軋鋼生產(chǎn)線plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目軋鋼生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　軋鋼生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘

2、要： 伴隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,鋼材成為了社會(huì)生產(chǎn)建設(shè)的重要材料,其生產(chǎn)的方法也改變了很多。從原來的很多工人操作單軋機(jī)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成了現(xiàn)在的鋼材連軋生產(chǎn)線。 </p><p>　　本文簡單闡述了軋鋼自動(dòng)化的發(fā)展和現(xiàn)狀及軋鋼機(jī)的組成和分類,講訴了軋鋼原理和生產(chǎn)工藝流程,介紹了PLC的基本組成、特點(diǎn)以及工作原理,以及對(duì)基于西門子S7-200系列PLC控制的自動(dòng)軋鋼機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了較為細(xì)致的設(shè)計(jì).通過主回路,控制回路以及I/O分

3、配的設(shè)計(jì)對(duì)PLC控制軋鋼機(jī)的過程有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí),并對(duì)所用的設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的選型,而且對(duì)該控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟件編程。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 軋鋼機(jī) 控制系統(tǒng) </p><p>　　Steel rolling production line PLC control system design</p><p>　　ABSTRACT: As so

4、ciety progresses, the steel became important materials of the social construction, production technology has undergone great changes. Many workers operate from the original single-mill production transformed into steel r

5、olling production line now. </p><p>　　This paper briefly describes the development and current status rolling automation, complaint about the principles and rolling production process. Describes the basic c

6、omponents of PLC, characteristics and working principle.Through the main circuit, control circuit and I / O assignment design of the PLC control rolling mill process has been further understanding, the equipment used and

7、 a detailed selection, and the control system software programming. </p><p>　　KEYWORDS:PLC automatic rolling mill control system </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><

8、b>　　引言1</b></p><p>　　1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.1 系統(tǒng)控制要求1</p><p>　　1.2 方案比較2</p><p>　　1.3 方案選擇與方案論證 4</p><p>　　2 可編程控制器簡介5</p><p>　

9、　3 軋鋼生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分 7</p><p>　　3.1 電動(dòng)機(jī)的選型7</p><p>　　3.2 低壓控制電器的選型7</p><p>　　3.3 變頻器選型12</p><p>　　3.4 PLC的選擇（西門子PLC）14</p><p>　　3.5 PLC的I/O分配表及其接線圖

10、15</p><p>　　4 軋鋼生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分19</p><p>　　4.1 STEP基本介紹19</p><p>　　4.2 STEP7基本功能及組成19</p><p>　　4.3 PLC程序梯形圖21</p><p>　　4.4 語句表23</p><p>

11、;<b>　　總結(jié)與致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>　　引　言: 自動(dòng)軋鋼機(jī)舊時(shí)使用繼電器來控制，但是這個(gè)線路控制系統(tǒng)容易出錯(cuò)，難以保修，工作的效率不是很高。現(xiàn)代的軋鋼機(jī)要向連續(xù)-自動(dòng)-專業(yè)-效率高來發(fā)展。在現(xiàn)代來說，PLC控制系統(tǒng)慢慢的變成了大家用的最多的東西，是因?yàn)樗哂邢旅鎺讉€(gè)主要的

12、控制特點(diǎn)： </p><p>　　1．網(wǎng)絡(luò)化快速通訊；</p><p>　　2．系統(tǒng)響應(yīng)速度快；</p><p>　　3．傳送工具更加的精確；</p><p>　　4 確定工件的位置更加準(zhǔn)確； </p><p>　　5．編制的軟件程序很可靠等。</p><p>　　在以下設(shè)計(jì)中搭配有輸入輸出點(diǎn)

13、的分配圖，接線圖，還有梯形圖和語句表。第一步是設(shè)計(jì)輸入輸出點(diǎn)分配圖，它能明確的表達(dá)出PLC的輸出和輸入點(diǎn)數(shù)，還能為輸入輸出點(diǎn)接線圖做個(gè)參考。輸入輸出點(diǎn)接線圖在這個(gè)程序中挺重要的，能很好的說明白這個(gè)設(shè)計(jì)。梯形圖是這個(gè)程序的中心思想，是在設(shè)計(jì)PLC時(shí)做的。語句表可以很方便的輸入到PLC中，是以梯形圖為基準(zhǔn)做的。還要做好硬件的選取和設(shè)計(jì)，本文主要介紹了S7-200PLC控制系統(tǒng)在軋鋼中的應(yīng)用以及系統(tǒng)硬件的主要配置。</p>&l

14、t;p>　　1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　一個(gè)系統(tǒng)順利、穩(wěn)定、高效的按照我們?cè)谲浖芯幹频姆桨竿瓿杉榷ǖ娜蝿?wù)是我們每個(gè)設(shè)計(jì)人員最強(qiáng)烈的希望，但是，要達(dá)成這個(gè)希望首先便需要良好的系統(tǒng)總體方案的支持，一個(gè)良好的系統(tǒng)總體方案給以后的軟件與硬件設(shè)計(jì)工作會(huì)帶來很多方便。下面就是我要說的系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的過程。</p><p>　　1.1 系統(tǒng)控制要求</p><

15、p>　　以下給出系統(tǒng)控制要求:</p><p><b>　　一次軋制控制</b></p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)M1，M2旋轉(zhuǎn)，傳送帶1運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)檢測到傳送帶1有鋼板時(shí)，鋼板檢測傳感器A控制電機(jī)M3，M4旋轉(zhuǎn)，傳送帶2運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)位置傳感器檢測到鋼板傳送到初軋軋輥位置時(shí)，電磁閥YV1動(dòng)作，初軋。 </p><p>　　當(dāng)鋼板到達(dá)傳送帶2

