基于西門子s7-200系列plc結構的自動軋鋼機系統論文畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 產品，目前有SIMATICS7400/300/200系列產品；GE公司的產品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產品。讀取輸入執行用戶程序處理通信要求自診斷檢查改寫輸出RUN狀體讀取輸入處理通信要求自診斷檢查改寫輸出STOP狀體 各階段處理任務 PLC的循環掃描工作對每個程序，CPU從第一條指令開始執行，按指令步序號做周期性的程序循環掃描，如果無跳轉指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至遇到結束符后又返回第一條指令，如此周而復始不斷循環，每一個循環稱為一個掃描周期。 PLC的工作原理與計算機的工作原理基本是一致的，可以簡單的表述為在系統程序的管理下，通過運行應用程序完成用戶任務。I/O系統設計有完善的通道保護與信號調理電路；在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。而采用PLC控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結構，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在PLC到貨前進行，因而縮短了設計周期，使設計和施工可同時進行。 進行PLC選型時，應該從以下幾個方面進行考慮：I/O點數問題當控制對象I/O點在60點之內，I/O點數比為3:2時選用整體式(小型)PLC較為經濟。中型PLC掃描時間在10ms/kb以下。點數問題前面所說，點數是影響PLC選型的重要因素，同樣在進行I/O模塊的選型時也必須根據具體點數的多少選擇恰當的I/O模塊。S7200系列所具有的多種性能遞增的CPU和豐富的且帶有許多方便功能的I/O擴展模塊，使用戶可以完全根據實際應用選擇合適的模塊。CPU選擇CPU224，CPU224的輸入/輸出為14/10。10V，電流范圍是0~20mA。電機型號是YCT1604B的，額定電流是3A，轉速是1000r/min。DRBL60ZZ系列電動潤滑泵適用于潤滑點多，分布范圍廣，給油頻率高的干油集中潤滑系統。由于控制電路工作的需要，一只按鈕還可帶有多對同時動作的觸頭。若對通用變頻器選型、系統設計及使用不當，往往會使通用變頻器不能正常的運行、達不到預期目標，甚至引發設備故障，造成不必要的損失。壓力傳感器，壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。本設計使用的是24V直流穩壓電源。 穩壓電路采用三端穩壓器W7824系列，其中電容C2用以抵消較長線路的電感效應，防止產生自激振蕩，電容C3用以減小電路的高頻噪聲，～1 μF， μF。濾波器濾波器由電容、電感等儲能元件組成。 TD200C安裝向導 本章小結 本章對自動軋鋼機控制系統I/O點進行分配；對PLC、CPU進行了介紹并進行了選擇；同時對擴展模塊EM231，EM232進行了介紹；對電機和低壓電器進行了選型；對電源進行了詳細的設計。這些遠程IO通過現場以通訊的方式連入主控室內的PLC主站。HMI和工程師站都連接在以太網上，通訊介質是標準5類線，RJ45接頭，通訊速率為100Mbit/s。按照線速度相等的原則以轉速的形式分配給各傳動系統。轉速測量的精度與脈沖編碼器每轉脈沖數及采樣時間有關，在轉速恒定的情況下，脈沖編碼器每轉脈沖數越多，采樣時間越長，測量精度越高。本設計采用了完善的自動化設計，配合工業控制計算機，可實現自動軋制。SIMATIC工業軟件STEP7是用于西門子SMC7系列可編程控制器的標準工具。(5) 狀態表：用來觀察程序執行時指定的內部變量的狀態，狀態表并不下載到PLC，僅僅是監控用戶程序運行情況的一種工具。這種基于正文的概念和匯編語言程序設計很相似。使用可擴展的與或框簡化了繪制復雜的輸入組合。： 自動軋鋼機電機啟動后仿真示意圖電機運行后，在HIM界面輸入給定值，其變化規律是，電機速度小，其頻率變大，速度大時，頻率變小，以此來達到變頻的目的，： 自動軋鋼機電機變頻運行仿真示意圖在運行過程中，若有故障發生，傳感器將識別出，然后傳給PLC，PLC將做出緊急停止反應，并發出聲光報警，： 自動軋鋼機系統故障仿真示意圖本設計其仿真很多就不一一列舉了，但上述內容均為其重要的，她包含了電機啟停，電機變頻運行，故障緊急停止等等。自動軋鋼機主要用PLC控制程序，使我對PLC有了更深入的了解，使用的廣泛性及其重要性，PLC技術的出現給現代控制領域帶來了一項新的改變。 [12] 趙紅梅，[J].科技資訊，2009（3）.在這里我向所有老師們表示深深得謝意和崇高的敬意。盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時間飛逝，大學的學習生活很快就要過去，在這四年的學習生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關心幫助我的人分不開的。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹的作風和誨人不倦的態度給我留下了深刻的印象。回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。是他們在我畢業的最后關頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。四年的大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統，公布設計（論文）的部分或全部內容，允許他人依法合理使用。學位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學位論文出版授權書本人及導師完全同意《中國博士學位論文全文數據庫出版章程》、《中國優秀碩士學位論文全文數據庫出版章程》(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學位論文提交“中國學術期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學位論文全文數據庫》、《中國優秀碩士學位論文全文數據庫》中全文發表和以電子、網絡形式公開出版，并同意編入CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學位論文評價數據庫》中使用和在互聯網上傳播，同意按“章程”規定享受相關權益。在這四年學習期間，我的老師無私耕耘、孜孜教誨，讓我們學到了很多書里和書外的知識。 [10] [J].中國科技縱橫，2010（18）.