plc課程設(shè)計(jì)--軋鋼機(jī)

1、<p>　　題 目： 軋鋼機(jī)  </p><p>　　課程名稱：電氣控制及PLC課程設(shè)計(jì) </p><p>　　院部名稱：機(jī)電工程 </p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 </p>

2、;<p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： </p><p>　　課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)：

3、 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　一 緒論</b></p><p><b&g

4、t;　　相關(guān)背景知識(shí)</b></p><p>　　二 軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 軋鋼機(jī)的控制要求</p><p><b>　　2.2 選擇機(jī)型</b></p><p>　　2.3 PLC輸入 輸出及IO地址分配</p><p>　　2.4 電氣連

5、接圖</p><p>　　2.5 軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　三 軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2 基本PLC語(yǔ)句對(duì)應(yīng)指令</p><p><b>　　3.3 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><

6、p><b>　　四 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　五 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　論文闡述了可編程控制器PLC在自控軋鋼機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了軋鋼機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)過(guò)程，列出了具體的主要硬件電路，電梯

7、的控制梯形圖，在分析處理隨機(jī)信號(hào)邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，指出了PLC的編程方法。本次所做的設(shè)計(jì)課題是基于PLC的自控軋鋼機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中十分重要，主要采用S7-200系列機(jī)型進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，利用組態(tài)王軟件對(duì)自動(dòng)軋鋼機(jī)進(jìn)行畫面組態(tài)，基于PLC自控軋鋼機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)這個(gè)課題對(duì)現(xiàn)在的工業(yè)發(fā)展必不可少，不僅提高效率，而且能加快現(xiàn)在工業(yè)的快速發(fā)展。</p><p>　　關(guān)鍵詞：軋鋼機(jī)，PLC，組態(tài)</p>

8、<p><b>　　一 緒論</b></p><p><b>　　1.1相關(guān)背景資料</b></p><p>　　軋鋼機(jī)的正常運(yùn)行是安全生產(chǎn)追求的重要目標(biāo)，所以監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)調(diào)試技術(shù)的高低是保證軋鋼系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要因素。因此，保證監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)調(diào)試質(zhì)量對(duì)軋鋼系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常減少故障的發(fā)生率具有非常重要的意義根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的實(shí)際情況對(duì)軋鋼

9、系統(tǒng)的運(yùn)行安全又提出了更高的要求。另外，面對(duì)信息技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)張，我國(guó)監(jiān)控系統(tǒng)正在由站控向線控和面控式的調(diào)度集中控制方式轉(zhuǎn)型。因此，如何適應(yīng)新發(fā)展的新形勢(shì)，利用現(xiàn)代新技術(shù)，建立以預(yù)防為主的保障軋鋼系統(tǒng)設(shè)備安全的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)調(diào)試及故障診斷系統(tǒng)是研究解決的重大課題。為了保持軋鋼系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，我國(guó)及外國(guó)許多的企事業(yè)實(shí)施了多種維護(hù)制度。主要包括年修、大修、廠修、假修等定期維修，以及不定期維修和日常維修等。這些制度的

10、嚴(yán)格執(zhí)行，為軋鋼系統(tǒng)的安全奠定了基礎(chǔ)。但是，總體而言，這些維修制度均具有超前或事后維修的特點(diǎn)，缺乏基于設(shè)備狀態(tài)維修的預(yù)測(cè)性和設(shè)備維修的經(jīng)濟(jì)性。因此，面對(duì)液壓設(shè)備對(duì)安全要求越來(lái)越高的形勢(shì)，由超前或事后維修向基于狀態(tài)維修，已經(jīng)成為維修制度改革的方向。狀態(tài)修的重要手段是采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)調(diào)試及檢測(cè)診斷設(shè)備和方法，建立安裝調(diào)試及故障檢測(cè)計(jì)算機(jī)支持</p><p>　　目前，我國(guó)基于PLC軋鋼機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不同程度得到了推廣應(yīng)

11、用，設(shè)計(jì)調(diào)試及故障診斷計(jì)算機(jī)支持系統(tǒng)還處于研究開發(fā)階段。由于軋鋼系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，尤其是控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及受設(shè)備使用和環(huán)境等因素的影響，實(shí)際造成設(shè)計(jì)調(diào)試的出現(xiàn)故障的原因是很復(fù)雜的，具有明顯的隨機(jī)性、不確定性、和模糊性?，F(xiàn)場(chǎng)分析、判斷和現(xiàn)場(chǎng)處理故障，往往需要依賴維修人員對(duì)設(shè)備安裝調(diào)試及故障的機(jī)理的把握程度和經(jīng)驗(yàn)。這就難免由于經(jīng)驗(yàn)不足而導(dǎo)致失誤，造成設(shè)備調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題。延誤安裝調(diào)試和維修時(shí)間。因此，研究安裝調(diào)試及故障診斷

