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(更新版)

　　

【正文】 的電路中，作為電動機的過載、短路保護之用，并可在C65N負載下，作為起動和停止電動機的全電壓啟動器，也可在配電網絡中作線路的電源開關，做線路或電氣設備的過載和短路保護之用，加上附件后也可遠距離斷開，欠壓保護，增加輔件可提高防護等級。根據電機及泵的選擇。可供機床或其他設備做循環冷卻潤滑液之用。在生產實際中，它的使用以達到的80%以上。其中前者是普通的模擬量模塊，可以用來連接標準的電流和電壓信號；后兩種是專門為特定的物理量輸入到PLC而設計的模塊。3 . CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。 開關量輸出模塊通常的開關量輸出模塊類型有繼電器輸出、可控硅輸出和晶體管輸出。進行PLC選型時，不要盲目地追求過高的性能指標。 I/O口信號代碼和數字量輸入/輸出地址表標號地址功能注釋標號地址功能注釋SB1潤滑啟動KA1上料變頻器啟停控制SB2潤滑停止KA2軋滾變頻器啟停控制SB3冷卻啟動KA3出料變頻器啟停控制SB4冷卻停止KM1潤滑泵SB5液壓啟動KM2冷卻泵SB6液壓停止KM3液壓電機FR電機故障YV1上料液壓缸VFE變頻故障YV2軋滾壓力缸SB7軋鋼啟動HL1系統運行指示SB8軋鋼停止HL2系統故障指示　　　　　　　　　　　　　　　SB9系統緊急停止　　　SLSPAIW0上料傳送帶速度檢測SLVFAQW0上料變頻器頻率控制ZGSPAIW2軋鋼滾速度檢測ZGVFAQW2軋滾變頻器頻率控制CLSPAIW4出料傳送帶速度檢測CLVFAQW8出料變頻器頻率控制ZGYLAIW6軋鋼滾壓力檢測　　　在本次設計中HMI接口輸入如下表所示： HMI接口輸入XTSPVW1000HMI速度設置XTPAVW1002HMI壓力設置聯網通信問題 聯網通訊是影響PLC選型的重要因素之一，多數小型機提供較簡單的RS232通訊口，少數小型PLC沒有通訊功能。可實現三電一體化PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結（運動控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規模和要求的控制系統，以適應各種工業控制的需要[11]。功能完善PLC的輸出/輸入功能完善，性能可靠，能夠適應與任何形式和性質的開關量和模擬量的輸入/輸出。完成后關閉輸入端口，轉入程序執行階段。（2）程序執行階段在程序執行階段，根據用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態寄存器。PLC具有穩定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優點，這是它能持久的占有市場的根本原因。　　國內PLC生產廠約三十家，但沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產，因此可以說PLC在我國未形成制造產業。 　1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數字公司研制出了第一土改可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。這也是區別與一般微機控制系統的一個重要特征。設計前，應深入現場進行調查研究，收集資料，并于機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協同解決設計中出現的各種問題。分配I/O點，繪制I/O連接圖。為了實現軋鋼機系統的自動化，建立行之有效的自動控制系統，本方案基于傳統的方式并結合自動化控制原理設計出一套以PLC為主控制的系統，此系統由幾個部分組成：執行部分、控制部分（光電檢測PLC）、驅動部分（電動機、傳動系統）、感知部分（傳感器）。經過熱軋后的鋼軌厚度一般在幾個毫米,如果要求鋼板更薄的話，還要經過冷軋鋼設備。本機由主電機、減速器、人字齒輪座、萬向接軸、工作機座、電控柜等組成，輥系采用專用軋機軸承。有時達主要設備重量的3~4倍[6]。(3)檢測項目：軋輥速度（測量范圍：03000r/m），鋼板位移（0—5 m）；傳感器選型和設計合理，輸出信號符合PLC電氣標準。 自動軋鋼機設計的主要內容與基本思路本次設計的題目是基于PLC的軋鋼機控制系統，主要是以PLC為主控器來控制整個系統，其主要功能是對鋼板的移動、軋制等運動進行控制，并對軋輥轉速和鋼板位移進行檢測，保證軋鋼機工作過程中穩定、可靠進行。過去初軋機一般為1020噸，現在有加大到4050噸。軋機發展到21世紀的今天，已采用了一整套先進的自動化生產控制系統，全線生產過程和操作監控均由計算機控制個主要特點：(1)網絡化快速通訊；(2)系統響應速度快；(3)傳動設備動態、靜態精度高；(4)軟件編制可靠性高等。1553年法國人布律列爾 (Brulier) 軋制出金和銀板材，用以制造錢幣。另外，做重型機械的一重、二重、上重、太重等必須奮起，探索高精軋鋼設備。泛指完成軋材生產全過程的裝備，包括有主要設備、輔助設備、起重運輸設備和附屬設備等。涉密論文按學校規定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。具體說明了可編程序控制器在自動軋鋼機中的作用。介紹了自動軋鋼機的基本原理以及工作流程。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 自動軋鋼機的背景軋鋼機是實現鋼鐵軋制過程的設備。 國內軋鋼行業要真正做大做強，必須不斷對鋼坯質量、加熱、輥型控制、卷取能力、酸洗等系列環節加強。 自動軋鋼機的歷史與發展現況據說于14世紀歐洲就有軋機，但有記載的是 1480 年意大利人 達?芬奇 (Leonardo da Vinci) 設計出軋機的草圖。