和實際設計相結合，鍛煉了我的綜合運用專業基礎知識，解決實際問題的能力，同時也提高了我檢閱文獻資料，對局部的取舍，以及對細節的斟酌處理，都是我的能力得到了鍛煉，經驗得到了豐富；并且意志品質力，抗壓能力和耐力也都得到了不同程度的提升。 自動軋鋼機運行前仿真示意圖將程序載入后，按運行按鈕，開卷機、取卷機、軋輥電機變頻啟動。圖解式邏輯門線路的表達對理解程序流程有益。(2)語句表編輯器語句表編輯器是用指令編寫程序。(3)系統快：用來設置系統的參數，例如存儲器的斷電保持范圍、PLC的輸出狀態、模擬量與數字量輸入濾波值等。生產過程中可隨時進行一定的手工干預，并且可隨時由自動狀態切換到手動狀態。全自動軋制是指輸入來料卷材及產品數據后自動生成軋制表，自動按照軋制表進行各道次軋制，軋機可自動進行加減速，并且通過參數自學習可不斷改善軋制參數。(1)線速度的測量通過PLC系統讀取卷取機前的偏導輥上的脈沖編碼器進行計算而獲得的。速度設定是以主機為線速度基準速度，通過設定工作輥的直徑與減速箱的減速比，從而給出電機的轉速給定值。通訊介質為光纖，通訊速率為10Mbit/s。在本系統中，為了控制的方便性，在現場設置了遠程IO子站。鍵盤設計可選擇多達20種不同形狀、顏色、字體的按鍵，背景圖像可以任意變化。因此常常需要將電網電壓先經過電源變壓器，然后將變換以后的副邊電壓再去整流、濾波和穩壓，最后得到所需要的直流電壓幅值。F/60V的電解電容器。電源部分是PLC的動力中心，它為CPU及擴展模塊供電。在本系統中，選用了由西門子生產的通用變頻器MM420。 正確選擇通用型變頻器對于傳動系統能夠正常運行時至關重要的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產機械的類型、調速范圍、速度響應和控制精度、啟動轉矩等要求，充分了解變頻器所驅動負載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構成控制系統，然后決定選用哪種控制方式最合適。主要用來發布操作命令，接通或開斷控制電路，控制機械與電氣設備的運行。 泵在額定電壓時直接起動。它具有體積小、轉矩高、振動低等優點。 EM231的結構圖 EM232的介紹擴展模塊EM232的額定電壓為24V DC，電流0~20mA，還有一些相應的技術指標，包括功耗為2W，光耦隔離：500V AC每分鐘，尺寸（寬高深）為468062mm，重量為186g。　　CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。 本設計選擇了Siemens的模塊化中小型PLC系統S7200，它能滿足中等性能要求的應用，應用領域相當廣泛。確定PLC的型號以后，就必須對各種模塊進行選型，開關量模塊的選型主要涉及到如下幾個問題:外部接線方式問題I/O模塊一般分為獨立式、分組式和匯點式。系統響應時間問題系統響應時間也是影響PLC選型的重要因素之一。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實現延時、鎖存、比較、跳轉、和強制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術運算、數制轉換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運算、顯示、監控、打印、及報表生成等功能。輸出刷新階段當所有指令執行完畢后，將輸出狀態寄存器中的內容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅動外部相應執行元件工作，這才形成PLC的實際輸出。 PLC的掃描全過程 PLC的硬件組成PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口、電源等幾部分組成。PLC通電后，首先對硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復不停地分階段處理各種不同的任務（見圖31）。　　在PLC應用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產品，年銷售額30億人民幣，應用的行業也很廣。　　在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業和以物理變化和化學變化將原料轉化成產品為特征的過程工業中，除了以連續量為主的反饋控制外，特別在制造工業中存在了大量的開關量為主的開環的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作；另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制；以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的——離散量的數據采集監視。這種工業計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。保證控制系統的安全、可靠。包括設計梯形圖、語句表（即程序清單）和控制系統流程圖。MAMA2啟動按鈕潤滑、冷卻電機啟動變頻器PLC 可 編 程 控 制 器否開卷機結束MAMAMA5啟動按鈕 鋼板運輸、軋輥電機啟動軋輥軋制卷取機傳感器數據傳至PLC檢測故障報警 自動軋鋼機控制系統原理框圖根據軋鋼機的運行特點，基于PLC軋鋼控制系統采用主要由上機、下位機等組成。 軋鋼機設備模擬示意圖軋制過程中，如果發現鋼帶邊部有缺陷將影響到高速軋制，則當缺陷部位經過軋輥時；操作工按一下操作臺上的按鈕，將其缺陷位置信號輸入PLC系統。從煉鋼廠出來的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼設備去進行軋制以后，才能成為合格的產品。它分為可逆式和不可逆式。(4)指示、報警功能包括：電路故障報警，按故障性質發出停機報警信號等，報警形式有燈光和鈴聲報警。基本內容：首先，做好控制系統的初步設計，做好設計方案。冷軋卷重達60噸，線材盤重已達24噸。洛陽有色金屬加工設計研究院正在開發的2400mm（1+1）式鋁帶熱軋機、2500mm六輥冷軋機、2000mm鋁箔軋機、高速鋁箔軋機以及銅帶精軋機等一批具有世界先進水平的軋機正在設計和制造之中。1728 年英國設計出生產圓棒材用的軋機。隨著我國軋制加工業的迅猛發展，我國軋制加工設備也經歷了一個自主開發－引進－學習借鑒－國產化的往復循環過程。工作機座——由軋輥、軋輥軸承、機架、軌座、軋輥調整裝置、上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。軋機主要由幾組軋輥構成，軋輥是一對轉動方向相反的輥子，兩個輥子之間形成一定形狀的縫或孔，鋼坯通過軋輥就成為一