基于西門子s7-200系列plc結(jié)構(gòu)的自動(dòng)軋鋼機(jī)系統(tǒng)論文畢業(yè)論文(專業(yè)版)

　　

【正文】 四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。參考文獻(xiàn)[1] ：電氣自動(dòng)化[J].電子商務(wù)，2005，3(3)：6466. [2] 鄭大宇，[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，21(6)：768771. [3] 余世明，晃岳，[J].中國(guó)工程科學(xué)，2008，10(7)：5156.[4] [J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2004(4)：7778.[5] 董淑冷，茅紅偉. PLC在自動(dòng)軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007. [6] [J].電氣時(shí)代，2006.當(dāng)仿真剛開(kāi)始的時(shí)候，將各個(gè)模塊安放在各自工作的地方，根據(jù)前面的I/O的確定，將所需的端口進(jìn)行檢測(cè)，并將設(shè)計(jì)好的程序?qū)氲絇LC中，啟動(dòng)上電，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)程序的編程以及人工的進(jìn)行參數(shù)的調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)性的需求可以進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到所需的目的。 編輯器簡(jiǎn)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(hù)人員喜歡選擇的方法。本設(shè)計(jì)中，手動(dòng)操作方式作為自動(dòng)軋機(jī)的備用功能。就卷取機(jī)系統(tǒng)而言，若忽略電動(dòng)機(jī)的空載損耗，則有如下關(guān)系: MD=CMφI=FD/2i ()式中：MD為電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；φ為電動(dòng)機(jī)磁通；I為電動(dòng)機(jī)額定電流；CM為機(jī)電時(shí)間常數(shù)；F為卷取機(jī)張力；D為卷徑；i為機(jī)械減速比。軋機(jī)的控制系統(tǒng)包括1臺(tái)PLC和1個(gè)觸摸屏式操作屏。 顯示部分的設(shè)計(jì)TD200文本顯示器是所有SIMTICS7200系列操作界面問(wèn)題的最佳解決方法。經(jīng)過(guò)整流橋后直流電壓V () 選擇整流二極管流經(jīng)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)。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。這次選用的電機(jī)型號(hào)是A027124，轉(zhuǎn)速為100r/min，額定電流2A。 電機(jī)及其專用驅(qū)動(dòng)器選型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。此外，S7200系列PLC還具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。通常的計(jì)算方法是：I/O點(diǎn)數(shù)8(開(kāi)關(guān)量)+100模擬量通道數(shù)(模擬量)+120(1+采樣點(diǎn)數(shù) )(多路采樣控制)。易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。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(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國(guó)大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS，在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場(chǎng)是廣闊的。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制對(duì)象。在軋制過(guò)程中，應(yīng)盡可能少調(diào)速，以保證軋制的穩(wěn)定性，從而達(dá)到厚度偏差的均一性。二輥軋機(jī)組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有電機(jī)潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)。1．大型化方面增大鋼錠或帶卷重量。 自動(dòng)軋鋼機(jī)的歷史與發(fā)展現(xiàn)況據(jù)說(shuō)于14世紀(jì)歐洲就有軋機(jī)，但有記載的是 1480 年意大利人 達(dá)?芬奇 (Leonardo da Vinci) 設(shè)計(jì)出軋機(jī)的草圖。 自動(dòng)軋鋼機(jī)的背景軋鋼機(jī)是實(shí)現(xiàn)鋼鐵軋制過(guò)程的設(shè)備。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。具體說(shuō)明了可編程序控制器在自動(dòng)軋鋼機(jī)中的作用。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。另外，做重型機(jī)械的一重、二重、上重、太重等必須奮起，探索高精軋鋼設(shè)備。