基于PLC的铸坯火焰自动切割系统的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本文通过研究铸坯火焰切割机的系统结构，将 制技术应用于连铸火焰切割机，以解决连铸生产线上铸坯的定尺精度，切割质量等关键技术问题。该系统的特点有：定尺测量系统工作可靠，切割机与铸坯同步运行平稳、可靠、无滞后现象，快速返回原点定位误差小，其应用了可编程控制器为控制单元的新型火焰切割机控制系统。本课题选用的可编程控制器是西门子 对软硬件进行了详细设计。其中 火焰切割机的控制单元，通过它采集火焰切割机上各类传感器信号、工作参数、及工作状态等信息来向控 制系统发送操作命令。实践证明，本文所设计的基于西门子 铸坯火焰切割系统的软硬件是成功的，结构简单，性能良好，为今后开发类似系统奠定了良好基础。 关键词 可编程控制器 连铸火焰切割机 定尺系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计说明书（论文）外文摘要 he of is in LC is to on of as of of of to of as a of 7is as in of is of to In it of s of as as of LC to be a a of a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 引言 . 1 设计的目的、意义、以及应达到的技术要求 . 1 国内外的发展状况及存在的问题 . 2 设计时应注意的问题 . 4 2 系统分析 . 5 铸坯火焰自动切割系统总体结构分析 . 5 电控系统分析 . 7 3 低压电气选择 . 8 磁阀的选型 . 8 接触 器的选型 . 9 按钮的选型 . 10 转换开关的选型 . 11 接近开关的选型 . 11 4 基于西门子 坯火焰自动切割系统硬件设计 . 13 铸坯火焰 切割系统 择与设计 . 13 红外定尺技术简介 . 16 铸坯火焰自动切割系统 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引言 设计的目的、意义、以及应达到的技术要求 设计的目的及意义 随着科学技术的发展进步，钢铁连铸生产迅猛增长，国内大部分钢厂已实现全连铸工序。传统的连铸坯切割方法通常都是采用机械剪切法。因使用剪切机进行连铸坯切割一次性设备投资大，使用成本高，设备故障率高给修费用大，而且被切断的铸坯断面易产生变形，所以近年来国内外钢铁企业开始采用火焰切割连铸坯。新型的火焰切割技术不仅可以降低设备投资、减少使用成本， 还可以提高铸坯断面质量，有利于二次加工。 上世纪 60 年代 之 前，逻辑控制电路 都 是采用计数器 、 继电器等 部件 ， 也就是 实现生产过程 的全 自动控制的设备 大多 是以继电器为 核心 元件的顺序控制器。复杂的系统 必须采 用 数千 个 不同样式 的继电器， 同时才 用 数千 根导线按布线逻辑接 连 起来， 完成相 应的控制 目的 ， 但 控制柜价格昂贵 、 体积 巨 大。 那 时这种控制器在生产 实际中得到 了广泛 的 应用。 因为采 用布线逻辑来实现各种控制，需要使用 很多 的机械触点， 一旦 某 个 继电器的 任意 一 个 触点接触不良 便 会影响系统正常 的工作 。 如果 系统出现故障，进行排障 、 检查 也 相当 困难。一 台 较复杂的控制柜内部接线 、 安装工作量 很 大，当工艺 规程改变 时，控制柜 里 的 全部 接线 和 元件 都 需 要改变 ，这 就会浪 费大量的时间 、物力 和 人力。 因而这 本身 原 有的缺 点很大地 限制了 其 应用范围。随着 科学技术 的进步和 生产 力 的 不断 发展，迫切需要取代传统的继电器控制系统， 能够 使 得 电气控制系统工作更 加安全 可靠、更 加容 易维修、更 加 能 与常 常变动的工艺条件 相适应 。可编程序控制器 （ 是一种数字操作运算电子系统，是为 了 工业应用而 专门 设计的。 