熱處理加熱爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-《可編程序控制器》課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說明書（2013 /2014 學(xué)年第 學(xué)期）課程名稱：可編程序控制器課程設(shè)計(jì)_題 目： 熱處理加熱爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_專業(yè)班級：_學(xué)生姓名：_學(xué) 號：_指導(dǎo)教師 ：_設(shè)計(jì)周數(shù)：二周_設(shè)計(jì)成績 ：_20142014 年 6 6 月 2727 日11、課程設(shè)計(jì)目的通過對加熱爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 在了解其自動控制的基礎(chǔ)上進(jìn)一步熟悉可編程序控制器梯形圖的設(shè)計(jì)及其開發(fā)軟件的使用， 并通過對 PID 控制部分的應(yīng)用加深對 PLC 處理模擬量過 程的了解及其使用方法。最后把書本知識和實(shí)踐結(jié)合起來， 加深對 PLC 的理解及梯形圖編程 的掌握。2、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）了解熱處理加熱爐的

2、結(jié)構(gòu)和工作過程。（2）逐一明確各路檢測信號到 PLC 的輸入通道，包括傳感器的原理、連接方法、信號種類、 信號調(diào)理電路、引入 PLC 的接線以及 PLC 中的編址。（3）逐一明確從 PLC 到個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出通道，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類和工作機(jī)理，驅(qū)動 電路的構(gòu)成，PLC 輸出信號的種類和地址。（4） 繪制出軋鋼機(jī)電控系統(tǒng)的原理圖，編制I/O 地址分配表。（5）編制 PLC 的程序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備完成系統(tǒng)調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)室手動仿真模型上演示 控制過程。（6）編寫課程設(shè)計(jì)說明書。說明書要闡明各路輸入輸出信號的名稱、作用、信號處理電路 或驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)，寫明設(shè)計(jì)過程中的分析、計(jì)算、比較和選擇，畫出程

3、序流程圖，并附上 源程序。2.2技術(shù)要求（1 ）初始狀態(tài)：電爐不通電，電機(jī)不通電，小車停在爐外SQ3 位置（SQ3 亮，SQ4 滅），爐門關(guān)閉（SQ2 亮，SQ1 滅）。（2） 按下啟動按鈕，電機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，爐門打開（SQ2 滅）。（3） 爐門完全打開（SQ1 亮）后，電機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動 M1 正轉(zhuǎn)（SQ3 滅），運(yùn)送工件的小車向爐膛內(nèi)運(yùn)動。（4） 小車到達(dá)爐膛內(nèi) SQ4 位置后（SQ4 亮），電機(jī) M1 停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動 M2 反轉(zhuǎn)（SQ1 滅）。（5）當(dāng)爐門完全關(guān)閉后（SQ2 亮，電機(jī) M2 停轉(zhuǎn)。（6）解熱：給爐膛內(nèi)的加熱電爐絲通入最高電壓，工件開始加熱。（ 7）保溫：當(dāng)工件溫度

4、達(dá)到設(shè)定溫度（攝氏度）的95%時(shí)，轉(zhuǎn)入保溫階段。保溫階段采用PID 控制，用 PLC 內(nèi)置的 PID 功能實(shí)現(xiàn)。（8）保溫 12 秒鐘后，關(guān)閉電爐絲停止加熱，同時(shí)起動電機(jī)M2 正轉(zhuǎn)，爐門打開（SQ2 滅）。2（9）爐門完全打開（SQ1 亮）后，電機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動 M1 反轉(zhuǎn)（SQ4 滅），運(yùn)送工件的小車向爐膛外運(yùn)動。（10 ）小車到達(dá) SQ3 位置后（SQ3 亮），電機(jī) M1 停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動 M2 反轉(zhuǎn)（SQ1 滅）。（11）當(dāng)爐門完全關(guān)閉后（SQ2 亮），電機(jī) M2 停轉(zhuǎn)。3、課程設(shè)計(jì)正文3.1 硬件設(shè)計(jì)3.1.1 軋鋼機(jī)電控系統(tǒng)的原理圖CPU226 接線圖+啟動按鈕SQ1SQ2SQ