16、位置時(shí)，鋼板檢測傳感器B控制電機(jī)M1，M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)、傳送帶1也停止運(yùn)轉(zhuǎn)、電機(jī)M5帶動(dòng)傳送帶3運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)位置傳感器檢測到鋼板傳送到精軋軋輥位置，電磁閥YV2動(dòng)作，開始精軋。</p><p>　　鋼板傳送到傳送帶3時(shí)，鋼板檢測傳感器C動(dòng)作，電機(jī)M3，M4停止，M5運(yùn)轉(zhuǎn)，以便傳送出物料。按下停止按鈕，系統(tǒng)停止運(yùn)行。</p><p><b>　　2.連續(xù)軋制控制</b><

17、/p><p>　　在上述1、2程序的基礎(chǔ)上，當(dāng)電機(jī)M5運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)M1、M2帶動(dòng)傳送帶1同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，如此連續(xù)循環(huán)軋制。按下停止按鈕，系統(tǒng)停止運(yùn)行。</p><p>　　具體的計(jì)數(shù)方法為： 在上述“1”程序的基礎(chǔ)上，當(dāng)檢測傳感器C為OFF時(shí)，電機(jī)M5停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)M1、M2旋轉(zhuǎn)，傳送帶1運(yùn)轉(zhuǎn)，循環(huán)整個(gè)軋制過程，并用計(jì)數(shù)器記錄循環(huán)次數(shù)。按下停止按鈕，整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。</p><

18、p><b>　　1.2 方案比較</b></p><p><b>　　方案一：plc控制</b></p><p>　　基本原理：設(shè)計(jì)的目的是為PLC的操作自動(dòng)化系統(tǒng)是建立一個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法.。該設(shè)計(jì)方法之所以成功，是因?yàn)榉趾脦撞吭O(shè)計(jì)了軋鋼控制系統(tǒng)，這個(gè)研究主要是想找到一種減少管理控制軟件開發(fā)過程的方法，那樣可以縮減編程和調(diào)試的時(shí)間，還有

19、他們可能產(chǎn)生的變化，還提高了自動(dòng)化控制的多變性。我們的目的是完善目前關(guān)于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)軟件開發(fā)商規(guī)劃方法的不足之處。  </p><p>　　在生產(chǎn)需要的前提下，許多的設(shè)備得有很多種運(yùn)行的方式，比如手動(dòng)的和自動(dòng)的，自動(dòng)的還包含連續(xù)，單周期，步進(jìn)，自動(dòng)返回初始狀態(tài)集中運(yùn)行的方式。而PLC就可以完美實(shí)現(xiàn)這幾種方式，它可以單周期運(yùn)行編制的程序，完成要求的制作；PLC還可以點(diǎn)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)，在監(jiān)測器或傳感器傳來信號(hào)時(shí)，

20、PLC能迅速做出反應(yīng)，及時(shí)控制電動(dòng)機(jī)和電磁閥做出相應(yīng)的工作運(yùn)行，最后完成所有的工步后，還可以再返回來循環(huán)的運(yùn)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)。</p><p>　　圖 1-1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　方案二：單板機(jī)控制</b></p><p>　　基本原理：單板機(jī)是采用模塊化的方式來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的，把許多個(gè)不同功能的零件塊狀化，編制子程序來運(yùn)

21、行。先設(shè)計(jì)好運(yùn)行的主程序，再?zèng)Q定附屬的程序和子程序，它們用相對(duì)應(yīng)的程序標(biāo)志來代替。</p><p>　　單板機(jī)是用C語言來設(shè)計(jì)程序的，盡量繞開使用匯編語言，還要多多考慮系統(tǒng)的可靠性，增強(qiáng)其抗干擾能力。主程序設(shè)計(jì)用于所有電機(jī)的傳動(dòng)，傳送帶的運(yùn)行，附屬的程序和子程序用來控制軋制鋼材，這個(gè)單板機(jī)是用中斷方式來運(yùn)作的，</p><p>　　根據(jù)軋鋼機(jī)PLC控制系統(tǒng)功能設(shè)置的原則和設(shè)置來說，確定單板

22、機(jī)的硬件配置及下面的功能：在第1個(gè)機(jī)架上設(shè)置傳送系統(tǒng)；第2個(gè)機(jī)架上設(shè)置檢測及傳感控制系統(tǒng)；這個(gè)系統(tǒng)還要設(shè)置監(jiān)控及速度的設(shè)定控制。</p><p>　　單板機(jī)內(nèi)部包括位置和電流的調(diào)節(jié)，外部連接的晶閘管裝置和直流電機(jī)來控制這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，單板機(jī)也能進(jìn)行位置的反饋和微調(diào)，方便于實(shí)現(xiàn)鋼材的傳送和軋制。</p><p><b>　　單板機(jī)控制器</b></p>&

23、lt;p>　　圖1-2 單板機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　1.3 方案選擇與方案論證</p><p>　　單板機(jī)早早的就出現(xiàn)了，可比單片機(jī)要早，在咱們的國家也就是再出來Z80、PC1500的時(shí)候，現(xiàn)在用單板機(jī)的人已經(jīng)不多了。單板機(jī)說穿了，還是單片機(jī)，就是一塊小的電路板而已，它就是包含有單片機(jī)呀、接口電路呀、ADC呀、DAC等，把他們呢縮在一個(gè)PCB上，它還是比較重視整體機(jī)這