其应 用了可编程序存储器， 以 用来在 它的 内部存储所 需要 执行逻辑运算、定时、顺序控制、算术 和计数运算等 等 操作的指令， 同时 通过模拟式 和 数字式 的 输入和输出 方式 ，从而 控制各种类型设备的工作过程。可编程序控制器 和 外围 的相关 设备，都 很容易和工业系统集成 为 一个整体， 并且是按容易 扩充其功能的 设计 原则 进行 设计的 1。 用于工业现场， 然而 工业生产 要求非常高的 控制设备可靠性，因为 需要 努力避免控制设备发生故障 而 造成损失和事故。 所以 ，为 了 适应 运用于 工业现场环境中， 具有 以 下特点： （ 1） 抗干扰能力 较 强，可靠性 较 高。 用了 相当多的 软 件、 硬件抗干扰 的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 措施，提高了 它 无故障工作 的 平均时间。硬件措施 ：对 源等部件 进行 屏蔽，对输入线路 和 供电系统采用 各种 形式的滤波，以 此来 防 止 外界 对其的 干扰。在 I/O 电路 和 间 使 用光电隔离 方法 ， 来 减少误动作 及 故障。软件措施 :故障检测系统定时 检测外界环境 （ 强干扰 、 欠电压 和 掉电等 ） ， 如果 发生故障立 刻 将状态数据存入存储器， 等 故障消除后恢复 其 原 来的 工作状态。 （ 2）控制程序可变，具有 较好 的柔性。在生产线设备更新 或者 生产工艺流程 变化 的 状 况下，不 需要 改变 硬件设备， 仅仅 需 要 改变程序 便 可以满足要求。 （ 3）扩充方便，体积小，功能完备 ， 组合灵活。 根据 以上 这些 特点 ，开始 时使 用 代 之前 的继电器控制线路，这 样 不 但 提高了产品的档次，缩短了研制周期，同时也给调试和维修带来了方便 2。 设计应达到的技术要求 连祷方坯火焰切割机是炼钢行业方坯连铸生产线 中 的配套设备，用 它能够 将连续的热铸坯切割 为一 定尺寸的坯段。 因为 连铸火焰切割机要求在高温下 能 长时间不 停地运行， 因而 要求其具有良好的可维护性 和很 高的可靠性。故本次设计中，在消化引进设备和归纳总结国内同类产品的基础上，结合一些生产数控切割机的经验，针对连铸方坯切割的特点设计连铸方坯火焰切割机，并实现了如下整体技术指 标： （ 1） 先进的工艺： 切割中火焰集中，切割速度快；切割断面光洁，上缘不塌边，下缘挂渣少，成材率高；可实现自动化，切割与连铸拉速相匹配， 无滞后现象 。 （ 2） 快速返回原点定位误差较小，返回速度较快。 （ 3） 运动平稳、切割速度保持不变。 （ 4） 定尺测量系统工作可靠，综合定尺精度较高。 （ 5） 节省钢材， 割缝宽度较小，割缝平齐无塌边现象。 （ 6） 性能安全，切割中自动断火与点火，不回火、不爆鸣。 （ 7） 不影响生产 ，切割中可随时轻松更换割枪，割嘴，确保生产正常进行。 国内外的发展状况及存在的问题 我国的切割技术长期 落后与其他国家 ， 然而近些 年来有了 快 速发展。 相 关 企业 包括生产切割 器械 的企业在内， 已经 研制 以及 开发了 多种 半 、 全自动切割 器械 。国外 的很多著 名切割 机 制造企业，如美国捷锐、德国伊萨、日本田中 和 梅塞尔等公司，也 在中国投资建厂。各企业 大量运 用各种半 、 自动切割机进行 多 种直线、曲线 和 成形切割，收到了较好的 效果 ， 将 切割技术推向了崭新的阶段 3。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 切割机可分为火焰切割机、激光切割机、等离子切割机、石材切割机、水切割机、相贯线切割机、数控切割机 、 海绵切割机等。 这 其中激 光切割机 的 切割质量最好 、 效率快。等离子切割机切割 的 速度也 非常 快，但切割效果 不如 激光切割机。火焰切割机 主要运 用于厚度 比 较大的碳钢材质 的切割 。相贯线切割机 运 用于切割钢管。 