軋鋼機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、信電學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2014/2015學(xué)年第二學(xué)期）課程名稱：可編程控制器課程設(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)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：設(shè)計(jì)周數(shù)：設(shè)計(jì)成績(jī)：2015年7月9日1、課程設(shè)計(jì)目的22、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容2可編程控制器概述2課程設(shè)計(jì)正文2軋鋼機(jī)電氣控制模版3軋鋼機(jī)簡(jiǎn)介3熱金屬探測(cè)儀3液壓系統(tǒng)4電機(jī)正反轉(zhuǎn)4設(shè)備選擇4系統(tǒng)的I/O口配置5梯形圖程序設(shè)計(jì)5程序流程圖93、課程設(shè)計(jì)總結(jié)10114、參考文獻(xiàn)1、課程設(shè)計(jì)目的本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)如下：1） 了解普通軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程。2） 弄清有哪些信號(hào)需要檢測(cè)，寫明各路檢測(cè)信號(hào)到PLC的輸入通道，包括傳感器的原理、連接方法、信號(hào)種

2、類、信號(hào)調(diào)理電路、引入PLC的接線以及PLC中的編址。3） 弄清有哪些執(zhí)行機(jī)構(gòu)，寫明從PLC到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各輸出通道，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類和工作機(jī)理，驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成，PLC輸出信號(hào)的種類和地址。4） 繪制出軋鋼機(jī)電控系統(tǒng)的電路原理圖，編制I/O地址分配表。5） 編制PLC的程序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成系統(tǒng)調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)室手動(dòng)仿真模型上仿真軋鋼機(jī)工作過(guò)程的控制。2、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容可編程控制器概述可編程控制器是一種數(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)。它采用可編程庫(kù)的存儲(chǔ)器，用來(lái)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(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型

3、的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(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)?？删幊炭刂破骱?jiǎn)稱PLQ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(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。課程設(shè)計(jì)正文（ 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?。左右?cè)軋道電機(jī)（M2和M3）啟動(dòng)逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，向左輸送。（2）設(shè)備啟動(dòng)5秒后，PLC檢測(cè)有無(wú)等待的軋件，即S1是否有效。若無(wú)軋件則一直等待。S1有效信號(hào)到來(lái)后，PLC通過(guò)某一路開(kāi)出控制電磁鐵動(dòng)作，打開(kāi)軋件擋板，讓軋件進(jìn)入軋機(jī)的右側(cè)軌道。（3）待軋件完全進(jìn)入后（設(shè)

4、需時(shí)4秒），釋放電磁鐵，關(guān)閉軋件擋板。（4）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(cè)儀給出正在軋制的信號(hào)，由S2仿真，高電平表示正在軋制。（5）S2由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎拒埣呀?jīng)通過(guò)軋輻。軋件通過(guò)軋輻后PLC控制兩側(cè)輻道停止，電磁液壓閥Y2動(dòng)作使左側(cè)輥道翹起。（6）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(cè)儀給出軋件通過(guò)的信號(hào)，由另一個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)S3仿真。（7）S3由高電平變?yōu)榈碗娖奖硎拒埣呀?jīng)完全回到了軋輻右側(cè)。PLC斷開(kāi)電磁閥Y2電源,并停止左側(cè)輻道運(yùn)轉(zhuǎn)。（8）1秒鐘后左側(cè)輻道放平，啟動(dòng)左右側(cè)輻道電機(jī)向左輸送，開(kāi)始下一次軋制。（9）重復(fù)（4）-（8）完