24、一個(gè)觀念的。 用單板機(jī)直接控制軋鋼系統(tǒng)，研究的周期較長，研究的價(jià)錢高，而軋鋼工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)于抵抗干擾的能力必須要高，平穩(wěn)放在第一位，并不是性能排在第一為，所以單板機(jī)還需要逐漸的完善和改進(jìn)。單板機(jī)的計(jì)算的本領(lǐng)與PLC差別很大，單板機(jī)是針對(duì)性比較強(qiáng)的一種專業(yè)。要想其他人能更好的使用還得搭配一個(gè)專門的軟件，非常的不方便。 PLC是Programmable Logic Controller的縮寫，也就是可編程控制器。PLC其實(shí)也

25、是一種單片機(jī)，就是建立在MCU的基座刪的而已，它的系統(tǒng)內(nèi)核，每個(gè)人都是不一樣的，每個(gè)人都有自己獨(dú)自的操作系統(tǒng)，非常的安全。</p><p>　　1.PLC作為控制系統(tǒng)是很可靠的，它是利用單片機(jī)組成的，有較強(qiáng)的通用性。</p><p>　　2.而單板機(jī)其實(shí)可以說是一種組合而成的電路，還得和其它的硬件及軟件構(gòu)成系統(tǒng)才能很好的使用，它的應(yīng)用系統(tǒng)的使用的方面還是很大很廣的。</p>

26、<p>　　3.其實(shí)從工業(yè)方面的使用情況來看，對(duì)于比較單一，較少重復(fù)的工業(yè)項(xiàng)目來說，使用PLC更加的快速，也比較方便，PLC的可靠能力方面也是極好的，對(duì)干擾的抗性很高，價(jià)錢也不是非常的貴。 </p><p>　　4.對(duì)于那些數(shù)量多的工業(yè)項(xiàng)目來講，使用單板機(jī)來控制系統(tǒng)能做到價(jià)錢少，收益多的特點(diǎn)，可是這要具有一定的研究開發(fā)能量和這個(gè)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)平衡。</p><p>　　因此

27、，多想想各方各面，我最后還是選擇了第一個(gè)方案來用。</p><p>　　2 可編程控制器簡介</p><p>　　可編程序控制器（PLC）是由很多種技術(shù)來支撐起來的，那些技術(shù)包括繼電器-接觸器控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)?？删幊绦蚩刂破鞣浅５南冗M(jìn)，它內(nèi)部的主要中心是微處理器，用自己編好的程序來完成邏輯控制，計(jì)時(shí)和算術(shù)方面的計(jì)算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出（I/O）來控制各種生

28、產(chǎn)過程。</p><p>　　圖2-1 PLC原理圖</p><p>　　圖2-2 PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　3 軋鋼生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分</p><p>　　3.1 電動(dòng)機(jī)的選型 </p><p>　　3.1.1 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)電機(jī)的選擇 </p><p>　　作為

29、軋鋼機(jī)主傳動(dòng)電機(jī),它應(yīng)該滿足以下幾個(gè)特點(diǎn)： </p><p>　　1.能往復(fù)啟動(dòng)、制動(dòng),能四象限運(yùn)行; </p><p>　　2.過載能力好,能經(jīng)受沖擊負(fù)荷; </p><p>　　3.調(diào)速性能好而且方便。 </p><p>　　由上面的幾個(gè)特點(diǎn),選擇三相籠型異步電機(jī),電機(jī)型號(hào)為Y315M3—6,額定功率P=132kW,I=245A,V

30、=980r/min。 </p><p>　　3.1.2 輥道電機(jī)的選擇 </p><p>　　輥道電機(jī)是傳動(dòng)部分,選用型號(hào)為Y100L—6 ,功率P=1.5kW,額定電流I=4A,V=940r/min。 </p><p>　　3.1.3 壓下電機(jī)的選擇 </p><p>　　壓下電機(jī)用點(diǎn)動(dòng)控制,選用型號(hào)為Y132M1—6,功率P=4kW,I=

31、9.4A,V=960r/min。 </p><p>　　3.1.4 冷卻泵的選擇 </p><p>　　AYB—100冷卻泵適用于50Hz或60Hz,一個(gè)相大的時(shí)候電壓為220V到240V或380到420V,任選一個(gè)頻率和任選一個(gè)電壓?？梢越o機(jī)床或其他的工業(yè)設(shè)備提供降溫潤滑的作用。冷卻液能挑下面的這些液體，比如：皂化液、乳化液、輕礦物等其他液體。冷卻泵在額定電壓時(shí)直接啟動(dòng)。本次設(shè)計(jì)采用的A

32、YB—100冷卻泵,P=0.37KW,U=380V,最大流量100L/m。</p><p>　　3.2 低壓控制電器的選型 </p><p>　　電器是一種能根據(jù)外面的信號(hào)變了，自己也會(huì)改變的，它還能自動(dòng)的把電路弄通或者是斷開，誰都可以控制包括電路或非電對(duì)象，不僅能控制它們還能切換或者是保護(hù)它們不收損害，平時(shí)還可以一直的監(jiān)視觀測著它們。</p><p>　　低

33、壓電器一般就是指那些在一定值額定電壓（交流1200V，直流1500V以下）內(nèi)工作的電器。我們品勢(shì)用的見的低壓電器還是有接觸器，繼電器，開關(guān)電器等它們這些。低壓電器種類繁多，可以按照用處和控制設(shè)備來區(qū)分，有配電和控制2種電器。</p><p>　　3.2.1 控制按鈕的選擇 </p><p>　　控制按鈕的機(jī)構(gòu)還是很簡單的，大家控制起來也很容易，能用到很多的主令電器里面。在PLC控制系統(tǒng)中，