5、3SQ4UC24VUC24VKM1KM2KM3KM4AC120/240VAC120/240V3EM235 接線圖熱敏電阻電熱絲FLC226爐門、小車電機(jī)控制接線圖JI1M243.1.2 I/O地址分配序號名稱地址1啟動I0.02SQ1I0.13SQ2I0.24SQ3I0.35SQ4I0.46M1 正轉(zhuǎn)Q0.07M1 反轉(zhuǎn)Q0.18M2 正轉(zhuǎn)Q0.29M2 反轉(zhuǎn)Q0.310加熱Q0.43.2 軟件設(shè)計(jì)3.2.1 程序分析初始位置，小車位于 SQ3 位，爐門關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)按下啟動按鈕，清零計(jì)數(shù)器，同時(shí)電機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，爐門打開，爐門由 SQ2 到 SQ1 位，小車電機(jī) M1 正轉(zhuǎn)，小車由 SQ3 到

6、 SQ4 位,爐門電機(jī) M2 反轉(zhuǎn)關(guān)閉爐門，計(jì)數(shù)器加一，此時(shí)最高電壓接通電爐絲給小車內(nèi)工件加熱，并調(diào)用 EM235 模擬量輸入輸出模塊，當(dāng)爐內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值的95%寸，斷開電爐絲，接通計(jì)時(shí)器 T101，并啟動 PID 控制系統(tǒng)，通過改變模擬量輸出來對電爐絲端電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)以 維持爐內(nèi)溫度基本不變，達(dá)到保溫效果，滿12 秒之后斷開 PID 控制，并關(guān)中斷，爐門打開至 SQ1,小車退出至 SQ3 爐門關(guān)閉至 SQ2 計(jì)數(shù)器再加一接通，系統(tǒng)復(fù)位，同時(shí)整個 程序結(jié)束停機(jī)。5322 程序流程圖6323 程序設(shè)計(jì)主程序：Network 1Net*?wk TitleNehwrk. ConnmentM0.4I0

7、.Q111I丿III IIIfLQyJNetwork2M0.410.1I0.4l丿H-pH H-pH丿INetwork 3M04I0.4II0.2I；I- 1- 1 I- 1- 1/Network 4I0.410.2M0.4Q04I |lIJ3 |_ f1 11 11 1I )M0.4I0.3I0.2匸TQ02()M0.410.1I0.4Q0.0Q0.3()7Netwoik 4Netwmk 5SM0.1SBR=OENKetwoik GIKjTON-IE121-PTIQOrhS10.4T101Netwoik 7M0.4Q0l1Netwoik 810210.310.4M0.41Netwoik 9T

8、101Q04M0i4 3) )1L甲葉剛：o das 者畐去S1N3HHO3 3NlinObJQnS01N|0 IMJUSUJUJOOssajpppqiurfS0N3ON1N3LAMinoMlN3N3bAQNOOSOA-GOINA3INIinoMlN3eAOHN3LAONlFL9HS-IfZLOA-inoNlON3NmHAOHDZIQA-0 LinoNlQN3N3HAOrJLO3LL0A-0L 叩FlZLLOA丄rujN3L甲葉剛：o das 者畐去0N3N3HA0HinoNl0N3N3HAOHMJIQA-COHSNcplworz zlwolwo一 kIMIM一善 QVB10Q 0-百20TE

9、LLloclp10Network 4T101I-RET。4、課程設(shè)計(jì)總結(jié)兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了， 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。通過自己一步一步的親手去做，我們學(xué)到了很多東西，鍛煉了獨(dú)立思考能力，強(qiáng)化了動手能力。學(xué)會了通過查資料解決自己的問題，在 一次次查詢中學(xué)習(xí)鞏固了自己的知識并與應(yīng)用相結(jié)合。培養(yǎng)了自己設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作，穩(wěn)固了所學(xué)知識。由于自己理論知識水平有限， 實(shí)踐知識和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足， 在設(shè)計(jì)過程中，也存在很多問 題。很多變量的定義也不準(zhǔn)確，在編寫過程中也有很多不細(xì)心的地方， 犯了很多語言上的小 錯誤。這些都是由于自身知識儲備不足造成的，在以后的學(xué)習(xí)中，還是要多看書多動手。通過設(shè)計(jì)過程的鍛煉，自己分析問題跟解決問題的能力都得到鍛煉和提高。綜合設(shè)計(jì)的相關(guān)知識雖然以前都學(xué)習(xí)過， 但都沒有這次實(shí)踐過程收獲得多。 對我而言，知識上的收獲固 然重要，精神上的豐收更加可喜。相信這