比较 切割机成本：激光切割机 的价格最高 ， 同时 效率和精度 也是 最高的一种高科技 含量的 切割设备，水刀切割机 相比稍差 ，火焰切割机 以及 等离子切割机 相对更差些 ， 但它们 成本也 是 相对较低 的 。金属切割机前景： 对与 切割机目前来 看 等离子切割机 和 数控火焰切割机 占 有着 较 大部分 的 用户， 但 就发展趋势来说 激光切割 、 水切割 很可能 会 取代 前者，成为主 要使用的 切割机，因为 其 不 仅 切割速度 快 、 环保，切割质量 也 好 ！ 然而 气体火焰切割 却 是最早 、 最普遍采用的 切割方法。 最近几 年，在以乙炔为基础燃气中， 已经 开发 出 天然气、煤气 、 丙烷气、液化石油气 以及 各种新型燃气， 同时依 据 每 种气体的 各自 特性研制 出 了专 门 的切割机，为多样化的开发 燃气能源 提供 了 宽 阔的前景。 火焰切割 常常应用与 钢板 的 粗加工， 它的 金属切割厚度从 1m， 然而 当 在 切割低碳钢钢板 的 厚度 小于 20， 需要运 用 别的 切割方 法 。利用氧化铁燃烧 过程中 产生的高温来切割碳钢 是 火焰切割的原理 ，设计火焰割炬 能够为 燃烧氧化铁供 应 充 足 的氧气， 来 保证得 到很好 的切割效果。 火焰切割设备的 价格便宜同时也 是切割厚金属板 料最便宜 有效的 方式 ， 然而 在切割薄板方面有 缺陷。之 前火焰切割自动控制系统 都 是采用信号传感器进行控制， 具有 理论 上 简单可行 的 系统原理， 却因为 切割环境 的 温度 太 高， 导致 在 此系统中起 重要 作用的信号传感器故障率 非常 高，定尺精度 较低 ， 直接 影响了切割系统的正常 工作 。系统 的 主要缺点：故障 很容易发生在 信号传感器 的 高温区，操作维护 很 不方便；电缆故障率 很 高，设备维护 困难 ；操作 时 工人劳动强度 很 大。另 外 因为 火焰切割的热影响区面积 很 大 ,热变形 较 大，为了保证切割 能够精 确有效，操作人员 就 需要 拥 有很 高 的 技术才 可以 在切割过程中 第一时间 避免金属板的热变形。 以前 钢坯切割燃气消耗多、切割断面粗糙、切割割缝大、氧气压力高、噪音大、工厂粉尘多、割 炬 损坏多、工人劳动强度大 、 环境污染严重等弊端。 因 而 ，为减轻工人 的 劳动强度，减少 机具的 损 坏 ，提高系统 的 可靠性， 便 需要对 此 系统进行相应的改造 4。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计时应注意的问题 铸坯火焰切割系统主要由介质控制、电气控制、定尺系统、 制单元等构成。在 切割时，通过定尺装置发送 的 信号 来 控制夹紧气缸 的运动 ，使 的 夹钳夹紧铸坯， 同时 使 得 切割小车 和 铸坯 一起 运行，固定在切割臂上的 切割枪沿 着 铸坯垂 直 方向进行既定长度的自动切割，一次切割完 成 后由液压缸将切割小车顶回初始位置，准备进行下次切割。根据火焰切割的工艺流程在设计时应该注意以下问题： （ 1）确保 全部 铸坯火焰自动切割系统 可以 反应灵敏 ， 稳定工作。 （ 2）此铸坯火焰自动切割系统 需要 设置手动 和 自动两种操作方式，当自动方式出现故障时，可以通过手动操作来完成未完成的工作。 （ 3）定尺系统是否 工作可靠， 能 否 准确定位。 （ 4）割炬电机 和 其辊道电机需 要 进行过载保护，避免烧坏电机。 （ 5）铸坯火焰自动切割系统安装运行了一段时间 以 后，应 当 控制避免出现不 能剪切或者切不断的现象，设法降低人工操作的工作强度。 （ 6）设计中更应该注重其 性能是否安全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 系统设计 铸坯火焰自动切割系统总体结构设计 铸坯火焰切割系统控制方案的选择 在 上世纪 80 年代后 期 ， 很多火焰切割机 是 使用 继电器控制线路来 完成 工艺流程的 监控管理 。控制设备系统 占地 大， 通常 两把火焰割炬 的 控制箱内 有接近 50 个继电器， 因此带来 接线复杂，调试 和 维修 困难 ，故障率 很 高， 假如 增加或 变换程序 ，从 研发 、调试到 上流水线操作 ，工作量 很大 ， 耗时也长 。 