34、在平時(shí)也是把按鈕當(dāng)PLC的輸入的信號(hào)元件來用。</p><p>　　按鈕選擇的基本原則為: </p><p>　　1.不同的地方，不同的使用方法來決定選擇哪種按鈕,如嵌裝在操作面板上的按鈕,可選用開啟式。 </p><p>　　2.不同的工作的情況,選擇按鈕或指示燈顏色。 </p><p>　　3.控制系統(tǒng)要用到多少來決定按鈕的數(shù)量。 &l

35、t;/p><p>　　由上面的幾點(diǎn)，選用按鈕型號(hào)為LA25，U=~500V，-400V,I=5A。</p><p>　　3.2.2 刀開關(guān)的選擇 </p><p>　　刀開關(guān)又稱閘刀開關(guān)或隔離開關(guān)，在生活中用的也很多，構(gòu)造也是極簡單的一種電器。選擇刀開關(guān)時(shí)要看秦楚電源是哪種類型的，電壓又是什么級(jí)別的，通斷能力的要求有些什么等。</p><p>　

36、　刀開關(guān)的額定電壓，額定電流應(yīng)該>=電路的實(shí)際工作電壓和最大工作電流。不同的電機(jī)也要謹(jǐn)慎小心的選好不一樣的刀開關(guān)，那樣會(huì)更加的安全的。 </p><p>　　所以本設(shè)計(jì)中,由上面的幾點(diǎn)，軋機(jī)主電機(jī)上的刀開關(guān)選用HS17-400/311,額定U=380V,約定發(fā)熱I=400A,輥道電機(jī)上的刀開關(guān)選用額定電流為I=15A,額定電壓U=380V,可控制電機(jī)最大容量2.2kW的HK1系列膠開關(guān);壓下電機(jī)選用額定I=

37、30A,額定U=380V,可控制電機(jī)最大容量4kW的HK1系列膠開關(guān)。 </p><p>　　3.2.3 接觸器的選擇 </p><p>　　接觸器有很多種，因?yàn)轵?qū)動(dòng)方式的不同，有一些接觸器是電磁式的，有一些永磁式的，還有一些氣動(dòng)式和液壓式的，在現(xiàn)在來看還是電磁式的用的人多點(diǎn)。 </p><p>　　1.選擇接觸器的類型 </p><p>　

38、　流過主觸點(diǎn)的不同的電流決定了選擇的接觸器的類別,就是挑一挑直流的或是交流的。 </p><p>　　2.選擇主觸點(diǎn)的額定電壓 </p><p>　　電磁線圈的額定U那是要跟它連接的控制電路的U一樣的。 </p><p>　　3.選擇主觸點(diǎn)的額定電流 </p><p>　　接觸器的額定電流應(yīng)該>=被控電路的額定電流,對(duì)于電動(dòng)機(jī)可按公式:

39、 </p><p>　　IC = P N/KU N  （3-1）</p><p>　　式中:IC是指接觸器的主觸頭電流（A）； </p><p>　　K在上面的式子里是經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取1~1.4；</p><p>　　P N 是指電機(jī)的額定功率（kW）；</p>

40、<p>　　U N 是指電機(jī)的額定電壓（V）。</p><p>　　4.選擇接觸器吸引線圈的電壓 </p><p>　　交流的額定U=380/U=220V,直流接觸器線圈的額定U和直流控制回路的電壓是一樣的。 </p><p><b>　　根據(jù)以上要求 </b></p><p>　　左右輥道電機(jī)選擇的接觸器:經(jīng)

41、驗(yàn)系數(shù)取1 </p><p>　　IC = P N/KU N = 1.5kW/380V = 3.95A （3-2）</p><p>　　能挑 CJ20—10 主觸頭I=10A，輔助觸頭I=5.2A。 </p><p>　　壓下電機(jī)選用的接觸器: 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取1 </p><p>　　IC = P N/KU N =

42、4 kW/380V = 10.53A （3-3）</p><p>　　能挑 CJ20—16 主觸頭16A，輔助觸頭13A。</p><p>　　3.2.4 熔斷器的選擇 </p><p>　　熔斷器在生活中的使用也很方便，構(gòu)造不復(fù)雜，價(jià)格也挺便宜的，專門用來保護(hù)其它的電器。它也能在出現(xiàn)嚴(yán)重的過載現(xiàn)象或這是短路現(xiàn)象時(shí)，保護(hù)那些個(gè)電路和用電

43、設(shè)備，它突出的還是作短路方面的保護(hù)的。 </p><p>　　1.熔斷器類型選擇 </p><p>　　熔斷器要挑的時(shí)候呢，就得看看是什么類型，額定電壓是多少，額定電流是多少，還有熔體額定電流的挑選等內(nèi)容。</p><p>　　熔斷器的額定U應(yīng)該>=電路的工作U。</p><p>　　熔斷器的額定I必須>=所裝熔體的額定I。<

44、;/p><p>　　熔斷器的額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨?gt;電路中出現(xiàn)的最大短路I。 </p><p>　　2.熔體額定電流的確定 </p><p>　　熔斷器是用來防止電路或用電設(shè)備出現(xiàn)過載現(xiàn)象和短路情況的，它的熔體的選擇是根據(jù)保護(hù)的對(duì)象來確定的。 </p><p>　　對(duì)電動(dòng)機(jī)一般按下式計(jì)算: </p><p>　　對(duì)于單臺(tái)

45、電動(dòng)機(jī): </p><p>　　INF≥(1.5~2.5)INM  （3-4）</p><p>　　式中：INF在上面的式子是說熔體的額定I(A)； </p><p>　　INM在上面的式子是說電動(dòng)機(jī)的額定I(A)；</p><p>　　對(duì)于較少次數(shù)啟動(dòng)的電機(jī),系數(shù)選擇1.5,還有