12、專家系統(tǒng)具有實(shí)際意義的。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　（1）了解常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、步驟和設(shè)計(jì)原則。</p><p>　?。?）學(xué)以致用，鞏固書本知識(shí)。通過(guò)訓(xùn)練，使學(xué)生初步設(shè)計(jì)具有電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)造的能力。</p><p>　?。?）進(jìn)行一次工程技術(shù)的基本訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生查

13、閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊(cè)、工具書的能力，上網(wǎng)查詢信息的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程繪圖的能力，編制技術(shù)文件的能力等，從而提高學(xué)生解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力。</p><p>　　1.3課程設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　（1）閱讀參考資料及有關(guān)圖樣，了解一般電氣控制裝置的設(shè)計(jì)原則、方法和步驟。</p><p>　　（2）上網(wǎng)調(diào)研當(dāng)今電氣控制領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新動(dòng)向

14、，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程，使設(shè)計(jì)成果具有先進(jìn)性和創(chuàng)造性。</p><p>　?。?）認(rèn)真閱讀本課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析所選課題的控制要求，并進(jìn)行工藝流程分析，畫出工藝流程圖。</p><p>　　（4）確定控制方案，設(shè)計(jì)電氣控制裝置的主電路。</p><p>　?。?）應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)電氣控制裝置的控制程序?？煞譃?個(gè)步驟：</p><p>　?、龠x擇P

15、LC及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；</p><p>　　②根據(jù)工藝流程圖繪制順序功能圖；</p><p>　　③列出PLC的I/O分配表，畫出PLC的I/O接線圖；</p><p>　?、茉O(shè)計(jì)梯形圖并進(jìn)行必要的注釋；</p><p>　?、葺斎氤绦虿⑦M(jìn)行室內(nèi)調(diào)試及模擬運(yùn)行。</p><p>

16、　?。?）設(shè)計(jì)電氣控制裝置的照明、指示及報(bào)警等輔助電路。系統(tǒng)應(yīng)具有必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等。</p><p>　?。?）選擇電氣元件的型號(hào)和規(guī)格，列出電氣元件明細(xì)表。選擇電氣元件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品。</p><p>　?。?）繪制正式圖樣，要求用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制電氣控制電路圖，用STEP 7-Micro/Win32編程軟件編寫梯形圖。要求

17、圖幅選擇合理，圖、字體排列整齊，圖樣應(yīng)按電氣控制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定繪制。</p><p>　?。?）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書及使用說(shuō)明書。內(nèi)容包括闡明設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過(guò)程，附上設(shè)計(jì)過(guò)程中有關(guān)計(jì)算及說(shuō)明，說(shuō)明操作過(guò)程、使用方法及注意事項(xiàng)，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對(duì)自己設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)或改進(jìn)意見等。要求文字通順、簡(jiǎn)練，字跡端正、整潔。</p><p>　　1.4 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)</p>

18、;<p><b>　　1.4.1控制要求</b></p><p>　　當(dāng)啟動(dòng)按鈕SD接通，電機(jī)M1、M2運(yùn)行，傳送鋼板，檢測(cè)傳送帶上有無(wú)鋼板的傳感器S1的信號(hào)（即開關(guān)為ON），表示有鋼板，電機(jī)M3正轉(zhuǎn)（MZ燈亮）；S1的信號(hào)消失（為OFF），檢測(cè)傳送帶上鋼板到位后的傳感器S2有信號(hào)（為ON），表示鋼板到位，電磁閥動(dòng)作（YU1燈亮），電機(jī)M3反轉(zhuǎn)（MF燈亮）。Y1給一向下壓下量，

19、S2信號(hào)消失，S1有信號(hào)，電機(jī)M3正轉(zhuǎn)……重復(fù)上述過(guò)程。</p><p>　　Q0.1第一次接通，發(fā)光管A亮，表示有一向下壓下量，第二次接通時(shí)，A、B亮，表示有兩個(gè)向下壓下量，第三次接通時(shí)，A、B、C亮，表示有三個(gè)向下壓下量；在Q0.1第三次接通斷開時(shí)，電磁閥YU1燈滅，“A、B、C”全滅，“M2”燈亮送走鋼板，按下啟動(dòng)開關(guān)系統(tǒng)停止工作。</p><p>　　軋鋼機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)面板圖<

20、/p><p><b>　　1.4.2系統(tǒng)分析</b></p><p><b>　　1.4.2系統(tǒng)分析</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)上述要求，首先列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖，然后選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力。</p><p>　