所以 ， 之后相关专 家就 开始 研用替之前的 继电器控制线路，这不仅缩短了 产品 研 发 周期， 而且优化 了产品的 性能 ，给调试和维修 工作 带来了 便捷 。 与 继电器控制线路 有写相似之处 ， 样 由输入、输出和逻辑部分组成，通过 使用 选择开关、外部按钮等将 控制 信 息传达 到 通 过逻辑 运算 ，输出 相应的 控制 命令 来 完成对 电磁阀、指示灯 和电机 等 部件的控制 。 我此次 所设计的切割机是由一台主机和一组扩展模块组成 的 ， 它的 输入 /输出 接口在 50 点 上下 。 因为 小型 格便宜 ，编程 简单， 调试 也很 方便， 最后的设计达到了比较好的效果 。 它的 工作 主要 是 通过 接收 选择 开关、 外部按钮、传感器信号 以及其它 辅助功能信号的输入，经过 相应 的逻辑 运算 ， 达到 对外部执行 部件 的 操作和控制要求 。 序 使用的是 模块化设计， 因此， 根据所 设置 的工作对象的 差别 ，将 各个小程序分成小的模块 ， 故 任何一 小程序是能够 进行 独自 的调试， 在 调试 结束确认无错误后，就 可以将 程序连接起来 ，按照 工艺流程的 要求来 控制 5， 6。 统总体目标 本次设计的切割 机是 钢铁领域铸坯 连铸 切割系统的一部分 ， 其主要任务是 将 刚铸造出来的 铸坯 按照 规定 要求 切割 精度完成切割 。 但此 连铸火焰切割机要在高温 的环境作 不停地切割 ， 故 要求 它要有很高 的 工作稳定 可靠性 。此次完成设计的 总体 任务为 ： （ 1） 铸坯和切割机同步运行，平稳，可靠，无滞后现象。 （ 2） 在自动状态下，火焰切割设备能够按定尺标准自动完成对铸坯的切割。在手动状态下 ， 完成对非定尺铸坯等复杂铸坯的切割。 （ 3） 系统运行稳定可靠，提高测长准确度，稳定性，提高成材率，并且具有控制功能强，操作方式灵活多样的优点。 铸坯火焰自动切割系统的结构与组成 该设计选用火焰切割机，在引进产品的基础上，结合新的工艺要求设计研制的新买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一代基于计算机技术，集 自动控制原理为一体的机电一体化产品。主要结构及工作原理 如图 示 ： 图 火焰切割系统结构示意图 （ 1） 车架：以液压为动力可横向移动式结构，是切割机的主要承载结构件。 （ 2） 割枪小车：由小车架，割枪小车传动装置，平行辊道，割枪夹持器等组成。 （ 3） 切割机配管系统：包括车间氧气，乙炔燃气和冷却水管道供应的上述介质经切割机大拖链上软管引入切割机。 （ 4） 切割割炬的行程控制装置：割炬小车原位及割炬切割跟踪。在切割小车传动装置的电机输出轴上装有一个光电编码器，用来对割 炬小车的行程跟踪计数，在小车的行程的极限位装有两个接近开关来确定小车的原位和前进限位。 （ 5） 切割机传动控制：割炬小车传动装置由液压缸带动回原位。 （ 6） 能源介质控制箱及火焰调节 ： 对切割机上除水以外的能源介质的压力，开闭等进行控制。氧气，燃气等介质由拖链上的软管送入能源介质控制箱，经过滤，分路，减压至设定压力值后，通过电磁阀控制输送至各使用点 7。 中大型火焰切割机如图 示： 图 中大型 火焰切割机 工艺流程与工艺要求 工艺流程：当铸坯火焰自动切割系统获得定尺 信号时，夹紧缸的电磁阀得电，夹紧缸开始动作，夹紧缸夹紧铸坯，割炬小车在铸坯的带动下和铸坯一块运动。继夹紧缸得电后，延时 2S，控制乙炔的电磁阀得电，即乙炔管道打开，再延时 2S 后，控制买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 预热氧的电磁阀得电，氧气枪点火开始对铸坯进行预热，再延时 4S 后，切割氧电磁阀得电，与此同时控制割炬电机继电器得电，割炬电机开始正转，火焰开始切割铸坯。当切割完信号发出时，割炬电机停止转动，控制切割氧电磁阀失电，延时 2S 后，预热氧电磁阀失电，再延时 2S 后，预热乙炔电磁阀失电，火焰熄灭。