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課程設計任務書 1. 設計題目：加熱爐自動送料控制系統(tǒng)設計 2. 設計內(nèi)容： 1）完成《課程設計指導書》所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，立即停止。 3）要求可以實現(xiàn)回原點、單周期、連續(xù)控制。 3. 設計要求 1）畫出端子分配圖和順序功能圖 2）設計并調(diào)試PLC控制 梯形圖 3）設計說明書 4. 進度安排 1)理解題目要求，查閱資料，確定設計方案 2天 2）PLC順序功能圖與梯形圖設計 5天 3）說明書撰寫 2天 4）答辯 1天 指導教師： 主管院長： 年 月 日 目 錄 前言… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …2 摘要… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …3 第一部分 PLC概述… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …4 PLC設計任務書及基本要求 … … … … … … … … … … … … … …5 PLC選型… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …7 第二部分 I/O端口分配表… … … … … … … … … … … … … … … … … …8 加熱爐自動控制送料系統(tǒng)設計思想… … … … … … … … … … … … 9 程序流程圖… … … … … … … … … … … … … … … … … … …10 梯形圖… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …11 語句指令表… … … … … … … … … … … … … … … … … … 18 總結… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …21 附注：參考文獻 前言 加熱爐自動控制（automatic control of reheating furnace） 對加熱爐的出口溫度、燃燒過程、聯(lián)鎖保護等進行的自動控制。早期加熱爐的自動控制僅限控制出口溫度，方法是調(diào)節(jié)燃料進口的流量?，F(xiàn)代化大型加熱爐自動控制的目標是進一步提高加熱爐燃燒效率，減少熱量損失。為了保證安全生產(chǎn)，在生產(chǎn)線中增加了安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)。 自動化學科有著光榮的歷史和重要的地位，20世紀50年代我國政府就十分重視自動化學科的發(fā)展和自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)。現(xiàn)在，世界上有很多非常活躍的領域都離不開自動化技術，比如機器人、月球車等。另外，自動化學科對一些交叉學科的發(fā)展同樣起到了積極的促進作用，例如網(wǎng)絡控制、量子控制、流媒體控制、生物信息學、系統(tǒng)生物學等學科就是在系統(tǒng)論、控制論、信息論的影響下得到不斷的發(fā)展。在整個世界已經(jīng)進入信息時代的背景下，中國要完成工業(yè)化的任務還很重，或者說我們正處在后工業(yè)化的階段。 工業(yè)加熱爐的爐溫應當按照生產(chǎn)工藝要求維持在一定的數(shù)值。但是爐的熱負荷經(jīng)常在變化(例如常常要打開爐門取出已加熱的工件和送入冷的工件)，在這種條件下要靠自動控制技術準確控制爐溫，保持爐溫的誤差很小。而靠人力調(diào)整則難以做到，從而會造成能源的浪費甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量。 人們每年都把許多重量達到噸級的人造地球衛(wèi)星準確送入位于數(shù)百千米乃至數(shù)萬千米高空的預先計算好的軌道，并一直保持其姿態(tài)正確，也就是使它的太陽能電池帆板保持指向太陽，使它的無線電天線保持指向地球。這只有依靠先進的自動控制技術才能做到。 然而在國際形勢日益復雜、科學技術日益進步的今天，人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船已經(jīng)不能完全滿足需要，近年來出現(xiàn)的“空天飛行器”要求既能在大氣層外飛行，又能在返回大氣層以后轉為像飛機那樣自主地高速航行，而不像人造衛(wèi)星或宇宙飛船那樣在返回大氣層以后只能被動地降落地面。研制這種“空天飛行器”必須解決的技術難題之一就是智能自主控制技術。 