萬能式型材軋機是在 1872 年出現的，20世紀初制成半連續式帶鋼軋機，它由兩架三輥粗軋機和五架四輥精軋機組成形[3]。1．大型化方面增大鋼錠或帶卷重量。在我國軋鋼生產的發展中，今后一個時期在適當建設現代化新企業、新裝備的同時，大力進行原有設備的技術改造的和更新挖潛，逐步提高大型化、高速化、連續化和自動化的水平是擺在軋鋼工作者的一項重要任務[5]。有電機潤滑和冷卻系統。輔助設備種類繁多，車間機械化程度越高，輔助設備所占整個車間機械設備總重比例也越大。二輥軋機組成及結構特點：從平爐出來的鋼錠也可以成為鋼板，但首先要經過加熱和初軋開坯才能送到熱軋鋼設備上進行軋制，先經過除磷到初軋，經輥道進入精軋軋鋼設備，機前裝有測速輥和飛剪，切除板面頭部。在軋制過程中，應盡可能少調速，以保證軋制的穩定性，從而達到厚度偏差的均一性。選擇PLC，應包括機型選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則： 最大限度地滿足被控對象的控制對象。定義強調了PLC應直接應用與工業環境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應能力和應用范圍。目前全世界有200多廠家生產300多品種PLC產品，主要應用在汽車（23%）、糧食加工（%）、化學/制藥（%）、金屬/礦山（%）、紙漿/造紙（%）等行業[10]。從技術創新的角度看，我國大中型企業還要大力發展CIMS，在機械制造廠要形成FMS柔性制造系統，PLC是基礎，所以PLC市場是廣闊的。完成后關閉輸入端口，轉入程序執行階段。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。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工藝的知識的人員都可在短時間內學會。易于實現網絡化PLC可連成功能很強的網絡系統。本次自動軋鋼機I/。通常的計算方法是：I/O點數8(開關量)+100模擬量通道數(模擬量)+120(1+采樣點數 )(多路采樣控制)。進行開關量輸入模塊的選型時必須根據實際系統運行中的要求綜合考慮。此外，S7200系列PLC還具有模塊點數密度高，結構緊湊，性價比高，性能優越，裝卸方便等優點。4AI、2路熱電阻輸入和4路熱電偶輸入。 電機及其專用驅動器選型三相籠型異步電動機由于結構簡單、價格便宜、堅固耐用等優點獲得了廣泛的應用。AYB100冷卻泵適用于50Hz或60Hz（單相時電壓220~240V）380~420V任一頻率和任一電壓。這次選用的電機型號是A027124，轉速為100r/min，額定電流2A。選用LED指示燈：AD16，額定電壓：24380(V),額定功率：5100(W)。變頻調速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調速的目的。 　 性能穩定可靠，使用壽命長，如稱重式機械杠桿稱，由于杠桿、刀口等部分互相摩擦產生損耗和變形，欲長期保持其精度是相當困難的，采用電阻應變式稱重傳感器制成的電子泵、汽車衡、軌道衡等，能在惡劣的環境條件下長期穩定工作。經過整流橋后直流電壓V () 選擇整流二極管流經二極管的平均電流 ()二極管承受的最大反向電壓V ()可選用2CZ55B整流二極管(允許最大電流IF=1000mA，最大反向電壓VRM=50V)。C4是為了改善負載的瞬態響應，消除高頻噪聲。 顯示部分的設計TD200文本顯示器是所有SIMTICS7200系列操作界面問題的最佳解決方法。因此，控制系統的模塊化、網絡化已是發展的必然趨勢。軋機的控制系統包括1臺PLC和1個觸摸屏式操作屏。在控制方式上，主機為速度控制，給整個軋機提供穩定的線速度基準。就卷取機系統而言，若忽略電動機的空載損耗，則有如下關系: MD=CMφI=FD/2i ()式中：MD為電動機的電磁轉矩；φ為電動機磁通；I為電動機額定電流；CM為機電時間常數；F為卷取機張力；D為卷徑；i為機械減速比。在軋機的控制系統中，工業控制計算機起著十分重要的作用。本設計中，手動操作方式作為自動軋機的備用功能。為了生成用戶所寫程序，STEP7提供了標準的PLC編程語言：語句表（STL）、梯形圖（LAD）、順序功能流程圖（SFC）、功能塊圖（FBD）。 編輯器簡介(1)梯形圖編輯器STEP7的梯形圖編輯器可以像組裝電子布線圖一樣編輯程序，是許多PLC程序員和維護人員喜歡選擇的方法。IEC指令集不支持語句表語言，只能使用SIMATIC指令集。當仿真剛開始的時候，將各個模塊安放在各自工作的地方，根據前面的I/O的確定，將所需的端口進行檢測，并將設計好的程序導入到PLC中，啟動上電，系統會根據程序的編程以及人工的進行參數的調試，可以實現系統的工作狀態，同時根據實時性的需求可以進行調整，以達到所需的目的。通過本章的介紹，可以更加深入的了解整個設計的工作運行，很好的闡述了其中的原理。參考文獻[1] ：電氣自動化[J].電子商務，2005，3(3)：6466. [2] 鄭大宇，[J].哈爾濱商業大學學報(自然科學版)，2005，21(6)：768771. [3] 余世明，晃岳，[J].中國工程科學，2008，10(7)：5156.[4] [J].機械管理開發，2004(4)：7778.[5] 董淑冷，茅紅偉. PLC在自動軋鋼機控制系統中的應用[J].上海師范大學學報(自然科學版)，2007. [6] [J].電氣時代，2006.就是再忙，指導老師也經常把我們叫到跟前悉心教導。盡我所知，除文中已經特別注明引用的內容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。 本次畢業設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續奮斗的力量。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