46、那些常常的啟動(dòng)的電機(jī),因?yàn)閱?dòng)時(shí)間比較費(fèi)時(shí),系數(shù)選擇2.5。 </p><p><b>　　對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)： </b></p><p>　　INF≥(1.5~2.5)INMmax+∑I M （3-5）</p><p>　　式中：INMmax是指最大的電動(dòng)機(jī)的額定電流(A)； <

47、;/p><p>　　∑I M是指其它的電動(dòng)機(jī)額定電流的和,如果有照明系統(tǒng)，要一起算上，單位為(A)。 </p><p>　　3.熔管額定電流的確定 </p><p>　　熔體的額定電流確定后,就可以確定熔管額定電流,應(yīng)該讓熔管額定電流>=熔體額定電流。 </p><p><b>　　本設(shè)計(jì)總?cè)蹟嗥?lt;/b></p&

48、gt;<p>　　INF≥(1.5~2.5)INMmax+∑I M =2.5×204A + 472.4A=982.4A （3-6）</p><p>　　所以選用RT17(NT4)/1000A/380V </p><p>　　軋輥主電機(jī)回路上的熔斷器</p><p>　　INF≥(1.5~2.5)INM = 2.5×245A=612.

49、5A （3-7）</p><p>　　所以選用RT16(NT3)/I=680A/U=500V 。</p><p>　　輥道電機(jī)回路上的熔斷器</p><p>　　INF≥(1.5~2.5)INM = 2.5×4A=10A （3-8）</p><p>　　所以選用

50、RT0-50A/15A,其中熔斷體額定I=50A,熔體額定I=5A。 </p><p>　　壓下電機(jī)回路上的熔斷器</p><p>　　INF≥(1.5~2.5）INM = 2.5×9.4A=23.5A （3-9）</p><p>　　所以選用RT0-50A/30A, 其中熔斷體額定I=50A，熔體額定I=5A。 </p

51、><p>　　3.2.5 熱繼電器的選擇 </p><p>　　熱繼電器有好多種作用，可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)，斷相及電流不平衡運(yùn)行，選擇哪種熱繼電器時(shí)還要充分思考電動(dòng)機(jī)工作的地點(diǎn)，起動(dòng)的情況，負(fù)載是哪種性質(zhì)，是否允許過載及過載的能力等因素。 </p><p>　　1.熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇 </p><p>　　電動(dòng)機(jī)在選擇不一樣的時(shí)候，熱繼電器

52、也得歡不一樣的，星形的電動(dòng)機(jī)就得挑2相或3相的，三角形的電動(dòng)機(jī)就得挑帶斷相保護(hù)的3相的繼電器。 </p><p>　　2.熱繼電器在返回時(shí)有個(gè)時(shí)間，那個(gè)時(shí)間的6倍，就是它用來保護(hù)的電動(dòng)機(jī)在真是的開啟的時(shí)間。平常的時(shí)候熱繼電器的那個(gè)返回的時(shí)間是額定電流的時(shí)候的運(yùn)行的時(shí)間的6倍的一半到十分之七。 </p><p>　　3.選擇熱繼電器額定I使用下面的式子的: </p><p

53、>　　IN =（0.95~1.05）INM  （3-10）</p><p>　　式中： IN 是指熱元件的額定I(A)； </p><p>　　INM是指電動(dòng)機(jī)的額定I(A)。 </p><p>　　對(duì)工作環(huán)境惡劣，起動(dòng)頻繁的電動(dòng)機(jī)，則按下式選取 </p><p>　　IN =（

54、1.15~1.5)INM （3-11）</p><p>　　對(duì)于軋輥主電機(jī)的熱繼電器來說</p><p>　　IN =(0.95~1.05)INM = 1×245A=245A （3-12）</p><p>　　所以選擇額定U=660V,額定I=250A的T型熱繼電

55、器。 </p><p>　　對(duì)于輥道電機(jī)的熱繼電器來說</p><p>　　IN =(0.95~1.05)INM = 1.05×4A=4.2A （3-13）</p><p>　　所以擇額定U=380V,額定I=25A的JR20型熱繼電器。 </p><p><b>　　對(duì)于壓下電機(jī)來說<

56、;/b></p><p>　　IN =(0.95~1.05)INM = 1.05×9.4A=9.87A （3-14）</p><p>　　所以也可以選擇額定U=380V，額定I=25A的JR20型熱繼電器。 </p><p>　　3.3 變頻器選型 </p><p>　　為了使傳動(dòng)系統(tǒng)能在平時(shí)

57、的正常運(yùn)行中不出問題，選好變頻器的型號(hào)是非常非常的重要的，選擇以前，先看看為什么而選，生產(chǎn)機(jī)械是什么類型的，調(diào)速范圍是多少，明確好控制精度和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要求，在真正的確定了變頻器要用于什么特性的設(shè)備或負(fù)載后，什么類型的也得挑一挑，再?zèng)Q定控制方式。</p><p>　　變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　　1.降低電力線路的電壓波動(dòng) </p><p>　　

58、2.控制電機(jī)的啟動(dòng)電流 </p><p>　　3.啟動(dòng)時(shí)需要的功率降低 </p><p>　　4.具有可控的加速功能 </p><p>　　5.具有可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限 </p><p>　　6.具有可調(diào)的運(yùn)行速度 </p><p>　　7.具有受控的停止方式 </p><p>　　8.可

59、逆運(yùn)行控制 </p><p>　　9.減少了機(jī)械傳動(dòng)部件 </p><p><b>　　10.節(jié)能 </b></p><p>　　3.3.1 MM440變頻器 </p><p>　　為什么要選擇MM440變頻器是因?yàn)樗抢昧烁呒?jí)的矢量控制技術(shù)，內(nèi)部有微處理器控制。這都使他運(yùn)行起來非常的可靠，功能也很多，它的開關(guān)頻率