課程設計基本要求 1、課程設計題目：加熱爐自動送料控制系統(tǒng) 2、設計內(nèi)容： 機械系統(tǒng)包括自動臺車、機械臂起吊裝置、冷卻槽和夾緊裝置四部分?？刂苿幼髦饕ǎ号_車的前進∕后退、機械臂的上升∕下降、夾鉗的夾緊∕松開、冷卻槽的前進∕后退。示意圖如圖所示。 動作控制要求： 啟動―→裝料臺取料―→裝料1#爐―→夾鉗冷卻―→裝料臺取料―→裝料2# 1#爐加熱完畢 爐―→臺車退到1#爐――――――→1#爐出料―→卸料臺卸料―→夾鉗冷卻― 2#爐加熱完畢 →裝料臺取料―→裝料1#爐―→臺車前進到2#爐―――――――→2#爐出料― →卸料臺卸料 PLC的選型： 西門子公司的SIMATIC S7-200系列屬于小型PLC，即可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。 PLC的控制主機，使用西門子S7―200系列作為整個系統(tǒng)的主控制機。 我們使用的是18輸入/8輸出共26個數(shù)字量的I/O點的CPU 選用S7―200CPU226 1、本機數(shù)字輸入： 24路數(shù)字量輸入. 2、本機數(shù)字輸出： 16路數(shù)字量輸出 3、最大的數(shù)字量I/O： 256 4、最大的模擬量I/O： 32AI/32AO 5、擴展模塊的數(shù)量： 7個模塊 6、內(nèi)部存儲器位： 256位 7、定時器總數(shù)： 256定時器 8、計數(shù)器總數(shù)： 256計數(shù)器 第二部分 I/O分配 加熱爐自動控制送料系統(tǒng)設計思想： 設計PLC應用系統(tǒng)時，首先是進行PLC應用系統(tǒng)的功能設計，即根據(jù)被控制對象的功能和工節(jié)要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和必備的條件。然后是進行PLC應用系統(tǒng)功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結構形式、控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。其控制系統(tǒng)的設計思想及其步驟如下：（1）深入了解和分析被控對象的工藝條件和被控要求，如控制的本方式，操作方式。 （2）根據(jù)被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求和所需要的輸入、輸出信號的點數(shù)等，選擇合適類型的 PLC。 （3）根據(jù)控制要求所需的用戶輸入、輸出設備，確定PLC的I/O點數(shù)，并設計I/O端口的接線圖。 （4）根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫出系統(tǒng)工作循環(huán)圖表。 （5）根據(jù)系統(tǒng)工作循環(huán)圖表設計出梯形圖。 流程圖： 梯形圖： 取料子程序: 放料子程序: 冷卻子程序: 控制程序編程： 主程序: LD M2.6 A I0.4 O SM0.1 O I2.1 O M0.0 AN M0.1 = M0.0 LD M0.0 A I0.0 A I0.4 A I1.0 O M0.1 AN M0.2 = M0.1 CALL 取料子程序 LD M3.3 A M0.1 A I1.0 O M0.2 AN M0.3 = M0.2 LD M0.2 A I0.6 O M0.3 AN M0.4 = M0.3 CALL 放料子程序 LD M3.6 A M0.3 A I1.0 O M0.4 AN M0.5 = M0.4 LD M0.4 A I0.4 LD I0.2 A I1.0 OLD O M0.5 AN M0.6 = M0.5 LD I0.1 A I1.4 OLD O M2.2 AN M2.3 = M2.2 LD M3.3 A I0.7 A I1.5 O M2.3 AN M2.4 = M2.3 CALL 取料子程序 LD M2.3 A M3.3 A I1.0 O M2.4 AN M2.5 = M2.4 LD M2.4 A I0.5 O M2.5 AN M2.6 AN M0.5 = M2.5 CALL 放料子程序 LD M3.6 A M2.5 A I1.0 A I0.1 O M2.6 AN M0.0 = M2.6 LD I2.1 R M0.1, 35 LD I0.3 A I0.0 O M2.7 AN M3.0 = M2.7 R Q0.1, 1 = Q0.0 LD M2.7 A I1.0 = M3.7 = Q0.6 LD M3.7 A I1.3 O M4.0 AN M4.1 AN Q0.0 = M4.0 = Q0.1 LD M4.0 A I1.1 O M4.1 AN M4.2 = M4.1 TON T37, 