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(完整版)

　　

【正文】 定義、PLC的編程語言、PLC的硬件組成等。熱軋的最大帶卷和坯料重量已由15噸增到45噸。目前，我國自主設計和研制的加工設備，從整體上看與國際先進水平相比還有很大的差距，但某些技術正在追趕世界先進水平。此后在西班牙﹑比利時和英國相繼出現軋機。國內寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼設計院，東大、北科大等院校軋鋼研究機構亦要多加強與鋼鐵集團的聯合開發。但一般所說的軋機往往僅指主要設備。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 引 言 1 1 自動軋鋼機的背景 1 自動軋鋼機的歷史與發展現況 2 自動軋鋼機設計的主要內容與基本思路 3第2章 系統總體設計 5 5 5 5 6 6 6 8 8第3章 控制系統硬件設計 9 PLC定義及發展歷程 9 9 PLC的發展歷程 9 PLC的工作原理 10 PLC的循環掃描工作 11 PLC的硬件組成 12 12 PLC的特點 13 PLC的構成及選型 143 . 16 17 EM232的介紹 17 電機及其專用驅動器選型 18 開卷機運輸電機選型 18 18 18 18 18 低壓電器選型 19 按鈕的選型 19 指示燈的選型 19 斷路器 19 20 20 20 20 傳感器的選擇 21 22 22 電源的總體設計 22 顯示部分的設計 23 本章小結 24第4章 控制系統及軟件設計 25 總體設計思想 25 25 25 26 STEP7的整體介紹 28 STEP7的組成 28 編輯器簡介 28 控制系統的仿真圖 29 本章小結 32結束語 33參考文獻 34致 謝 35附 錄A 36附 錄B 42VII黑龍江工程學院本科生畢業設計 第1章 引 言軋鋼就是用軋機對鋼坯進行壓力加工，獲得需要的形狀規格和性能的過程。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。程序涉及到了自動軋鋼機工作的絕大部分過程。在PLC梯形圖的編寫時，文中采用的是西門子PLC梯形圖專業編譯軟件STEP7來進行編寫。Stepping Motor畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明原創性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。通過PLC的控制，使軋鋼機實現自動化，連續化和高速化。我國大鋼廠從70年代已用先進的連軋軋機 ，連軋機采用了一整套先進的自動化控制系統，全線生產過程和操作監控均由計算機控制實施，軋件在幾架軋機上同時軋制，大大提高了生產效率和質量。改革開放三十年來軋制工業在我國工業建設方面做出了突出的貢獻，、難度極大的生產工藝，是中國鋼鐵企業在引進全套生產線時花費最多的環節形。并于1859年建造了第一臺連軋機。這是對鋼材要求不斷提高產品和質量、提高勞動生產率、降低原材料和能源消耗及產品成本的發展結果，這也和軋鋼設備制造水平有關的重型機器制造、電機 、計算機和自動控制以及液壓系統等科學計算發展技術有密切關系[4]。4．自動化方面目前寬帶鋼熱連軋機的計算機自動控制水平在各類軋機重是最高的，從板坯上料到卷取全部采用電子計算機控制。(2)保護功能：電機順序啟動、可點動可自動、過載保護。輔助設備：是指主機列以外的各種設備，它用于完成一系列輔助工序。二輥式軋鋼機的用途： 二輥軋機設備為低碳鋼、銅銀鉛鋁、有色金屬板材、合金粉末冷軋帶材實驗設備。軋鋼是連續的不間斷的作業，鋼帶在輥道上運行速度快，軋鋼機設備自動化程度高，效率也高。每道次軋制的啟動和制動時，分別有一個升速和降速的過程。PLC是PLC控制系統的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統的技術經濟性能指標起到重要的作用。任何一種電氣控制系統都是為了實現被控對象（生產設備或生產過程）的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。可遍程序控制器極其相關外部設備，都應按照易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。有人把可編程序控制器組成的系統稱為PCS可編程序控制系統，強調可編程序控制器生產廠商向人們提供的已是完整的系統了。由于PLC人機聯系處理模擬能力和網絡方面功能的進步，擠占了一部分DCS的市場（過程控制）并逐漸壟斷了污水處理等行業，但是由于工業PC（IPC）的出現，特別是近年來現場總線技術的發展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場，所以近年來PLC增長速度總的說是漸緩。所以說，需要應用PLC的場合還很多，在我國就更是如此了。（1）輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態并寫入輸入狀態寄存器。但是PLC也有它自己的特點，PLC在確定了工作任務，裝入了專用程序后成為一種專用機，它采用循環掃描工作方式，系統工作任務管理及應用程序執行都是用循環掃描方式完成的。編程方便，易于使用PLC是面向用戶的設備，PLC的設計者充分考慮到現場工程技術人員的技能和習慣，PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業控制的簡單指令形式。PLC的輸入/輸出系統能夠直觀的反映現場總線信號的變化狀態，還能通過各種方式直觀的反映控制系統的運行狀態。當控制對象I/O點在500點以上時就必須選用大型PLC。 