再延时 4S 夹紧缸电磁阀失电，夹紧缸松开铸坯。铸坯 继续运动，然后返回缸电磁阀与割炬电机反转继电器同时得电，割炬小车在液压缸的带动下，小车返回，在触到小车原位的限位开关时，返回缸电磁阀失电，小车回到原位，停止运动。当割炬电机回到割炬原位时，控制割炬电机继电器失电，电机停止运动。当切割完毕信号发出时， 1、 2、 3 辊道电机开始正转，切断的那段铸坯继续向后传输，当经过 30S 后， 1、 2 辊道电机停止转动，再经过 4S 后 3 辊道电机停止转动。以上部分便是火焰自动切割整个过程。 针对这工艺流程的特点，我们主要研究并设计了控制系统的以下内容： （ 1） 火焰切割机的切割工艺在 方形铸坯钢上的应用，一方面是方形钢外形路线控制问题，另一方面包括钢坯的外形尺寸、钢坯随温度的变化而发生的不同程度膨胀尺寸在程序中的实际设计。 （ 2） 利用 西门子 件的程序模块， 不仅 完成了切割 和 保护等功能， 同时又更好的 解决了时序控制 的 问题。 （ 3）在 操作台 外部电气部件 的电路设计 和现场 布置 中， 应 尽量 考虑现场环境 因素 ，从操作的 合理性 、功能的 完善以及在出现故障的情况 的 操作 都作了 相应 的设计 8。 电气控制系统的设计 此次电气控制系统的设计考虑到的地方有 ： （ 1）在 系统保护 方面， 为了 能 较 更 好的保护 设施 ，控制系统 中 所有电源都由操作台上 “ 电源开 ” 控制 得 电；在 维修 或者较 很 长时间 停工的条件下 ，由 “ 电源关 ”断开 接触器。 在本次 设计 安置有 一个急停按钮， 确保 在出现紧急情况 下 对设备的 立即停止 ， 它是 不受 制 的 ，而是 一种机械互锁 。 （ 2）若出现超程现象 ， 则设计的 系统 必须安装有 保护措施。 所以考虑到这点，本次设计使用 了接近开关， 通过 限位信号 来控制 小车的动作。 （ 3）此次的操作中设计了两种 工作方式有：自 动 和 手动方式。正常情况下，选择自动 方式就可以了， 而手动方式是在 现场出现异常 情况下 采用的 ， 它具有现场操作的灵活性 ， 时但不执行的，对工人操作水平的要求相对较高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 低压电气选择 电磁阀的选型 铸坯火焰自动切割系统设计过程中，需要对燃气管道时刻进行打开与关闭，如预热乙炔管，预热氧管及切割氧管的打开与关闭。该系统中采用液压为动力实行对铸坯的夹紧与松开，通过液压缸带动割炬小车返回原位。这都需要采用电磁换向阀以实现自动控制。 电磁阀的结构原理：电磁阀的结构并不复杂，它由两个基本功能单元组成 ：一是电磁线圈和磁芯，另一是滑阀，即包含数个孔的阀体。电磁线圈得电或失电时，磁芯的运动导致工质流体通过阀体或被切断。 上述用来在工艺管道中直接通断的作为特定执行器的电磁阀，电磁线圈得电时，磁芯直接开启常闭阀的孔或关闭常开阀的孔，阀门能在其最大额定压力内开启或关闭。而上述用来在气动、液动执行器充当执行元件的电磁阀，则要借助动力源 （ 如 ：压缩空气、有压头的水或油等液体 ） 来操作电磁阀上的先导孔和旁通孔。电磁线圈得电时，磁芯开启先导孔，通过阀的出口消除膜片或活塞顶部的压力，且将其推离主孔，阀门得以开启。电磁 线圈失电时，先导孔关闭，动力源的压头通过旁通孔作用于膜片或活塞顶部而产生阀座力，阀门得以关闭。因为受这些执行机构控制的工艺阀门一般口径都较大，要求执行机构接受动力源的压头也大，则传递动力源的电磁阀的尺寸及工质流体压力势必也要大，只有将电磁线圈做大才足以开启电磁阀来传递执行机构所需的动力源。为了解决这一矛盾，保持电磁线圈的小尺寸，就不再使用磁芯直接启闭阀体孔的直接操作的 （ 直动式 ） 电磁阀，而改用磁芯启闭先导孔的导向操作的电磁阀。 电磁阀的选型：该火焰自动切割系统中属于小型自动控制设备，气管一般选用812 工业胶气管。该电磁阀功能 是负责 接通与断开 预热 乙炔 、 预热氧 以及 切割氧 各个 管道， 确保 各气体 按照命令执行 。 