60、并不是固定的，可以多樣化的來選擇，這樣能很好的降低電動(dòng)機(jī)在聲音方面造成的噪聲。</p><p>　　MM440變頻器全面而完善的保護(hù)功能為其它電器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。MM440變頻器這個(gè)系列是可以很方便的控制電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩的，它的功率也有好幾種，包括120W~200kW（恒轉(zhuǎn)矩方式）或250kW（變轉(zhuǎn)矩方式），型號(hào)也不少，讓大家來選。 </p><p>　　該變頻器雖然是使用默認(rèn)

61、的工廠參數(shù)，但他能很快捷方便的控制傳動(dòng)系統(tǒng)。就是因?yàn)樗@個(gè)包含很多方面的，完善的控制傳動(dòng)系統(tǒng)的功能，所以呢，在設(shè)置好它的一些本身內(nèi)部的參數(shù)以后，MM440變頻器也能適用在很多種的電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)中間。它既能用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也能控制自動(dòng)化系統(tǒng)。 </p><p>　　3.3.2 MM440變頻器的特點(diǎn) </p><p><b>　　1.主要特性 </b></p&

62、gt;<p>　?。?）易于安裝、設(shè)置參數(shù)和調(diào)試 </p><p>　?。?） 牢固的EMC，電磁兼容性，設(shè)計(jì) </p><p>　?。?）可由IT(中性點(diǎn)不接地)電源供電 </p><p>　?。?）對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)式快速和重復(fù)的 </p><p>　　（5）參數(shù)設(shè)置范圍廣，確保它對(duì)廣泛的應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行配置 </

63、p><p>　　（6）具有多個(gè)繼電器輸出 </p><p>　　（7）具有多個(gè)模擬量輸出0~20mA </p><p>　?。?）6個(gè)帶隔離的數(shù)字輸入并可切換為NPN/PNP接線 </p><p>　　（9）2個(gè)模擬輸入 </p><p>　　1） IN1:0~10V,0~20mA和-10~+10V <

64、;/p><p>　　2） IN2: 0~10V, 0~20mA </p><p>　?。?0）兩個(gè)模擬輸入可以作為第7和第8個(gè)數(shù)字輸入 </p><p>　　（11）脈寬調(diào)制的頻率高因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲低 </p><p>　?。?2）內(nèi)置的RS485串行通信接口 </p><p><b>　　2.性

65、能特征 </b></p><p><b>　?。?）矢量控制 </b></p><p>　　1） 無傳感器矢量控制SLVC </p><p>　　2） 帶編碼器的矢量控制VC </p><p>　　（2） V/f控制 </p><p>　　1） 磁通電流控制（

66、FCC），改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性 </p><p>　　2） 多點(diǎn)V/f控制 </p><p>　　（3）快速電流限制（FCL）功能，避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘 </p><p>　?。?）內(nèi)置的直流輸入制動(dòng) </p><p>　?。?）符合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性 </p><p>　?。?）加速/減

67、速斜坡特性具有可編程的平滑功能 </p><p>　?。?）具有比例、積分和微分(PID)控制功能的閉環(huán)控制 </p><p>　?。?）各組參數(shù)的設(shè)定值可以相互切換 </p><p>　　1） 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)組(DDS) </p><p>　　2） 命令數(shù)據(jù)組和設(shè)定值信號(hào)源(CDS) </p><p>

68、　　(9）動(dòng)力制動(dòng)的緩沖功能 </p><p>　　(10)定位控制的斜坡下降曲線 </p><p>　　3.4 PLC的選擇（西門子PLC）</p><p>　　1.S7-200是一種很小的PLC，它應(yīng)用在了現(xiàn)在的各種行業(yè)中，不僅能自動(dòng)檢測，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的功能等；S7-300是應(yīng)用于小型的模塊化的PLC系統(tǒng)，可以應(yīng)用于中等方面的設(shè)備的需要；S7-400

69、就是應(yīng)用于中、高檔的設(shè)備的可編程控制器。</p><p>　　2.西門子PLC S7-200： </p><p>　　S7-200 是一種很小的PLC，S7-200系列具有很好很強(qiáng)大的控制功能，使它不論在獨(dú)立自主方面，還是在網(wǎng)絡(luò)連接而成的系統(tǒng)方面都能很好的發(fā)揮其功能及效果，因此S7-200可編程控制器具有很高的性價(jià)比。 </p><p>　　S7-200這種的PL

70、C的功能很好的，在好多種自動(dòng)化的系統(tǒng)中能好好發(fā)揮它的效果。它使用的范圍也非常的廣，也包含許多簡單的繼電器的控制，很難的自動(dòng)化控制也行。應(yīng)用的領(lǐng)域也是很全面的，包括了與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)聯(lián)的各種領(lǐng)域，比如：注塑機(jī)，機(jī)床，磨床，印刷機(jī)，包裝生產(chǎn)等場合。 </p><p>　　3. S7-200系列主要有下面的幾個(gè)很優(yōu)秀的特點(diǎn)： </p><p><b>　　◆ 極高的可靠性 &

71、lt;/b></p><p>　　◆ 極豐富的指令集 </p><p><b>　　◆ 易于掌握</b></p><p><b>　　◆ 便捷的操作 </b></p><p>　　◆ 豐富的內(nèi)置集成功能 </p><p><b>　　◆ 實(shí)時(shí)特性 </b