程序存貯器問題 在PLC選型過程中，PLC內存容量、型式也是必須考慮的重要因素。開關量輸入模塊通常的開關量輸入模塊類型有有源輸入、無源輸入、光電接近傳感器等輸入。SIMATIC S7200所具備的高電磁兼容性和強抗振動，抗沖擊性，更使其具有最高的工業環境適應性。 S7200 PLC CPU的外形模型圖 模擬量輸入擴展模塊，共有3種產品。為此次設計的輸出提供了便利的條件，擴兩個就增添了四個輸出，使整個設計完整。軋輥電機是執行部分，要求比上一次嚴格一點，功率較大，因此選用型號為W5050100A，轉速為2940r/min的電機，額定電流為5A，電機功率為115kw。 該系列電動潤滑泵采用雙柱塞機構，運轉可靠，減速機構置于泵體內，結構緊湊，體積小，配以相應的電控箱可以實現自動控制。 指示燈的選型 指示燈本次設計主要用于顯示，綠色為停止，紅色為啟動，黃色為故障警報。變頻器在調速系統中的優點：1．控制電機的啟動電流；2．降低電力線路的電壓波動；3．啟動時需要的功率更低；4．可控的加速功能；5．可調的運行速度；6．可調的轉矩極限；7．受控的停止方式；8．節能；9．可逆運行控制；10．減少機械傳動部件。 PT123FB的明顯優點為：測量范圍光精度高，%FS以上；，%FS。交流電源的頻率?=50 HZ，負載電流為1050mA。二極管D是為了防止短路時C4反向放電損壞穩壓器。穩壓電路穩壓電路的作用是采取某些措施，使輸出的直流電壓、電網電壓或負載電流發生變化時保持穩定。同時，隨著鋼板建材產品競爭的日益激烈，對軋機控制系統的要求也在逐漸發生變化，在提高設備自動化程度和控制精度的前提下，要求實現生產過程自動化和進一步提高生產效率。采用遠程IO方式，不但減少了電纜用量，同時也更加便于維護，減少了生產輔助時間。要達到良好的板形和保證可接受的厚度公差，軋機就必須保證良好的速度、張力的穩定性。因系統中未配備張力計，所以采用了間接張力控制方式。一般采用測距儀(位移傳感器)，其位移傳感器可以達到很高的測量精度和穩定性，完全可以滿足卷徑測量的需要。手動操作方式，功能與以往的軋機不同，手動單步實現軋制過程的所有操作。它功能強大，主要為用戶開發控制程序使用，同時也可實時監控用戶程序的執行狀態。(7)項目中各部分的參數設置：執行菜單命令“工具”→“選項”，在出現的對話框中選擇某一選項卡，可以進行有關的參數設置。語句表對經驗豐富的程序員最適合。 控制系統的仿真圖本控制系統可執行的控制較多，下面只列舉出部分主要控制的仿真示意圖。同時利用STEP7軟件的幫助，能更好的清楚程序是否能夠應用到實際中去，利用仿真技術，可以達到最終的目的。我相信這些在我今后的學習和工作當中都會有很大的幫助。因為無論從論文選題，到編寫過程，直到完成，老師無不傾注著心血和辛勞。附 錄A電氣原理圖附 錄BPLC控制程序（梯形圖）學位論文原創性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。本聲明的法律后果由本人承擔。本次畢業設計大概持續了半年，現在終于到結尾了。再次對周巍老師表示衷心的感謝。學友情深，情同兄妹。46。在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創造良好的學習條件，我才能順利完成完成學業，感激他們一直以來對我的撫養與培育。另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。經過這次畢業設計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹的工作作風等方方面面都有很大的進步。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。這點讓我們深受感動。[7] [J].微計算機信息，2008.結束語畢業設計是大學學習階段一次非常難得的理論與實際相結合的機會。，各部分電機都在工作，仿真的過程中不斷調節變量，觀察各種情況下圖中出現的現象，最終得出結論。可以用語句表編輯器查看或者編輯用SIMATIC梯形圖或者功能塊圖編輯器編寫的程序，反之則不能。梯形圖編程對新程序員來說相對容易，指令表示也容易理解。STEP7項目包括下列基本組件：(1)程序塊：由可執行的代碼和注釋組成；可執行的代碼由主程序、可選子程序和中斷程序組成。自動操作方式可實現自動上卷、自動上套筒、自動穿帶準備、穿帶自動控制、自動軋制、自動料尾處理、自動卸卷及自動卸套筒等。以往，國內軋鋼機的工業控制計算機系統主要偏重于系統的監視，其主要功能為故障顯示與記錄、主要運行參數記錄、實時狀態顯示與監控、設定內容打印等。由此可知，卷取機的張力控制可以近似看成轉矩控制。開卷機和卷取機為恒張力控制。PLC構成一個獨立的子系統，分別控制傳感器、軋制系統、傳動系統和輔助系統；觸摸屏式操作屏放置在主操作臺。TD200的接法很簡單，只需要用它提供的連接電纜接到CPU224系列PPI接口上即可，當TD200單獨連接CPU電纜時，此時TD200的24V DC電源由CPU提供，不要再外接24V DC電源，否則會導致損壞。 電源的總體設計 對于本課題中的PLC的開關量輸入，壓力傳感器供電電源都要用到24V直流穩壓電源，一般24V直流電源的組成，其中包括四個組成部分，現將它們的作用分別加以說明。選擇濾波電容器負載電阻kΩ () ()由公式()得181。 頻率響應特性極好。 n=60f(1s)/p ()對于成品電機，其磁極對數p已經確定，轉差率s變化不大，故電機的轉速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機的同步轉速，進而達到異步電機的調試目的。 斷路器電機的斷路器選擇型號為C65N系列的斷路器，此系列的斷路器的適用范圍、優點如下：此斷路器是施耐德的產品，適用于交流50Hz或60Hz，電壓至660V，～63A