軋機(jī)發(fā)展到21世紀(jì)的今天，已采用了一整套先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過(guò)程和操作監(jiān)控均由計(jì)算機(jī)控制個(gè)主要特點(diǎn)：(1)網(wǎng)絡(luò)化快速通訊；(2)系統(tǒng)響應(yīng)速度快；(3)傳動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)、靜態(tài)精度高；(4)軟件編制可靠性高等。 自動(dòng)軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與基本思路本次設(shè)計(jì)的題目是基于PLC的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)，主要是以PLC為主控器來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)，其主要功能是對(duì)鋼板的移動(dòng)、軋制等運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，并對(duì)軋輥轉(zhuǎn)速和鋼板位移進(jìn)行檢測(cè)，保證軋鋼機(jī)工作過(guò)程中穩(wěn)定、可靠進(jìn)行。有時(shí)達(dá)主要設(shè)備重量的3~4倍[6]。經(jīng)過(guò)熱軋后的鋼軌厚度一般在幾個(gè)毫米,如果要求鋼板更薄的話，還要經(jīng)過(guò)冷軋鋼設(shè)備。分配I/O點(diǎn)，繪制I/O連接圖。這也是區(qū)別與一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。　　國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約三十家，但沒(méi)有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說(shuō)PLC在我國(guó)未形成制造產(chǎn)業(yè)。（2）程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開(kāi)始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。功能完善PLC的輸出/輸入功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)與任何形式和性質(zhì)的開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入/輸出。 I/O口信號(hào)代碼和數(shù)字量輸入/輸出地址表標(biāo)號(hào)地址功能注釋標(biāo)號(hào)地址功能注釋SB1潤(rùn)滑啟動(dòng)KA1上料變頻器啟?？刂芐B2潤(rùn)滑停止KA2軋滾變頻器啟停控制SB3冷卻啟動(dòng)KA3出料變頻器啟停控制SB4冷卻停止KM1潤(rùn)滑泵SB5液壓?jiǎn)?dòng)KM2冷卻泵SB6液壓停止KM3液壓電機(jī)FR電機(jī)故障YV1上料液壓缸VFE變頻故障YV2軋滾壓力缸SB7軋鋼啟動(dòng)HL1系統(tǒng)運(yùn)行指示SB8軋鋼停止HL2系統(tǒng)故障指示　　　　　　　　　　　　　　　SB9系統(tǒng)緊急停止　　　SLSPAIW0上料傳送帶速度檢測(cè)SLVFAQW0上料變頻器頻率控制ZGSPAIW2軋鋼滾速度檢測(cè)ZGVFAQW2軋滾變頻器頻率控制CLSPAIW4出料傳送帶速度檢測(cè)CLVFAQW8出料變頻器頻率控制ZGYLAIW6軋鋼滾壓力檢測(cè)　　　在本次設(shè)計(jì)中HMI接口輸入如下表所示： HMI接口輸入XTSPVW1000HMI速度設(shè)置XTPAVW1002HMI壓力設(shè)置聯(lián)網(wǎng)通信問(wèn)題 聯(lián)網(wǎng)通訊是影響PLC選型的重要因素之一，多數(shù)小型機(jī)提供較簡(jiǎn)單的RS232通訊口，少數(shù)小型PLC沒(méi)有通訊功能。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊通常的開(kāi)關(guān)量輸出模塊類型有繼電器輸出、可控硅輸出和晶體管輸出。其中前者是普通的模擬量模塊，可以用來(lái)連接標(biāo)準(zhǔn)的電流和電壓信號(hào)；后兩種是專門為特定的物理量輸入到PLC而設(shè)計(jì)的模塊。可供機(jī)床或其他設(shè)備做循環(huán)冷卻潤(rùn)滑液之用。 斷路器電機(jī)的斷路器選擇型號(hào)為C65N系列的斷路器，此系列的斷路器的適用范圍、優(yōu)點(diǎn)如下：此斷路器是施耐德的產(chǎn)品，適用于交流50Hz或60Hz，電壓至660V，～63A的電路中，作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、短路保護(hù)之用，并可在C65N負(fù)載下，作為起動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)的全電壓?jiǎn)?dòng)器，也可在配電網(wǎng)絡(luò)中作線路的電源開(kāi)關(guān)，做線路或電氣設(shè)備的過(guò)載和短路保護(hù)之用，加上附件后也可遠(yuǎn)距離斷開(kāi)，欠壓保護(hù)，增加輔件可提高防護(hù)等級(jí)。 頻率響應(yīng)特性極好。 電源的總體設(shè)計(jì) 對(duì)于本課題中的PLC的開(kāi)關(guān)量輸入，壓力傳感器供電電源都要用到24V直流穩(wěn)壓電源，一般24V直流電源的組成，其中包括四個(gè)組成部分，現(xiàn)將它們的作用分別加以說(shuō)明。開(kāi)卷機(jī)和卷取機(jī)為恒張力控制。以往，國(guó)內(nèi)軋鋼機(jī)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要偏重于系統(tǒng)的監(jiān)視，其主要功能為故障顯示與記錄、主要運(yùn)行參數(shù)記錄、實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示與監(jiān)控、設(shè)定內(nèi)容打印等。