21、　根據(jù)控制要求，編寫梯形圖及語(yǔ)句表，調(diào)試程序直到準(zhǔn)確無(wú)誤。</p><p><b>　　1.4.3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖；</p><p>　?。?）選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；</p><p>　　（

22、3）設(shè)計(jì)必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等。</p><p><b>　　1.4.4軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，首先將整個(gè)軟件分成若干功能模塊；</p><p>　?。?）編寫控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖；</p><p>　?。?）繪制各種電路圖；&

23、lt;/p><p>　?。?）編制PLC程序并進(jìn)行模擬調(diào)試；</p><p><b>　　（5）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；</b></p><p>　　（6）編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行。</p><p>　　二 軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 軋鋼機(jī)的控制要求</p><p

24、>　　按下啟動(dòng)按鈕SD，M1 M2運(yùn)行，燈亮。按下s1，mz正轉(zhuǎn)，壓力燈A亮，按下s2，mf反轉(zhuǎn)，壓力燈B亮，再按下s1，mz正轉(zhuǎn)，壓力燈C亮，再按下s2，YU1亮，延遲2s后，M1 M2亮，繼續(xù)之前的順序運(yùn)行</p><p><b>　　2.2 選擇機(jī)型</b></p><p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，考慮到擴(kuò)展和功能，選用一臺(tái)晶體管輸出結(jié)構(gòu)的CPU22

25、4小型PLC作為控制中心，CPU224的I /O點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)（14入10出）。</p><p>　　2.3 PLC輸入 輸出及IO地址分配</p><p>　　2.4 電氣連接圖</p><p>　　2.5 軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的安全保護(hù)主要包括四個(gè)方面：短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、失電壓保護(hù)和超程保護(hù)等

26、。具體體現(xiàn)在如下主電路圖中。</p><p><b>　　2.5.1短路保護(hù)</b></p><p>　　短路時(shí)熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。</p><p><b>　　2.5.2過(guò)載保護(hù)</b></p><p>　　采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過(guò)幾倍于額

27、定值得電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載時(shí)，熱繼電器才會(huì)動(dòng)作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。</p><p>　　2.5.3失電壓保護(hù)</p><p>　　通過(guò)接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓由于某種原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓（如停電）時(shí)，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí)，接觸器線圈不會(huì)自行通

28、電，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)自行啟動(dòng)，只有在操作人員重新按下啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。</p><p>　　三 軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2 基本plc語(yǔ)句對(duì)應(yīng)指令</p><p><b>　　3.3 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>&

29、lt;b>　　以下為調(diào)試結(jié)果圖</b></p><p><b>　　四 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。

30、兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我們對(duì)PLC有了更深入的了解。課本上的理論知識(shí)在實(shí)踐中得到了更深刻的體會(huì)。我了解了以前不熟悉的知識(shí)，對(duì)PLC有了更深刻的認(rèn)識(shí)，復(fù)習(xí)了這學(xué)期所學(xué)的PLC內(nèi)容，弄明白了很多知識(shí)。由于我們進(jìn)行調(diào)試的次數(shù)少，所以許多理論上成功的，實(shí)現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果卻不令人滿意。有時(shí)我們意見不統(tǒng)一，但還是嘗試之后才得到解決。</p><p>　　通過(guò)看書學(xué)習(xí)，寫出了相應(yīng)的程序，達(dá)到功能要求的目的。不管怎樣，在這次課程設(shè)計(jì)

31、過(guò)程中，我們?cè)诶碚摰幕A(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)踐，是一次很好的機(jī)會(huì)，提高了我們的創(chuàng)造力和動(dòng)手能力。當(dāng)我們一點(diǎn)一點(diǎn)完成的時(shí)候，心中就不免興奮，不免激動(dòng)。成功與失敗其實(shí)沒(méi)有界限，失敗是成功的基石，在做此設(shè)計(jì)時(shí)，我深深體會(huì)到做事與成長(zhǎng)是一回事，沒(méi)有付出努力，那就好比一張空紙，經(jīng)不起風(fēng)波的，可是，我們要是有一定的過(guò)程，一定的付出 ，那滋味就蘊(yùn)含在其中。 </p><p>　　在此要感謝我們的指導(dǎo)老師們對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我

32、們的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，

33、使我終身受益。</p><p><b>　　五 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、陳建明.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：電工工業(yè)出版社，2010年11月</p><p>　　2、孫 平.可編程控制器原理及應(yīng)用（第2版）.北京：高等教育出版社，2008年4月版</p><p>　　3、林小峰.可編程控制器原理及應(yīng)用.