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信息與電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書 （2012 /2013 學(xué)年第 二 學(xué)期） 課程名稱 ： 《可編程序控制器》課程設(shè)計(jì) 題 目 ： 軋鋼機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) ： 電氣1001班 學(xué)生姓名 ： 蘇娣紅 學(xué) 號(hào)： 100060102 指導(dǎo)教師 ： 劉增環(huán)、安憲軍、杜永、王艷芬 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 二周 設(shè)計(jì)成績 ： 2013 年 6 月 28 日 目 錄 1.課程設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………………………………………2 2.課程設(shè)計(jì)正文…………………………………………………………………………………………2 2.1可編程序控制器概述………………………………………………………………………………2 2.2控制要求……………………………………………………………………………………………2 2.3軋鋼機(jī)電氣控制模板………………………………………………………………………………3 2.3.1熱金屬檢測器……………………………………………………………………………………3 2.3.2液壓系統(tǒng)…………………………………………………………………………………………3 2.3.3電機(jī)正反轉(zhuǎn)………………………………………………………………………………………4 2.3.4電磁閥……………………………………………………………………………………………4 2.4編制程序……………………………………………………………………………………………5 2.4.1程序流程圖………………………………………………………………………………………5 2.4.2 I/O地址表………………………………………………………………………………………6 2.4.3 實(shí)驗(yàn)梯形圖………………………………………………………………………………………7 2.4.4實(shí)驗(yàn)程序…………………………………………………………………………………………10 3.課程設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………………………13 4.參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………13 1.課程設(shè)計(jì)目的 通過對(duì)軋鋼機(jī)的設(shè)計(jì)，深入了解軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過程，實(shí)現(xiàn)軋鋼機(jī)的控制，加強(qiáng)了解PLC的梯形圖，指令表，外部接線圖，PLC設(shè)計(jì)原理及其控制，和工作原理。 2.課程設(shè)計(jì)正文 2.1可編程序控制器概述 “可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。 2.2控制要求 【1】按下啟動(dòng)按鈕，上下兩軋輥電機(jī)（主拖動(dòng)電機(jī)，M1）起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，軋制方向?yàn)閺挠蚁蜃筌堉啤Ｗ笥覀?cè)軋道電機(jī)（M2和M3）啟動(dòng)逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，向左輸送。設(shè)備啟動(dòng)5秒后，PLC檢測有無等待的軋件，即S1是否有效。若無軋件則一直等待。S1有效信號(hào)到來后，PLC通過某一路開出控制電磁鐵動(dòng)作，打開軋件擋板，讓軋件進(jìn)入軋機(jī)的右側(cè)軌道。待軋件完全進(jìn)入后（設(shè)需時(shí)4秒），釋放電磁鐵，關(guān)閉軋件擋板。 【2】軋件在右側(cè)輥道推動(dòng)下進(jìn)入軋輥下軋制，軋輥間有熱金屬探測儀給出正在軋制的信號(hào)，由S2仿真，高電平表示正在軋制。S2由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎拒埣呀?jīng)通過軋輥。軋件通過軋輥后PLC控制兩側(cè)輥道停止，電磁液壓閥Y2動(dòng)作使左側(cè)輥道翹起。 【3】1秒后啟動(dòng)左側(cè)輥道向右輸送。這時(shí)由安裝在上軋輥上方的另一個(gè)熱金屬探測儀給出軋件通過的信號(hào)，由另一個(gè)手動(dòng)開關(guān)S3仿真。S3由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎拒埣呀?jīng)完全回到了軋輥右側(cè)。PLC斷開電磁閥Y2電源，并停止左側(cè)輥道運(yùn)轉(zhuǎn)。 【4】1秒鐘后左側(cè)輥道放平，啟動(dòng)左右側(cè)輥道電機(jī)向左輸送，開始下一次軋制。重復(fù)完成第二次軋制，并準(zhǔn)備好第三次軋制。三次軋制完成后，即熱金屬探測儀輸出由高電平變?yōu)榈碗娖胶?，左?cè)輥道繼續(xù)向左輸送3秒鐘，把軋件送出軋機(jī)。結(jié)束該軋件的軋制過程?；氐降诙降恍枰?秒的延時(shí)。按下停止按鈕結(jié)束工作。 2.3軋鋼機(jī)電氣控制模板 Y2 2.3.1熱金屬檢測器 熱金屬檢測器（Hot Metal Detector）屬于光電檢測裝置，用于識(shí)別熱金屬運(yùn)動(dòng)的前沿及方向。 熱金屬檢測器包括光電轉(zhuǎn)換線路，電子開關(guān)比較輸出線路和電子補(bǔ)償線路。其工作原理：透鏡將被測物體發(fā)出的紅外線熱輻射傳送到光電轉(zhuǎn)換線路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并放大后送至電子開關(guān)比較線路，當(dāng)輻射量達(dá)到觸發(fā)點(diǎn)時(shí)（可自行設(shè)置不同溫度觸發(fā)點(diǎn)，調(diào)節(jié)最佳溫度影響），電子開關(guān)輸出線路就被觸發(fā)。