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信息與電氣工程學(xué)院 課程設(shè)計說明書 （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 題 目 ： 軋鋼機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)班級 ： 電氣1001班 學(xué)生姓名 ： 蘇娣紅 學(xué) 號： 100060102 指導(dǎo)教師 ： 劉增環(huán)、安憲軍、杜永、王艷芬 設(shè)計周數(shù) ： 二周 設(shè)計成績 ： 2013 年 6 月 28 日 目 錄 1.課程設(shè)計目的…………………………………………………………………………………………2 2.課程設(shè)計正文…………………………………………………………………………………………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 實驗梯形圖………………………………………………………………………………………7 2.4.4實驗程序…………………………………………………………………………………………10 3.課程設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………………………………………13 4.參考文獻………………………………………………………………………………………………13 1.課程設(shè)計目的 通過對軋鋼機的設(shè)計，深入了解軋鋼機的結(jié)構(gòu)和工作過程，實現(xiàn)軋鋼機的控制，加強了解PLC的梯形圖，指令表，外部接線圖，PLC設(shè)計原理及其控制，和工作原理。 2.課程設(shè)計正文 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。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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)連成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！笨删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。 2.2控制要求 【1】按下啟動按鈕，上下兩軋輥電機（主拖動電機，M1）起動運轉(zhuǎn)，軋制方向為從右向左軋制。左右側(cè)軋道電機（M2和M3）啟動逆時針運轉(zhuǎn)，向左輸送。設(shè)備啟動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有效信號到來后，PLC通過某一路開出控制電磁鐵動作，打開軋件擋板，讓軋件進入軋機的右側(cè)軌道。待軋件完全進入后（設(shè)需時4秒），釋放電磁鐵，關(guān)閉軋件擋板。 【2】軋件在右側(cè)輥道推動下進入軋輥下軋制，軋輥間有熱金屬探測儀給出正在軋制的信號，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動作使左側(cè)輥道翹起。 【3】1秒后啟動左側(cè)輥道向右輸送。這時由安裝在上軋輥上方的另一個熱金屬探測儀給出軋件通過的信號，由另一個手動開關(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)輥道運轉(zhuǎn)。 【4】1秒鐘后左側(cè)輥道放平，啟動左右側(cè)輥道電機向左輸送，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)榈碗娖胶螅髠?cè)輥道繼續(xù)向左輸送3秒鐘，把軋件送出軋機。結(jié)束該軋件的軋制過程?；氐降诙降恍枰?秒的延時。按下停止按鈕結(jié)束工作。 2.3軋鋼機電氣控制模板 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，用于識別熱金屬運動的前沿及方向。 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)點時（可自行設(shè)置不同溫度觸發(fā)點，調(diào)節(jié)最佳溫度影響），電子開關(guān)輸出線路就被觸發(fā)。同時特別設(shè)計的電子補償線路能補償高溫環(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)計特點：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)實耐用。設(shè)計時就必須考慮其不受蒸汽，水，灰塵，沖擊，震動以及油污的這些重工業(yè)環(huán)境影響。它的溫度補償系統(tǒng)可以應(yīng)付極端多變的溫度環(huán)境。同時具備內(nèi)部測試電路，可在正式檢測之前做預(yù)檢查。可以設(shè)計成整體化的器件，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增大作用力。一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。一個液壓系統(tǒng)的好壞取決于系統(tǒng)設(shè)計的合理性、系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣，系統(tǒng)的污染防護和處理，而最后一點尤為重要。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)進行加工。 2.3.3電機正反轉(zhuǎn) 電機正反轉(zhuǎn)的原理：三相電機改變相序也就是改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向。 電機正反轉(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化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機械控制和工業(yè)閥門上面，對介質(zhì)方向進行控制，從而達(dá)到對閥門開關(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被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來擋住或漏出不同的排油的孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。 2.4編制程序 2.4.1程序流程圖 按下啟動按鈕I0.0 主電機M1啟動 M2,M3正轉(zhuǎn) 5秒的延時 由S1檢測有無軋件等待 Y N 開軋件擋板，4秒后自動關(guān)閉 S3高電平變?yōu)榈碗娖綍r，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 啟動按鈕 I0.1 信號檢測 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 主拖動電機M1 Q0.1 左側(cè)輥道電機M3正轉(zhuǎn) Q0.2 左側(cè)輥道電機M3反轉(zhuǎn) Q0.3 右側(cè)輥道電機M2 Q0.4 電磁鐵控制扎件擋板 Q0.5 左側(cè)輥道翹起 Q0.6 軋鋼信號燈 2.4.3 實驗梯形圖 2.4.4實驗程序 3.課程設(shè)計總結(jié) 課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實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)今計算機應(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，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，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，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。 這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計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，在各位老師的身上我學(xué)得到很多實用的知識，在此我表示感謝！同時，對給過我?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 [1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.機械工業(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]張進秋.可編程序控制器的原理及應(yīng)用實例.機械工業(yè)出版社,2004 [4]欽 和.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例.人民郵電出版社,2004 [5]程玉華.西門子S7-200工程應(yīng)用實例分析.電子工業(yè)出版社,2008 課程設(shè)計 評 語 課程設(shè)計 成 績 指導(dǎo)教師 （簽字） 年 月 日