按照本次设计的 工艺要求， 拟选择 两位三通的常闭电磁阀 ，它的 线圈电压等级一般 是 采用 两位三通电磁阀 又分为常开和常闭两种 类型 ，常开型 ： 线圈没电时气路是断 开 的，常闭型 ： 线圈没电时气路是 接 通的。 常闭型两位三通电磁阀 的工作 原理： 当 线圈 得 电 时 ，气路断开 ；当 线圈断电 时 ，气路接通， 即所谓的“ 点动 ” 。 常开型两位三通单电控电磁阀 的工作 原理： 当 线圈通电 时 ，气路接通 ；当 线圈断电 时 ，气路断开， 也是所谓 的“ 点动 ” 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液 压 电磁阀在 油路 系统用来实现 对 液流方向的改变或液路的通断，它 里面安装有能够 在线圈 磁动力作用下 滑动的阀芯，阀芯 处 在不同的位置， 由此通路的工作 也就 是不同 的 。阀芯有几个工作位置，就 称 几位电磁阀 ， 阀体上 有几个 接口， 就是 电磁阀的通路数，就 称 几通电磁阀。 电磁阀安装后，一般所有接口都应该是连接好了的，所谓工作位置指的是阀芯的位置。阀芯在线圈不通电时处在甲位置，在线圈通电时处在乙位置，阀芯在不同位置时，对各接口起到或接通或封闭的作用 9,10。 综上所述，各个气体管道电磁阀所选电磁阀型号为 ： 口径为：力范围为： 材质为：铸铁，铸钢，不锈钢。 所用电磁阀 如 图 示 ： 图 气体管道电磁阀 液压系统所选液压电磁阀型号为： 口径为： 力为： 4质为：不锈钢。 所用 电磁阀 如 图 示 ： 图 液压电磁阀 接触器的选型 该铸坯火焰切割系统中，割炬电机的正反转，辊道电机的正转与停止都需要用接触器以实现自动控制。 接触器工作 原理：接触器的电磁线圈 得 电后 ， 能够 产生 非常强 的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁， 从而使 常开触头闭合，常闭触头断开， 这 两者 通常 是 一起动作 的。当线圈断电 后 ，衔铁在释放弹簧的作用下释放，触头 恢复到原来位置 ， 使得 常开触头断开 ， 常闭触头闭合。 一般 接触器可分 为 两 种类型 ：交流 接触器，主要有电磁机构、触头系统、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 灭弧装置等组成。常用的是 系列 ； 直流接触器，一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电，直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的。 它不仅可以应 用于以电动机为控制对象 ， 也可 以 控制电热器 和 各种电 力机组等电力负载，作为远距离控制装置 传送远距离控制命令 。 在该控制系统中，其中割炬电机需要频繁启动，而辊道电机任务较重，经常进行启动和制动，故所选交流 接触器型号为 按钮的选型 该铸坯火焰切割系统中，包含一些手动操作与自动操作，必然需要一些按钮，以实现各电器功能。如系统的启动与停止，电磁阀的开启与关闭，接触器的接通与断开等。通过选择不同规格的按钮，包括不同的形状，如方形，矩形，圆形；包括不同种颜色，如绿色，红色等。 按钮是一种简单的电器元件，不直接控制主电路，而在控 制主电路时发出手动 控制信号，其结构原理如图 示：由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成。 图 按钮的结构原理图及符号 规格 : 产品前框形状有圆形（ 18方形（ 188矩形（ 184种规格，包含信号灯、按钮，其常规安装孔径为 16 性能：具有性能稳定、接触电阻小、绝缘性强、耐振动耐冲击等特点；符合标准。 所用 按钮 如图 示，其 展示及说明 如下 ： 图 用于开启的按钮 图 用于停止的按钮 图 用于所有开启的按钮，如自动、手动、夹紧、返回切割车、开预热乙炔、开预热氧、开切割炬等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 钮是用于所有停止的按钮，如松开按钮、停切割车、关预热乙炔、关预热氧、关切割炬等。 