72、></p><p><b>　　◆ 強(qiáng)勁的通訊能力</b></p><p>　　◆ 豐富的擴(kuò)展模塊 </p><p>　　4.S7-200系列PLC常用的4種CPU模塊： </p><p>　　★ CPU221：本機(jī)數(shù)字量有6個(gè)輸入，4個(gè)輸出，擴(kuò)展模塊數(shù)量為0，程序內(nèi)部和數(shù)據(jù)方面的容量比較小，計(jì)數(shù)的功能并不是很

73、強(qiáng)，僅僅適合較少的點(diǎn)數(shù)或是特別的控制系統(tǒng)來使用。 </p><p>　　★ CPU222：本機(jī)數(shù)字量有8個(gè)輸入，6個(gè)輸出，擴(kuò)展模塊數(shù)量為2，所以他的應(yīng)用到的地方就更多了。 </p><p>　　★ CPU224/CPU224XP：本機(jī)數(shù)字量有14個(gè)輸入，10個(gè)輸出，擴(kuò)展的模塊有7個(gè)，程序內(nèi)部的容量是CPU224的2倍，數(shù)據(jù)方面的容量是CPU224的四倍，內(nèi)部還有小型時(shí)鐘，模擬量和計(jì)數(shù)能力

74、變得更強(qiáng)了，是現(xiàn)代社會(huì)使用最多的S7-200系列產(chǎn)品。CPU224XP自己內(nèi)部帶有兩個(gè)模擬輸入模塊，一個(gè)模擬輸出模塊。</p><p>　　★ CPU226：本機(jī)數(shù)字量有24個(gè)輸入，16個(gè)輸出，程序內(nèi)部的容量是CPU224的2倍，數(shù)據(jù)方面的容量提高到了到10KB，它還有2個(gè)RS-485又來接通信息的接口，通信能力也是很強(qiáng)的，所以就在平時(shí)用在了那些多的點(diǎn)數(shù)，高的要求的小型化的或是中型化的用來控制的系統(tǒng)。</p

75、><p>　　5.PLC的最終選型</p><p>　　綜上考慮我最后選擇西門子S7-200 CPU224XP,該型號(hào)的PLC數(shù)字量I/O 14入/10出，再根據(jù)控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)決定還需要多少輔助模塊。</p><p>　　3.5 PLC的I/O分配表及其接線圖</p><p>　　本系統(tǒng)的輸入信號(hào)有9個(gè)。輸入信號(hào)如表所示：</p>

76、<p><b>　　表3-1</b></p><p>　　輸出信號(hào)有6個(gè)，PLC輸出信號(hào)表如表所示：</p><p><b>　　表3-2</b></p><p>　　S7-200CPU224XP</p><p>　　啟動(dòng)按鈕

77、 電機(jī)M1 M2</p><p>　　停止按鈕 電機(jī)M3 M4 </p><p>　　鋼板檢測傳感器A 電機(jī)M5</p><

78、;p>　　鋼板檢測傳感器B 接觸器 </p><p>　　鋼板檢測傳感器C 電磁閥YV1</p><p>　　位置傳感器1

79、 電磁閥YV2</p><p><b>　　位置傳感器2 </b></p><p><b>　　計(jì)數(shù)手動(dòng)清零 </b></p><p><b>　　系統(tǒng)復(fù)位 </b></p><p>　　圖3-1 PLC的硬件接線圖</p><p>

80、　　表3-3 元件清單列表</p><p>　　圖3-2 PLC控制系統(tǒng)示意圖</p><p>　　4 軋鋼生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分 </p><p>　　4.1 STEP基本介紹 </p><p>　　S7—200可編程序控制器使用STEP—Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。STEP—Micro/WIN32是在W

81、indows的基礎(chǔ)上做的，它的功能強(qiáng)大,主要為用戶開發(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)。它是西門子S7—200用戶肯定要用到的工具。</p><p>　　4.2 STEP7基本功能及組成 </p><p>　　4.2.1 基本功能 </p><p>　　STEP—Micro/WIN32是西門子公司為了S7-200PLC軟件專門設(shè)計(jì)開發(fā)的編程軟件。這

82、個(gè)軟件的功能很好很強(qiáng)大，界面友好，并且有非常方便的聯(lián)機(jī)幫助功能。我們可以用這個(gè)軟件來開發(fā)PLC應(yīng)用程序，它還能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶在執(zhí)行狀態(tài)中的實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外,它還可以直接用來設(shè)計(jì)PLC的工作的方法、運(yùn)行的參數(shù)和監(jiān)控等。 </p><p>　　4.2.2 界面組成 </p><p>　　主界面一般可分為下面的幾個(gè)區(qū)： </p><p><b>　　1.菜單條：<

83、;/b></p><p>　　菜單條就是使用鼠標(biāo)來單擊操作或者是用其他的熱鍵來操作，來打開各項(xiàng)菜單。 </p><p><b>　　2.工具條：</b></p><p>　　它可以提供很簡單的用鼠標(biāo)來操作的方式，將我們經(jīng)常用到的STEP—Micro/WIN32操作用按鈕的方式來用到工具條上。 </p><p>&l

84、t;b>　　3.引導(dǎo)條：</b></p><p>　　引導(dǎo)條是可以進(jìn)行窗口的快速切換，它是用按鈕來控制這一個(gè)功能的。 </p><p><b>　　4.指令樹：</b></p><p>　　它可以提供所有的快捷操作命令，還有編程所要用到的PLC指令，能提供那些所有的編輯指令的樹形狀的視圖。 </p><