5、成第二次軋制，并準(zhǔn)備好第三次軋制。（10）三次軋制完成后，即熱金屬探測(cè)儀輸出由高電平變?yōu)榈碗娖胶?，左?cè)輻道繼續(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(guò)程。（11）回到第二步但不需要5秒的延時(shí)。（12）按下停止按鈕結(jié)束工作。軋鋼機(jī)電氣控制模版軋鋼機(jī)簡(jiǎn)介軋鋼機(jī)工作原理；軋鋼機(jī)就是在旋轉(zhuǎn)的輻道之間對(duì)鋼件進(jìn)行軋制的機(jī)械。軋鋼機(jī)一般包括主要設(shè)備（主機(jī)）和輔助設(shè)備（輔機(jī)）兩大部分。軋鋼機(jī)按照軋輻的數(shù)目分為二輻式、三輻式、四輻式和多輻式，軋鋼機(jī)通常稱為軋機(jī)。軋鋼機(jī)均采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，當(dāng)軋制過(guò)程不要求調(diào)速時(shí)，采用交流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)軋制過(guò)程需要調(diào)速時(shí)，采用直流電動(dòng)機(jī)。軋鋼機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：齒輪機(jī)座、減速機(jī)、

6、飛輪、連接軸、連軸節(jié)等部分。軋鋼機(jī)的工作機(jī)座包括：（1）機(jī)架，在其窗口內(nèi)安裝軋輻的軸承。（2）軋輻，軋件在其間進(jìn)行壓縮。3）軋輥軸承。（4）軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)，用來(lái)調(diào)整軋輥間的距離。（5）導(dǎo)衛(wèi)裝置，用來(lái)保持軋件的進(jìn)出口方向。（6）軋座，機(jī)架固定在軋座上，軋座固定在基礎(chǔ)上。熱金屬探測(cè)儀熱金屬探測(cè)儀屬于光電檢測(cè)裝置，用于識(shí)別熱金屬運(yùn)動(dòng)的前沿及方向。熱金屬探測(cè)儀包括光電檢測(cè)線路，電子開(kāi)關(guān)比較輸出線路和電子補(bǔ)償線路。熱金屬探測(cè)儀的工作原理：透鏡將被測(cè)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(kāi)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），電子開(kāi)關(guān)輸出線

7、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(lái)的變化，無(wú)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。液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的作用為通過(guò)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)力原件、執(zhí)行元件、輔助元件和液壓軸。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)元件性能的優(yōu)劣和系統(tǒng)的污染防護(hù)處理，而最后一點(diǎn)尤為重要。近年來(lái)我國(guó)國(guó)內(nèi)液壓技術(shù)有很大的提高，不再單純的使用國(guó)外的液壓技術(shù)進(jìn)行加工。電機(jī)正反轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)原理：三相電機(jī)改變相序也就是改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向電機(jī)正反轉(zhuǎn)連接圖：QAFUit=,fr設(shè)備選擇根據(jù)控制要求，本設(shè)計(jì)只需要數(shù)字量控制，不需要模擬量控制，共需要數(shù)字

8、量輸入點(diǎn)5個(gè),數(shù)字量串出點(diǎn)7個(gè)。從實(shí)用性的角度考慮應(yīng)選擇S7200作為主控制器。CPU莫板應(yīng)選擇CPU224CPU22庫(kù)成了14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，共有24點(diǎn)數(shù)字量I/O。它可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模才丈量I/O。CPU224W13KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器、2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。CPU224®有1個(gè)RS-485通信編程口，具有PPI通信、MPI通信和自由方式通信能力，是具有較強(qiáng)控制能力的小型控制器。系統(tǒng)的I/O配置輸入：?jiǎn)?dòng)按鈕S1檢測(cè)有無(wú)等待軋件S2仿真軋輻是否正在軋制高電平表示正在軋制（