转换开关的选型 该火焰自动切割系统既可以实现自动运行也可以手动操作，如何在手动与自动之间进行选择，需要选用转换开关。本设计中采用斯达森 列普通型双电源自动转换开关， 它是一种用于双路低压供电的自动转换开关 , 该产品集成了手动转换开关、微型电机、精密传动机构以及电子控制器 , 可以电动或手动（带负荷）切换 , 能够完成自动检测、投入、恢复、启停备用发电机等功能。 斯达森 列普通型智能转换开关系列具有如下功能特点： （ 1） 具有三个开关位置 ： 供电 I、 关断 0、供电 靠的机械 “ 0” 位置 , 确保供电安全。 （ 2） 内置控制器 , 可以实现自动投入、自动恢复功能。 （ 3） 可以采用斯达森 8A 系列双电源转换控制器来控制，实现自动检测、投入、恢复、启停备用发电机 、远程测控等功能。 （ 4） 开关系统自身用电 ， 取自被控的二路供电 ， 只要任意一路有电开关 就 正常工作。 接近开关的选型 该铸坯火焰切割系统中，割炬电机切割完毕，割炬电机回原位及切割小车回原位都需要对其进行限位，防止其超出行程而发生事故。故需要在这些极限位置设置接近开关，以保障正常运行。 一般的 接近开关的 工作原理： 当某物 和 接近开关接近并达到 限定的 距离时， 此接近开关会 发出 控制 信号 ，接近开关相当于一个报警的提示开关，确保整个操作工作稳定安全。 就 电感式接近开关工作原理 来说，其 接近开关 大 致可 由三 个 组成 部件，他们是 开关电路、振荡器 ，还有一个 放大输出电路。振荡器 的作用是 产生一个交变磁场，当目标金属接近磁场 附近 并达到 相应 感应 的 距离 后 ， 就会 在金属目标 物附近 产生涡流， 致使 振荡 信号 衰减， 直到 振荡 信号 停振。 当 振荡器振荡 和 停振的 相应经过 后级放大电路调制解调处理，由此 转换成开关信号 后 ，触发 相应的 驱动控制， 从而 达到 了对 非接触物的 检测。 根据本设计的具体要求，所选接近开关型号为 闭输出 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 相关技术参数为：外径尺寸 8大器内藏型，直流三线，检测距离是普通产品检测距 离的 3 倍，齐平式安装检测距离 3非齐平式安装检测距离 6线式连接 11,12。 4 基于西门子 坯火焰自动切割系统硬件设计 铸坯火焰切割系统 择与设计 基本结构 要 是 由中央处理单元、输入 、 输出接口 以及 通信接口等 主要单元 组成，其买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中 中央处理器 是 大脑 ， I/O 部件 是用于 连接 现场 外设 之间的接口电路，而 通信接口 则是用来 连接与上位机和编程器 的 。 通常情况下， 对于整体式 有部件都 统一安置 在机壳内； 而 对于模块式 言 ，各功能部件 是 独立 密封装配的 ，这样的被叫做 模块，各 个 模块 又 通过总线连接，安装在导轨或 者 机架上 13,14。 （ 1） 中央处理单元 过输入 设备 读入外设 当前所处 的状态， 经过 用户程序去 执行 ， 执行完之后再 通过输出装置 输出控制信号完成对 外设 的控制 。 （ 2） 输入 /输出 接口 输入 /输出 单元统一叫做 I/O 接口 。 过 I/O 接口 能够查出被控制的对象及其生产过程 当中 的各种 实时 参数 ，通过这些参数来作为 被 控制 对象进行 各种操作命令 的信息依据 。 同时 通过 I/O 接口将处理 的 结果送给被控设备 或工业生产过程，以实现控制。 （ 3） 存储器 存储器主要 的任务顾名思义就是 存放系统程序 、 用户程序 以及操作中需要保存的一些重要信息。 存储器 一般可以分为动态 及静态 （ 4） 编程装置和编程软件 以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。 （ 5） 电源部件。 作原理 工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，是通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。 分时操作方式来处理各项任务，计算机在每一 总线周期内只能做一件事情，所以程序的执行是按 照程序顺序依次 来 完成相应各电器的动作， 就好像 为时间上的 顺序执行一样 。 通常来说 ， 工作方式 的特点就是 一个不断 实现内容上的 循环的顺序扫描工作方式，一次扫描所用的时间 被 称 之 为扫描周期。 程序的首 条指令开始， 便 顺序逐 一 地执行用户程序 指令 直 至 程序结束， 最后 返回 首 条指令 再次重复上一轮的 扫描 工作 。 作的 整个 过程 大致 分为三 个过程 ： 第一个过程为 上电处理。机器 完成 上电后 首先 对系统进行一次初始化 操作 ， 初始化的操作可分为 硬件 的 初始化， I/O 模块配置 的核查 ，停电保持范围 的 设定 等等 。第二 个过程就 是扫描过程 了。在 扫描 工作过程中 ， 首 先完成 的时 输入处理， 接着需要 完成 的就是 与其它 外部接口部件 的通信处理，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 然后就得 进行时钟 和 特殊寄存器 的刷新 。 若 在 式 下 ，转 而 执行自诊断 审查的操作工作；若 在 式下 ， 需先处理好 用户程序的执行和输出 操作 ， 然后去 执行自诊断 审查 。 最后一个工作过程就 是出错处理。 次的扫描工作，程序都需要 执行一次自诊断 审查工作 ， 从而验证 前的工作 是否正常。如 果发展异常 情况， 异常继电器 和 板上的 小 灯 自动 接通， 从而在 特殊寄存器中会 显示出 出错代码。 在 出现致命错误 的情况下 ， 迫改成 式， 此时所有的 有的扫描工作 就停止了 15。 体工作过程分为三个阶段 ： 输入采样阶段 ， 程序执行阶段 和 输出刷新阶段。 选型 随着 统 的 发展与改进 ， 品的 品种 越来越多，功能也 越来越强大 。如今 ， 我国 从美国、德国、日本等 发达 国 家 引进的 系列 产 的 品及国内自 主研发出 的产品 品种 已有 数十个 系列、 近 百种 类型 。 根据 不同类型型号 ， 它的 价格、指令系统、 存储 容量、性能、编程方法、结构型式 也是 不 一样的 ， 其 适用 地方同样需要具体考虑才做出选择 。 对于这个行业来说 ， 研发者需要 做 到 机型 能够匹配 ， 而这个 主要 需要考虑到 以下三方面 的 问题： 其一，各个 模块 能够相互 备 留以便以后使 用， 只有这样，对于备品备件的采购和管理 才能更加便捷 ； 其二， 使用方法和功能 必须相似 ， 只有这样才能 有利于技术 人员 的培训和 个行业 水平的 普遍提升 ； 其三， 外部设备 也同样得通用， 只有这样才能实现 资源 的 共享， 方便 联网 实现 通信， 再 配上 上 位计算机后 ，就可以 形成多级分布式 的 控制系统。故选用西门子 列的 7 系统包括 7于微型 7于较低性能系列，而 7于高中能系列。针对于本次设计，该系统属于小型系统， 故 选用 7列以实现其功能要求。 7 5 种 块，分别为： 中 扩展功能，适合用做小点数的微型控制器。 较强的控制功能的控制器， 用于复杂的中小型控制系统 ，我最终选择了 N C/继电器 ，其技术参数如表 表 块的主要技术参数 特性 N C/继电器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本机数字 I/O 24 入 /16 出 最大数字量输入 /输出 256 入 /256 出 最大模拟量输入 /输出 32 入 /32 出 扩展模块 7 个 数字量 I/O 映像区 256 模拟量 I/O 映像区 322级电容数据后背典型时间 19