同時(shí)特別設(shè)計(jì)的電子補(bǔ)償線路能補(bǔ)償高溫環(huán)境和器件老化帶來的變化，無需人工調(diào)節(jié)，可在惡劣環(huán)境下連續(xù)工作穩(wěn)定、可靠。 熱金屬檢測器設(shè)計(jì)特點(diǎn)：一般由環(huán)氧樹脂完全密封在不銹鋼套中的紅外開關(guān)，結(jié)實(shí)耐用。設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮其不受蒸汽，水，灰塵，沖擊，震動(dòng)以及油污的這些重工業(yè)環(huán)境影響。它的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)可以應(yīng)付極端多變的溫度環(huán)境。同時(shí)具備內(nèi)部測試電路，可在正式檢測之前做預(yù)檢查?？梢栽O(shè)計(jì)成整體化的器件，也可以帶遠(yuǎn)程光纖透鏡系統(tǒng)。加上水冷或風(fēng)冷套后，還可在高溫環(huán)境下工作。另外還可以通過旋轉(zhuǎn)支架來使檢測器在多個(gè)不同軸向上做自由旋轉(zhuǎn)。 2.3.2液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的作用為通過改變壓強(qiáng)增大作用力。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。一個(gè)液壓系統(tǒng)的好壞取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣，系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理，而最后一點(diǎn)尤為重要。近年來我國國內(nèi)液壓技術(shù)有很大的提高，不再單純地使用國外的液壓技術(shù)進(jìn)行加工。 2.3.3電機(jī)正反轉(zhuǎn) 電機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理：三相電機(jī)改變相序也就是改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向。 電機(jī)正反轉(zhuǎn)連接圖： 2.3.4電磁閥 電磁閥是用來控制流體方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門上面，對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)閥門開關(guān)的控制。電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動(dòng)來擋住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動(dòng)油缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 2.4編制程序 2.4.1程序流程圖 按下啟動(dòng)按鈕I0.0 主電機(jī)M1啟動(dòng) M2,M3正轉(zhuǎn) 5秒的延時(shí) 由S1檢測有無軋件等待 Y N 開軋件擋板，4秒后自動(dòng)關(guān)閉 S3高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，由C0判斷是否軋3次 Y M3正轉(zhuǎn)3秒 M2，M3停轉(zhuǎn)，電磁液壓閥Y2翹起，1S后M3反轉(zhuǎn) S3高電平軋件在軋制，低電平時(shí)軋件通過，斷開Y2，M3停轉(zhuǎn) 1秒后M2，M3正轉(zhuǎn) 按下停止按鈕I0.4 N 2.4.2 I/O地址表 I0.0 啟動(dòng)按鈕 I0.1 信號(hào)檢測 I0.2 熱金屬探測儀1 I0.3 熱金屬探測儀2 I0.4 結(jié)束按鈕 Q0.0 主拖動(dòng)電機(jī)M1 Q0.1 左側(cè)輥道電機(jī)M3正轉(zhuǎn) Q0.2 左側(cè)輥道電機(jī)M3反轉(zhuǎn) Q0.3 右側(cè)輥道電機(jī)M2 Q0.4 電磁鐵控制扎件擋板 Q0.5 左側(cè)輥道翹起 Q0.6 軋鋼信號(hào)燈 2.4.3 實(shí)驗(yàn)梯形圖 2.4.4實(shí)驗(yàn)程序 3.課程設(shè)計(jì)總結(jié) 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異， PLC已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握PLC是十分重要的。 回顧起此次可編程控制器課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題，最后在幾位老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在各位老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝 4.參考文獻(xiàn) [1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,2003 [2]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工業(yè)應(yīng)用.重慶大學(xué)出版社,2003 [3]張進(jìn)秋.可編程序控制器的原理及應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [4]欽 和.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例.人民郵電出版社,2004 [5]程玉華.西門子S7-200工程應(yīng)用實(shí)例分析.電子工業(yè)出版社,2008 課程設(shè)計(jì) 評(píng) 語 課程設(shè)計(jì) 成 績 指導(dǎo)教師 （簽字） 年 月 日