plc課程設計--軋鋼機

1、<p>　　題 目： 軋鋼機  </p><p>　　課程名稱：電氣控制及PLC課程設計 </p><p>　　院部名稱：機電工程 </p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動化 </p>

2、;<p>　　班 級： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　課程設計地點： </p><p>　　課程設計學時：

3、 </p><p>　　指 導 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;　　相關背景知識</b></p><p>　　二 軋鋼機控制系統(tǒng)PLC硬件設計</p><p>　　2.1 軋鋼機的控制要求</p><p><b>　　2.2 選擇機型</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 軋鋼機控制系統(tǒng)的保護系統(tǒng)</p><p>　　三 軋鋼機控制系統(tǒng)PLC軟件設計</p><p>　　3.1 梯形圖設計</p><p>　　3.2 基本PLC語句對應指令</p><p><b>　　3.3 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><

6、p><b>　　四 課程設計總結</b></p><p><b>　　五 參考文獻</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　論文闡述了可編程控制器PLC在自控軋鋼機監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，介紹了軋鋼機的PLC控制系統(tǒng)的總體設計方案及設計過程，列出了具體的主要硬件電路，電梯

7、的控制梯形圖，在分析處理隨機信號邏輯關系的基礎上，指出了PLC的編程方法。本次所做的設計課題是基于PLC的自控軋鋼機監(jiān)控系統(tǒng)，它在鋼鐵生產(chǎn)過程中十分重要，主要采用S7-200系列機型進行程序設計，利用組態(tài)王軟件對自動軋鋼機進行畫面組態(tài)，基于PLC自控軋鋼機監(jiān)控系統(tǒng)這個課題對現(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>　　關鍵詞：軋鋼機，PLC，組態(tài)</p>

8、<p><b>　　一 緒論</b></p><p><b>　　1.1相關背景資料</b></p><p>　　軋鋼機的正常運行是安全生產(chǎn)追求的重要目標，所以監(jiān)控設備的設計調(diào)試技術的高低是保證軋鋼系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的主要因素。因此，保證監(jiān)控系統(tǒng)設備設計調(diào)試質(zhì)量對軋鋼系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常減少故障的發(fā)生率具有非常重要的意義根據(jù)我國現(xiàn)階段的實際情況對軋鋼

9、系統(tǒng)的運行安全又提出了更高的要求。另外，面對信息技術特別是計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)張，我國監(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，如何適應新發(fā)展的新形勢，利用現(xiàn)代新技術，建立以預防為主的保障軋鋼系統(tǒng)設備安全的計算機輔助設計調(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)，我國及外國許多的企事業(yè)實施了多種維護制度。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、嚴格執(zhí)行，為軋鋼系統(tǒng)的安全奠定了基礎。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，缺乏基于設備狀態(tài)維修的預測性和設備維修的經(jīng)濟性。因此，面對液壓設備對安全要求越來越高的形勢，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的設計調(diào)試及檢測診斷設備和方法，建立安裝調(diào)試及故障檢測計算機支持</p><p>　　目前，我國基于PLC軋鋼機監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不同程度得到了推廣應

11、用，設計調(diào)試及故障診斷計算機支持系統(tǒng)還處于研究開發(fā)階段。由于軋鋼系統(tǒng)本身結構的復雜性，尤其是控制系統(tǒng)的復雜性，以及受設備使用和環(huán)境等因素的影響，實際造成設計調(diào)試的出現(xiàn)故障的原因是很復雜的，具有明顯的隨機性、不確定性、和模糊性?，F(xiàn)場分析、判斷和現(xiàn)場處理故障，往往需要依賴維修人員對設備安裝調(diào)試及故障的機理的把握程度和經(jīng)驗。這就難免由于經(jīng)驗不足而導致失誤，造成設備調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。延誤安裝調(diào)試和維修時間。因此，研究安裝調(diào)試及故障診斷