9、高一低表示全部通過(guò)軋輻）S3仿真是否完全回到軋輻右側(cè)（高一低表示完全回到軋輻右側(cè)）停止按鈕輸出:M1啟動(dòng)M2左轉(zhuǎn)M3正轉(zhuǎn)（左轉(zhuǎn)）M3反轉(zhuǎn)（右轉(zhuǎn)）電磁液壓閥Y2左側(cè)翹起打開(kāi)軋件擋板（電磁鐵動(dòng)作）軋制次數(shù)通過(guò)亮燈個(gè)數(shù)控制梯形圖程序設(shè)計(jì)Network1NetworkIillsM日購(gòu)5k40nlm曰mt10.0削.口-HI1pI(£)1Network2Network 4T 丁I I1Q0.5(Network 5Met work. 610.2MO.OI1 N |C S )1SM0.5M0.2I1p|1dT38pNTON40-PT100Network10Network11Network14IO4

10、mohT40Network15Network1G10.4IMTON30-PTNetwoik1110.4T49INSOFTMetworkI&10.4QD.O(R)i程序流程圖按下啟動(dòng)按鈕主電機(jī)M1啟動(dòng)，M22M3正轉(zhuǎn)5秒延時(shí)由S1檢測(cè)有開(kāi)軋件擋板，4秒后自動(dòng)關(guān)閉YM3正轉(zhuǎn)3秒M2 M3停轉(zhuǎn)，電磁液壓閥Y2翹起，按下停止按鈕S3高電平軋件正在軋制，低電平時(shí)軋件通過(guò),1S后M2,M3正轉(zhuǎn)3、課程設(shè)計(jì)總結(jié)1）PLC設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于梯形圖的設(shè)計(jì)，需要有很巧妙的設(shè)計(jì)方法，雖然以前也試著設(shè)計(jì)過(guò)類似的梯形圖，但我覺(jué)的設(shè)計(jì)出一個(gè)好的梯形圖并不是一件簡(jiǎn)單的事；有好多的東西，只有我們?nèi)ピ囍隽?，才能真正的掌?/p>

11、，只學(xué)習(xí)理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。2）當(dāng)程序出錯(cuò)時(shí)，要多觀察、對(duì)錯(cuò)誤重復(fù)n次，估計(jì)是由什么原因引起的，從電路整體來(lái)看、分析可能是什么錯(cuò)誤，再縮小范圍。如果實(shí)再找不出來(lái)，就出去吹吹風(fēng)吧，不能急于求成，但不要放棄；要保持你的頭腦清醒。3）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來(lái)了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。所謂實(shí)習(xí)，就是讓我們通過(guò)實(shí)踐，通過(guò)自己實(shí)際動(dòng)手動(dòng)腦來(lái)將自己所學(xué)融匯貫通并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我收獲很多。首先，通過(guò)這一次的課程設(shè)計(jì)，所學(xué)的基本理論得到了一步鞏

12、固和加深，讓我對(duì)自己所學(xué)的基本概念和基本知識(shí)有了更深層次的了解，知道了原來(lái)所學(xué)的知識(shí)是可以利用在各種場(chǎng)合，只要你有心去發(fā)現(xiàn)，去觀察，你會(huì)看到其實(shí)在我么日常生活中處處有著課本上那些知識(shí)的影子。這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，是三個(gè)人一組，我們通過(guò)與同學(xué)們的激烈討論和相互探討，一步一步從初始方案到最佳方案，將團(tuán)結(jié)合作的精神發(fā)揮的淋漓盡致，感受到了團(tuán)隊(duì)的力量。最后通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，是我們對(duì)包裝機(jī)械手的工作原理以及機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動(dòng)方案的確定進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析有了較為深刻的了解，這都將為我以后參加工作實(shí)踐打下了基礎(chǔ)，同時(shí)也激發(fā)了我的興趣，原來(lái)PLC設(shè)計(jì)也并不是那么枯燥的，它自有它動(dòng)人之處讓你印象深刻。同時(shí)在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在不足之處，例如發(fā)現(xiàn)自己平常的學(xué)習(xí)還存在很多的漏洞，在合作過(guò)程中與同學(xué)之間也存在一些意見(jiàn)不合之處，有時(shí)處理得也不是很恰當(dāng)。我們?cè)O(shè)定最優(yōu)方案也存