plc課程設計-- 扎鋼機系統(tǒng)設計

1、<p>　　題目： 扎鋼機系統(tǒng)設計 </p><p>　　課程名稱：工廠電氣控制及PLC課程設計</p><p>　　院部名稱： 機電學院 </p><p>　　專業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班級：10電氣工程及其自動化(2)班（單）</p>

2、<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： 2周 </p><p>

3、;　　指導教師： 高峰 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p>

4、<p>　　1.1相關背景知識1</p><p>　　1.2課程設計的目的2</p><p>　　1.3課程設計的要求2</p><p>　　1.4課程設計的任務3</p><p>　　第二章 軋鋼機控制系統(tǒng)PLC硬件設計4</p><p>　　2.1軋鋼機軋鋼板控制要求4</p>

5、<p>　　2.2軋鋼機控制系統(tǒng)的主電路5</p><p>　　2.3 PLC輸入/輸出信號及地址分配6</p><p>　　2.5電氣連接圖7</p><p>　　2.5軋鋼機控制系統(tǒng)的環(huán)節(jié)安全保護7</p><p>　　第三章 扎鋼機控制系統(tǒng)PLC軟件設計8</p><p>　　3.1梯形圖設計

6、8</p><p>　　3.2基本PLC語句對應指令9</p><p>　　3.3系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果10</p><p>　　第四章 課程設計總結(jié)11</p><p><b>　　致謝12</b></p><p><b>　　參考文獻12</b></p>

7、<p><b>　　扎鋼機控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　鋼鐵已成為全球廣泛應用的主要基礎材料。用扎制的方法生產(chǎn)剛才，具有生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)過程連續(xù)性強、易于實現(xiàn)機械化和自動化等優(yōu)點，約90%的鋼材都是用扎制方法生產(chǎn)的。目前，我國已引進了世界上主要的先進扎鋼機械和扎制技術，并在不斷

8、創(chuàng)新中逐步推廣、應用和發(fā)展。PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于各個行業(yè)，隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，PLC的工廠生產(chǎn)中已經(jīng)非常重要，不僅提高工作效率，而且減少不必要的資金投入。</p><p>　　關鍵詞： PLC 扎鋼機 扎制技術</p><p>　　bundle steel machine control system</p><p><b>　　abstra

9、ct </b></p><p>　　steel has become a global wide application of the main base material. With the method of copper production just, have life Production efficiency is high, many varieties, production pro

10、cess continuity is strong, easy to realize mechanization and automation, etc., and about 90% of the steel were produced by the method of pitch. At present, our country has introduced the world's major advanced bundle

11、 steel mechanical and pitch technology, and in constant innovation gradually popularization and appl</p><p>　　keywords: PLC bundle steel machine pitch technology</p><p><b>　　第一章 緒論<

12、/b></p><p><b>　　1.1相關背景知識</b></p><p>　　傳統(tǒng)的扎鋼機系統(tǒng)大多采用一些不太先進的、繁瑣的、耗費人力物力的系統(tǒng)，隨著科學技術的不斷發(fā)展，自動控制技術在我國的日新月異，繼電器控制系統(tǒng)已跟不上時代的發(fā)展要求，取而代之的是可編程控制器，以PLC構(gòu)成的自動扎鋼機系統(tǒng)已在扎鋼領域廣泛應用。</p><p>　

13、　可編程控制器是在繼電器控制的基礎上逐漸發(fā)展起來的以微處理器為核心，集微電子技術、自動化技術、計算機技術、通信技術為一體，以工業(yè)自動化控制為目標的新型控制裝置，目前已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運輸領域得到廣泛應用，成為各行業(yè)的通用控制核心產(chǎn)品。正在向更加可靠、操作簡單、通用性強、價格低廉的方向發(fā)展，使自動控制實現(xiàn)起來更容易。在一般住宅或大樓頂樓常設置水塔或水箱以提供充足的水壓供用戶使用,另備有地下水槽儲存自來水公司提供的水源并給頂樓水塔進

14、水使用。由于當前可編程序控制器(PLC)技術已日趨成熟,因而考慮利用它來應用于扎鋼機系統(tǒng)中。</p><p>　　1.2課程設計的目的</p><p>　?。?）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>

15、<p>　?。?）進行一次工程技術的基本訓練。培養(yǎng)學生查閱書籍、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>　?。?）閱讀本課程設計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>

16、<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，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

17、程序?？煞譃?個步驟：</p><p>　?、龠x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>　?、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>　　④設計梯形圖并進行必要的注釋；</p><p>

18、　?、葺斎氤绦虿⑦M行室內(nèi)調(diào)試及模擬運行。</p><p>　　（6）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>　　（8）繪制正式圖樣，要求用計算機繪圖軟件

19、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。&l

20、t;/p><p>　　1.4課程設計的任務</p><p><b>　　1.4.1控制要求</b></p><p><b>　　軋鋼機控制系統(tǒng)模擬</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

21、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，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.