12、專家系統(tǒng)具有實際意義的。</p><p>　　1.2 課程設計的目的</p><p>　　（1）了解常用電氣控制裝置的設計方法、步驟和設計原則。</p><p>　?。?）學以致用，鞏固書本知識。通過訓練，使學生初步設計具有電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學生獨立工作和創(chuàng)造的能力。</p><p>　?。?）進行一次工程技術的基本訓練。培養(yǎng)學生查

13、閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊、工具書的能力，上網(wǎng)查詢信息的能力，運用計算機進行工程繪圖的能力，編制技術文件的能力等，從而提高學生解決實際工程技術問題的能力。</p><p>　　1.3課程設計的要求</p><p>　?。?）閱讀參考資料及有關圖樣，了解一般電氣控制裝置的設計原則、方法和步驟。</p><p>　?。?）上網(wǎng)調(diào)研當今電氣控制領域的新技術、新產(chǎn)品、新動向

14、，用于指導設計過程，使設計成果具有先進性和創(chuàng)造性。</p><p>　?。?）認真閱讀本課程設計任務書，分析所選課題的控制要求，并進行工藝流程分析，畫出工藝流程圖。</p><p>　?。?）確定控制方案，設計電氣控制裝置的主電路。</p><p>　?。?）應用PLC設計電氣控制裝置的控制程序?？煞譃?個步驟：</p><p>　?、龠x擇P

15、LC及I/O模塊的型號，進行系統(tǒng)配置并校驗主機的電源負載能力；</p><p>　?、诟鶕?jù)工藝流程圖繪制順序功能圖；</p><p>　?、哿谐鯬LC的I/O分配表，畫出PLC的I/O接線圖；</p><p>　?、茉O計梯形圖并進行必要的注釋；</p><p>　?、葺斎氤绦虿⑦M行室內(nèi)調(diào)試及模擬運行。</p><p>

16、　?。?）設計電氣控制裝置的照明、指示及報警等輔助電路。系統(tǒng)應具有必要的安全保護措施，例如，短路保護、過載保護、失電壓保護、超程保護等。</p><p>　?。?）選擇電氣元件的型號和規(guī)格，列出電氣元件明細表。選擇電氣元件時，應優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品。</p><p>　?。?）繪制正式圖樣，要求用計算機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，圖樣應按電氣控制圖國家標準有關規(guī)定繪制。</p><p>　?。?）編寫設計說明書及使用說明書。內(nèi)容包括闡明設計任務及設計過程，附上設計過程中有關計算及說明，說明操作過程、使用方法及注意事項，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對自己設計成果的評價或改進意見等。要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。</p><p>　　1.4 課程設計的任務</p>

18、;<p><b>　　1.4.1控制要求</b></p><p>　　當啟動按鈕SD接通，電機M1、M2運行，傳送鋼板，檢測傳送帶上有無鋼板的傳感器S1的信號（即開關為ON），表示有鋼板，電機M3正轉(zhuǎn)（MZ燈亮）；S1的信號消失（為OFF），檢測傳送帶上鋼板到位后的傳感器S2有信號（為ON），表示鋼板到位，電磁閥動作（YU1燈亮），電機M3反轉(zhuǎn)（MF燈亮）。Y1給一向下壓下量，

19、S2信號消失，S1有信號，電機M3正轉(zhuǎn)……重復上述過程。</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，A、B亮，表示有兩個向下壓下量，第三次接通時，A、B、C亮，表示有三個向下壓下量；在Q0.1第三次接通斷開時，電磁閥YU1燈滅，“A、B、C”全滅，“M2”燈亮送走鋼板，按下啟動開關系統(tǒng)停止工作。</p><p>　　軋鋼機控制的實驗面板圖<

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的機型及I/O模塊的型號，進行系統(tǒng)配置并校驗主機的電源負載能力。</p><p>　

21、　根據(jù)控制要求，編寫梯形圖及語句表，調(diào)試程序直到準確無誤。</p><p><b>　　1.4.3硬件設計</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的機型及I/O模塊的型號，進行系統(tǒng)配置并校驗主機的電源負載能力；</p><p>　?。?/p>

