自动化和驱动产品进行组态、编程和调试，也易于设备未来的升级与扩展。据工艺需求，对拉伸力与拉伸位移的匹配关系进行动态与静态的测试。拉力检测数据，由量程60t的拉力传感器执行，信号放大器将负载实测拉力转换为4～20mA电流信号。拉伸位移数据，由预装在

缸内的磁制位移传感器，检测软管拉伸的相对位移。以上信号数据经过PLC的模拟量模块进行数据采集，然后在程序中经过公式计算转换后，可将实际工程量的数据实时地显示在触摸屏上。

拉伸测试时，首先需要根据预设的拉力值范围在触摸屏上设定拉伸力的预设

TIA Portal包含了编程软件Step7和触摸屏软件WinCC，对于组态编程十分方便，同时在控制参数、程序块、变量和消息等数据管理方面，所有数据只需输入一次，大大减少了自动化项目的软件工程组态时间，降低了成本。TIA Portal的设计基于面向对象和集中数据管理，避免了数据输入错误，实现了无缝的数据一致性。使用项目范围的交叉索引系统，可在整个项目内轻松查找数据和程序块，极大地缩短了软件项目的故障诊断和调试时间。传感器、压力传感器、拉力传感器、直线位移传感器和激光位移传感器等进行控制与测量。测试负载力输出，采用液压动力输出。通过比例阀控制油缸动作位置与速度。

S7-300是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求的应用。大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务。简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活。方便用户和简易的无风扇设计。当控制任务增加时，可自由扩展。由于大范围的集成功能使得功能非常强劲。

其中CPU选用315-2PN/DP，它具有中等规模的程序存储器和程序框架，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力。处理器处理每条二进制指令执行时间约为50ns，每条浮点数运行指令约为4

。384KB主存储器与程序组件执行相关的大容量工作存储器为用户程序提供了充分的空间。作为程序装载存储器的微型存储卡也允许将项目保存在CPU中，同时还可以用于数据归档和配方管理。通信方式支持PROFINET

在激光器输出功率恒定的前提下，激光头行进速海上输油管线是海上油田的命脉，它的安全性能直接关系到整个海上油田的安全。海上输油管道工作环境的恶劣程度与陆地管道相比更加复杂多变，既可能受到波浪、潮汐及腐蚀等作用，又可能面临船锚等撞击拖挂的危险，而且管道本身不仅受到静水压力的作用，同时会受到轴向拉力和弯曲荷载的作用。由于长期处于此等恶劣条件下，管道材料的内部有发生细裂纹的危险，如不加以应对和控制，则会严重影响管道的强度以致降低其寿命。

弯曲强度、扭转强度和拉伸强度，是橡胶制品检测的重要评估参数。国内对这三项强度检测试验都是分开单独进行的，功能单一且自动化程度不高；劳动者现场检测，安全得不到保障。目前，弯曲、扭转和拉伸三项测试功能综合在一起的自动化检测技术全部被欧美国家垄断。国内在这方面的研究，大多处在研究和试制阶段，还没有产品，满足不了****的需求。二、项目工艺

该项目研发了一种对海上浮式输油管三种强度测试为一体的测试仪，该测试仪可以实现以下功能度如果出现较大波动，则工件上的焊接轨迹则会深浅不一致，工件的焊接强度达不到技术要求。