STEP7項(xiàng)目包括下列基本組件：(1)程序塊：由可執(zhí)行的代碼和注釋組成；可執(zhí)行的代碼由主程序、可選子程序和中斷程序組成?？梢杂谜Z(yǔ)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。結(jié)束語(yǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)。這點(diǎn)讓我們深受感動(dòng)。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過(guò)的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。46。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。因?yàn)闊o(wú)論從論文選題，到編寫過(guò)程，直到完成，老師無(wú)不傾注著心血和辛勞。同時(shí)利用STEP7軟件的幫助，能更好的清楚程序是否能夠應(yīng)用到實(shí)際中去，利用仿真技術(shù)，可以達(dá)到最終的目的。語(yǔ)句表對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員最適合。它功能強(qiáng)大，主要為用戶開(kāi)發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。一般采用測(cè)距儀(位移傳感器)，其位移傳感器可以達(dá)到很高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，完全可以滿足卷徑測(cè)量的需要。要達(dá)到良好的板形和保證可接受的厚度公差，軋機(jī)就必須保證良好的速度、張力的穩(wěn)定性。同時(shí)，隨著鋼板建材產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，對(duì)軋機(jī)控制系統(tǒng)的要求也在逐漸發(fā)生變化，在提高設(shè)備自動(dòng)化程度和控制精度的前提下，要求實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。二極管D是為了防止短路時(shí)C4反向放電損壞穩(wěn)壓器。 PT123FB的明顯優(yōu)點(diǎn)為：測(cè)量范圍光精度高，%FS以上；，%FS。 指示燈的選型 指示燈本次設(shè)計(jì)主要用于顯示，綠色為停止，紅色為啟動(dòng)，黃色為故障警報(bào)。軋輥電機(jī)是執(zhí)行部分，要求比上一次嚴(yán)格一點(diǎn)，功率較大，因此選用型號(hào)為W5050100A，轉(zhuǎn)速為2940r/min的電機(jī)，額定電流為5A，電機(jī)功率為115kw。 S7200 PLC CPU的外形模型圖 模擬量輸入擴(kuò)展模塊，共有3種產(chǎn)品。開(kāi)關(guān)量輸入模塊通常的開(kāi)關(guān)量輸入模塊類型有有源輸入、無(wú)源輸入、光電接近傳感器等輸入。當(dāng)控制對(duì)象I/O點(diǎn)在500點(diǎn)以上時(shí)就必須選用大型PLC。編程方便，易于使用PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。（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(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。由于PLC人機(jī)聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進(jìn)步，擠占了一部分DCS的市場(chǎng)（過(guò)程控制）并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)，但是由于工業(yè)PC（IPC）的出現(xiàn)，特別是近年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場(chǎng)，所以近年來(lái)PLC增長(zhǎng)速度總的說(shuō)是漸緩。可遍程序控制器極其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起到重要的作用。軋鋼是連續(xù)的不間斷的作業(yè)，鋼帶在輥道上運(yùn)行速度快，軋鋼機(jī)設(shè)備自動(dòng)化程度高，效率也高。輔助設(shè)備：是指主機(jī)列以外的各種設(shè)備，它用于完成一系列輔助工序。4．自動(dòng)化方面目前寬帶鋼熱連軋機(jī)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制水平在各類軋機(jī)重是最高的，從板坯上料到卷取全部采用電子計(jì)算機(jī)控制。并于1859年建造了第一臺(tái)連軋機(jī)。我國(guó)大鋼廠從70年代已用先進(jìn)的連軋軋機(jī) ，連軋機(jī)采用了一整套先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過(guò)程和操作監(jiān)控均由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施，軋件在幾架軋機(jī)上同時(shí)軋制，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。在PLC梯形圖的編寫時(shí)，文中采用的是西門子PLC梯形圖專業(yè)編譯軟件STEP7來(lái)進(jìn)行編寫。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與