22、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><b>　　面板圖：</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

23、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>　　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

24、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>　?。?）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(jié)構(gòu)設計軟件，首先將整個軟件分成若干功能模塊；</p><p>　

25、?。?）編寫控制系統(tǒng)的邏輯關系圖；</p><p>　?。?）繪制各種電路圖；</p><p>　?。?）編制PLC程序并進行模擬調(diào)試；</p><p><b>　　（5）現(xiàn)場調(diào)試；</b></p><p>　?。?）編寫技術文件并現(xiàn)場試運行。</p><p>　　第二章 扎鋼機控制系統(tǒng)PLC

26、硬件設計</p><p>　　2.1扎鋼機扎制鋼板的控制要求</p><p>　　打開啟動開關SD，電機M2運行燈亮，傳送鋼板，當S1有信號，即檢測到有鋼板時，電機M1運行，M3正轉(zhuǎn)，同時給需要軋制的鋼板施加一個A壓力，S1信號消失。S2有信號時，即鋼板第一次到位，電機M3反轉(zhuǎn)，給需要軋制的鋼板施加一個B壓力，S2信號消失。經(jīng)過5秒時間的延時，電機M3自動正轉(zhuǎn)，給需要軋制的鋼板施加一個C壓

27、力。S2有信號時，即鋼板第二次到位，認為鋼板已軋制好，信號S2消失，這時電機M1、M3停止運行，A、B、C三個壓力信號也都消失，電磁閥YU1動作，卸下鋼板。經(jīng)過5秒的時間，認為軋制好的鋼板已被卸下，電磁閥YU1動作信號消失，但電機M2依舊運行，當S1再次有信號時，將重復上述軋制鋼板的過程。</p><p>　　當關閉啟動開關SD，所有軋制鋼板的動作將停止。</p><p>　　2.2 軋鋼

28、機控制系統(tǒng)主電路</p><p>　　圖2.1 軋鋼機控制系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　2.3 PLC輸入 /輸出信號及地址分配</p><p>　　根據(jù)上述軋鋼機控制要求的分析，PLC的輸入信號有SD啟動信號，S1檢測有無鋼板信號，S2檢測鋼板到達信號。PLC的輸出信號有M1電機轉(zhuǎn)動信號，M2電機轉(zhuǎn)動信號，M3電機正轉(zhuǎn)信號，M3電機反轉(zhuǎn)信號。在壓制過程中表示

29、施加的三個壓力從小到大的信號燈依次為：A、B、C。還有電磁閥YU1信號燈。由上述PLC輸入 /輸出信號分析可知，選擇S7-200系列的PLC即可滿足控制要求，其輸入 /輸出地址分配如表1所示。</p><p>　　表1 I/O分配表</p><p><b>　　2.4電氣連接 </b></p><p><b>　　I/O接線圖&

30、lt;/b></p><p>　　2.5扎鋼機控制系統(tǒng)的安全保護</p><p>　　扎鋼機控制系統(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。具體體現(xiàn)在主電路圖圖2.1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

31、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.

32、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><b>　　2.5.4超程保護</b></p><p

33、>　　超程也叫超行程，術語多用于電力設備斷路器。 </p><p>　　超程是真空開關觸頭完全閉合后，動或靜觸頭所能移動的距離。</p><p>　　超程的作用主要有以下幾點：</p><p>　　a)保證觸頭在電磨損后仍能保持一定的接觸壓力；</p><p>　　b)觸頭閉合時能利用觸頭彈簧力緩沖，減小彈跳；</p>&

34、lt;p>　　c)在觸頭分閘時，使動觸頭獲得一定的初始的動能，拉斷熔焊點，提高初始分閘速度，減小燃弧時間，從而提高介質(zhì)恢復的速度。</p><p>　　如果超程太小，就不能保證觸頭在燒損后應有的觸頭壓力，同時，初始分閘速度變小，會影響真空開關的開斷關合和動熱穩(wěn)定性能，甚至產(chǎn)生重合閘彈振。若超程太大，會增加操作機構(gòu)的合閘功，使合閘變得極不可靠。真空開關的超程取額定開距的15%～40%左右，10 kV級真空開關

35、的超程一般取3～4 mm。</p><p>　　現(xiàn)在的真空開關動靜觸頭之間的接觸一般采用平板接觸，要保證接觸良好，就要保證相當?shù)慕佑|壓力，超程是指開關動靜觸頭接觸后，觸頭彈簧的壓縮行程，其目的是為了保證接觸壓力，從而保證開關接觸良好</p><p>　　第三章 扎鋼機控制系統(tǒng)PLC軟件設計</p><p><b>　　3.1梯形圖設計</b>&

36、lt;/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>　　根據(jù)電氣接線圖安裝接線，用編程工具將用戶程序輸入計算機，經(jīng)過反復編輯、編譯、下載、調(diào)試、運行、直至運行成功。</p><p>　　第四章 課程設計總結(jié)</p><p>　　對于

37、本次的關于扎鋼機方面的設計剛開始真的是一頭霧水，扎鋼機這個名字本來就對于我來說很陌生，別說要做關于它的一些方面的設計了，還有在其它方面比如說要畫電路圖的那個軟件，那個I/O分配表在上課的時候就沒認真聽，當初要是上課學好了的話，估計現(xiàn)在可以節(jié)省很多時間，當然這些都是后話。在設計原理圖方面，剛開始看了設計扎鋼機的那個原理圖和上面的一段話，也是看不懂，看了幾遍都只有看個大概，后來就是問了同學并且聽了他們給我講訴原理之后，自己才慢慢的摸索下來。

38、通過本次的課程設計還是學到了很多之前沒有接觸到的東西的，不說完全掌握了關于這些新的東西，至少對它們也是有了一定的了解，這對于提高自己的能力以及將來要是從事這方面工作的話肯定是有一定的用處的，總的來說這次設計不僅鍛煉了自己的能力，也讓自己知道了在有些方面的不足，并且可以及時的發(fā)現(xiàn)和改善這些不足，確實是一次難得的機會。</p><p><b>　　致謝</b></p><p&

39、gt;　　感謝老師以及同學對我的幫助！</p><p><b>　　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