300 LD M4.1 A T37 O M4.2 AN M4.3 AN Q0.1 = M4.2 = Q0.0 LD M4.2 A I1.0 O M4.3 AN M0.6 AN M1.7 AN Q0.6 = M4.3 = Q0.7 END CALL 冷卻子程序 LD M4.3 A M0.5 A I1.4 O M0.6 AN M0.7 = M0.6 CALL 取料子程序 LD M3.3 A M0.6 A I1.0 O M0.7 AN M1.0 = M0.7 LD M0.7 A I0.7 O M1.0 AN M1.1 = M1.0 CALL 放料子程序 LD M3.6 A M1.0 A I1.0 O M1.1 AN M1.2 = M1.1 LD M3.3 A I0.6 A I1.5 O M1.2 AN M1.3 = M1.2 CALL 取料子程序 LD M1.2 A M3.3 A I1.0 O M1.3 AN M1.4 = M1.3 LD M1.3 O M3.0 AN I0.4 = M3.0 R Q0.3, 1 LD M3.0 A I0.4 R M3.0, 1 R Q0.4, 1 LD M0.4 O M1.1 O M1.3 O M1.5 O M2.0 O M2.4 O M2.6 O M3.0 = Q0.2 LD M0.2 O M0.7 O M2.2 = Q0.3 END 取料子程序: LD M0.1 O M1.2 O M1.7 O M2.3 O M0.6 O M3.1 AN M3.2 AN Q0.0 = M3.1 = Q0.1 LD M3.1 A I1.2 O M3.2 AN M3.3 AN Q0.5 = M3.2 = Q0.4 LD M3.2 A I1.7 O M3.3 AN M0.2 A I0.5 O M1.4 AN M1.5 = M1.4 CALL 放料子程序 LD M3.6 A M1.4 A I1.0 O M1.5 AN M1.6 = M1.5 LD M1.5 A I0.4 O M1.6 AN M1.7 AN M2.2 = M1.6 CALL 冷卻子程序 LD M4.3 A M1.6 A I1.4 AN I0.1 O M1.7 AN M2.0 = M1.7 CALL 取料子程序 LD M3.3 A M1.7 A I1.0 O M2.0 AN M2.1 = M2.0 LD M2.0 A I0.6 O M2.1 AN M2.2 = M2.1 CALL 放料子程序 LD M3.6 A M2.1 A I1.0 AN M0.7 AN M1.3 AN M1.7 AN M2.4 AN Q0.1 = M3.3 = Q0.0 END 放料子程序: LD M0.3 O M1.0 O M1.4 O M2.1 O M2.5 O M3.4 AN M3.5 AN Q0.0 = M3.4 = Q0.1 LD M3.4 A I1.2 O M3.5 AN M3.6 = M3.5 = Q0.5 LD M3.5 A I2.0 O M3.6 AN M0.4 AN M1.1 AN M1.5 AN M2.2 AN M2.6 AN M0.5 AN Q0.1 = M3.6 = Q0.0 END 冷卻子程序: LD M0.5 O M1.6 O M3.7 AN M4.0 AN Q0.7 總結： 經(jīng)過2周的實訓，使我學會了很多。在這2周里，我和我的小組完成了實訓項目。首先我學會了團隊合作，沒有我們組一起的努力，也就沒有最終的成果。在這次實訓當中，我負責整報告、畫圖這些部分，這也是我第一次接觸到Visio這個軟件，通過老師的教導，我學會了如何去將項目的一些電路圖和分布圖完成，這讓我受益匪淺。 在這次的實訓當中，我對PLC的使用也有了近一步的了解，雖然我們組分工明確，但在程序編寫或者調(diào)試的時候，大家都參與了進來，也互相彌補著自己的不足。我本來對一些PLC梯形圖的編寫不太熟練，也對項目分析得不太準確，但是有了老師和組員的幫助，我還是有著不少的了解，但還是存在著自己的不足。通過實訓，我進一步得肯定我自己的不足之處，但對自己所學的知識有了更加明確的認識，并且我相信，在以后的學習當中，我會彌補我自己本身存在的不足，主動得發(fā)揮團隊合作精神，爭取在其他方面，包括編寫程序這塊 內(nèi)容中得到提高。 這次實訓在大家的幫助下，得以圓滿的成功，無論是團隊合作這方面還是個人動手這方面，我們都得到了很好的鍛煉。也通過這次實訓，我們對PLC這門課有了對知識更進一步的渴望。我相信，汗水不會白費的，我們以后的成功是有目共睹的。 參考文獻： [1] 陳白寧,段智敏,劉文波.機電傳動控制【M】 .沈陽:東北大學出版社 [2]: SIEMENS公司. SIMATIC S7-200可編程序控制系統(tǒng)手冊 【S】 [3] 殷華文. 可編程序控制器及工業(yè)控制網(wǎng)絡【M】 [4] 胡學林.可編程控制器教程基礎篇[M].北京:電子工業(yè)出版社,. 21