22、3）設計必要的安全保護措施，例如，短路保護、過載保護、失電壓保護、超程保護等。</p><p><b>　　1.4.4軟件設計</b></p><p>　?。?）采用模塊化程序結構設計軟件，首先將整個軟件分成若干功能模塊；</p><p>　?。?）編寫控制系統(tǒng)的邏輯關系圖；</p><p>　?。?）繪制各種電路圖；&

23、lt;/p><p>　?。?）編制PLC程序并進行模擬調(diào)試；</p><p><b>　?。?）現(xiàn)場調(diào)試；</b></p><p>　?。?）編寫技術文件并現(xiàn)場試運行。</p><p>　　二 軋鋼機控制系統(tǒng)PLC硬件設計</p><p>　　2.1 軋鋼機的控制要求</p><p

24、>　　按下啟動按鈕SD，M1 M2運行，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)之前的順序運行</p><p><b>　　2.2 選擇機型</b></p><p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)的設計要求，考慮到擴展和功能，選用一臺晶體管輸出結構的CPU22

25、4小型PLC作為控制中心，CPU224的I /O點數(shù)為24點（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 軋鋼機控制系統(tǒng)的保護系統(tǒng)</p><p>　　軋鋼機控制系統(tǒng)的安全保護主要包括四個方面：短路保護、過載保護、失電壓保護和超程保護等

26、。具體體現(xiàn)在如下主電路圖中。</p><p><b>　　2.5.1短路保護</b></p><p>　　短路時熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護作用。</p><p><b>　　2.5.2過載保護</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)熱元件流過幾倍于額

27、定值得電流，熱繼電器也不會立即動作。因此在電動機啟動時間不太長的情況下，熱繼電器不會動作，只有在電動機長期過載時，熱繼電器才會動作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。</p><p>　　2.5.3失電壓保護</p><p>　　通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。當電源電壓由于某種原因而嚴重欠電壓或失電壓（如停電）時，接觸器KM斷電釋放，電動機停止轉(zhuǎn)動。當電源電壓恢復正常時，接觸器線圈不會自行通

28、電，電動機也不會自行啟動，只有在操作人員重新按下啟動按鈕后，電動機才能啟動。</p><p>　　三 軋鋼機控制系統(tǒng)PLC軟件設計</p><p>　　3.1 梯形圖設計</p><p>　　3.2 基本plc語句對應指令</p><p><b>　　3.3 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>&

29、lt;b>　　以下為調(diào)試結果圖</b></p><p><b>　　四 課程設計總結</b></p><p>　　課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。通過這次課程設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。

30、兩周的課程設計結束了，我們對PLC有了更深入的了解。課本上的理論知識在實踐中得到了更深刻的體會。我了解了以前不熟悉的知識，對PLC有了更深刻的認識，復習了這學期所學的PLC內(nèi)容，弄明白了很多知識。由于我們進行調(diào)試的次數(shù)少，所以許多理論上成功的，實現(xiàn)出來的結果卻不令人滿意。有時我們意見不統(tǒng)一，但還是嘗試之后才得到解決。</p><p>　　通過看書學習，寫出了相應的程序，達到功能要求的目的。不管怎樣，在這次課程設計

31、過程中，我們在理論的基礎上進行了實踐，是一次很好的機會，提高了我們的創(chuàng)造力和動手能力。當我們一點一點完成的時候，心中就不免興奮，不免激動。成功與失敗其實沒有界限，失敗是成功的基石，在做此設計時，我深深體會到做事與成長是一回事，沒有付出努力，那就好比一張空紙，經(jīng)不起風波的，可是，我們要是有一定的過程，一定的付出 ，那滋味就蘊含在其中。 </p><p>　　在此要感謝我們的指導老師們對我們悉心的指導，感謝老師們給我

32、們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，

33、使我終身受益。</p><p><b>　　五 參考文獻</b></p><p>　　1、陳建明.電氣控制與PLC應用.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用.