85、p><b>　　5.輸出窗口：</b></p><p>　　輸出窗口是可以顯示PLC程序最后編譯的結(jié)果的內(nèi)容的，還能用來檢測結(jié)果有沒有錯(cuò)誤及錯(cuò)誤編碼和位置等。 </p><p><b>　　6.狀態(tài)條：</b></p><p>　　它可以顯示軟件在執(zhí)行過程中所處于什么樣的狀態(tài)下的信息。其主要提供操作方面的詳細(xì)說明和運(yùn)

86、行過程中進(jìn)展的指示。</p><p><b>　　程序編輯器：</b></p><p>　　程序編輯器可以用梯形圖，語句表或功能圖表編輯器等來撰寫要用到的程序。</p><p><b>　　局部變量表：</b></p><p>　　它的內(nèi)部包含我們關(guān)于局部的變量所進(jìn)行的賦值。</p>

87、<p>　　4.2.3 程序編輯器的選擇 </p><p>　　在程序編輯器，包含了3種方式來進(jìn)行程序的編制，分別使用梯形圖來編制，用語句表來編制，用功能圖表來編制，因?yàn)樘菪螆D更能讓人一目了然的看到整個(gè)程序的編制，所以我在此次設(shè)計(jì)中使用梯形圖來進(jìn)行程序的編輯。 </p><p>　　4.3 PLC程序梯形圖</p><p>　　程序段1： <

88、/p><p>　　I0.1 I0.0 Q0.1 Q0.0</p><p>　　Q0.3 </p><p><b>　　程序段2：</b></p><p>　　Q0.0 I0.2 Q0.2 Q0.1 </p><p>

89、;<b>　　程序段3：</b></p><p>　　I0.5 Q0.4</p><p><b>　　程序段4：</b></p><p>　　I0.3 Q0.1</p><p><b>　　程序段5：</b></p><p

90、>　　I0.6 Q0.5 </p><p>　　I0.4 Q0.2 </p><p><b>　　程序段6：</b></p><p>　　Q0.2 C20</p><p><b>　　I0.7</b></p>

91、<p><b>　　1</b></p><p>　　C20 Q0.3 </p><p><b>　　4.4 語句表</b></p><p>　　1 LDN I 0.1 停止按鈕 <

92、/p><p>　　2 LPS 邏輯入棧，分支電路的開始</p><p>　　3 LD I 0.0 啟動(dòng)按鈕</p><p>　　4 O Q 0.3 電機(jī)M5遠(yuǎn)距離控制</p><p>　　5 AN

93、 Q 0.1 電機(jī)M3,M4遠(yuǎn)距離控制 </p><p>　　6 = Q 0.0 電機(jī)M1，M2運(yùn)轉(zhuǎn)</p><p>　　7 LD Q 0.0 電機(jī)M1，M2遠(yuǎn)距離控制 </p><p>　　8 A I 0.2 鋼板檢測傳

94、感器A運(yùn)作</p><p>　　9 AN Q 0.2 電機(jī)M5遠(yuǎn)距離控制</p><p>　　10 = Q 0.1 電機(jī)M3，M4運(yùn)轉(zhuǎn) </p><p>　　11 LD I 0.5 位置傳感器1運(yùn)作 </p><p>

95、　　12 = Q 0.4 初軋</p><p>　　13 LD I 0.3 鋼板檢測傳感器B運(yùn)作</p><p>　　14 = Q 0.1 電機(jī)M1，M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)</p><p>　　15 LD I 0.6 位置

96、傳感器2運(yùn)作 </p><p>　　16 = Q 0.5 精軋 </p><p>　　17 LD I 0.4 鋼板檢測傳感器C運(yùn)作</p><p>　　18 = Q 0.2 電機(jī)M5運(yùn)轉(zhuǎn)，M3，M4停止運(yùn)轉(zhuǎn) </p><p&g

97、t;　　19 LD Q 0.2 計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸入</p><p>　　20 LD I 0.7 復(fù)位脈沖信號(hào)輸入</p><p>　　21 CTU C20，1 增計(jì)數(shù)，設(shè)置計(jì)數(shù)值 </p><p>　　22 LD C20

98、 計(jì)數(shù)值為1時(shí)接通Q0.3</p><p>　　23 = Q0.3 循環(huán)軋制過程</p><p><b>　　總結(jié)與致謝</b></p><p>　　本文是在翟曉華老師的悉心指導(dǎo)下完成的，翟老師為論文的撰寫提出了許多指導(dǎo)性的意見,為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。還有機(jī)械學(xué)院的全體老師們，

99、正是在你們所教授的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，我才能更好的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本文結(jié)束之際，特別向我敬愛的導(dǎo)師致以崇高的敬意和深深的感謝！</p><p>　　經(jīng)過近一段時(shí)間的努力，終于使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。結(jié)合這四年所學(xué)到的專業(yè)理論知識(shí)，使我無論是從PLC總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),還是在PLC在軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，都學(xué)到了很多有用的知識(shí)，為今后走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)，是我人生經(jīng)歷中的一項(xiàng)寶貴的經(jīng)驗(yàn)。</p>

100、<p>　　實(shí)踐是最好的老師。我于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中不僅發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足之處，并將之糾正，還積累了豐富的知識(shí)，增強(qiáng)了對(duì)復(fù)雜問題的解決能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅要?jiǎng)幽X，也要?jiǎng)邮?，是一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的過程。這就需要我們仔細(xì)，周密的考慮問題，不能馬虎大意，要綜合多方面的因素考慮。</p><p>　　最后，我還想向所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，一直支持著我的家人，幫助過我的同學(xué)表示深深的謝意。在此文中，如有什么不當(dāng)之

101、處，請(qǐng)各位老師和同學(xué)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 廖常初.S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[2] 陳章平.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.2009</p><p>　　[3] 廖常初.S7-

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