轧钢机电气控制系统设计

新田基大学课程设计指南(2014/2015学年第二学期)课程名称：可编程控制器课程设计问题：轧机电气控制系统设计专业课：学生姓名：学号：地图老师：设计周数：设计成果：2015年7月9日列表1、课程设计目的.22、课程设计内容.22.1可编程控制器概述.22.2课程设计主体.22.3轧机电气控制模板.32.3.1轧机简介.32.3.2热金属探测器.32.3.3液压系统.42.3.4反转马达正向.42.4选择设备.42.5系统上的I/O端口配置.5 2.6阶梯编程.52.7流程图.93、课程设计摘要.104、参考文献.111、课程设计目的本课程设计的主要任务是：1)了解普通轧机的结构和工作过程。2)确定需要检测的信号是什么，并指定从每个检测信号传递到PLC的输入通道。其中包括传感器的原理、连接方法、信号类型、信号调理电路、进入PLC的布线以及PLC的寻址。3)确定执行机构、从PLC到执行机构的输出通道(包括执行机构的类型和工作机制、驱动电路的配置以及PLC输出信号的类型和地址)。4)绘制轧机电子控制系统的电路图，建立I/O地址分配表。5)准备PLC程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动模拟模型中模拟轧机工作过程控制。2、课程设计内容2.1可编程控制器概述可编程控制器是为在工业环境中使用而设计的数字计算电子设备。此外，使用可编程库存储来内部存储执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数、算术运算等任务的指令，并通过数字或模拟输入和输出控制不同类型的机器或生产过程。可编程控制器和相关外围设备应根据易于与工业控制系统集成和轻松扩展功能的原则进行设计。可编程控制器(称为PLC)是基于微处理器，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术开发的新型通用自动控制设备。2.2课程设计主体(1)按启动按钮，上下两辊电动机(主牵引电动机，M1)开始运行，滚动方向从右到左滚动。左右滚动电动机(M2和M3)逆时针工作，向左侧传递。(2)在设备启动后的5秒钟内，PLC将检测等待的滚动，即S1是否有效。没有罗琳，我在等。S1有效信号传入后，PLC通过某条路打开控制电磁铁动作，打开滚动挡板，使轧机进入轧机右侧轨道。(3)松开电磁铁(设置4秒)，直到轧制完全进入，关闭卷筒挡板。(4)辊被推至右侧辊，向下滚动，并由S2模拟表示辊之间正在滚动的热金属探测器的信号，高水平表示正在滚动。(5)如果S2从高到低，则表示滚动已经通过了滚动。滚动通过滚动后，PLC控制的两个滚轮将停止，电磁液压阀Y2动作将左辊向上提起。(6)1秒后，将左辊向右转移。安装在轧辊上的其他热金属探测器提供从轧辊通过的信号，并由另一手动开关S3模拟。(7)S3从高到低更改为低，表示滚动完全返回到滚动右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，停止左辊操作。(8)一秒后，左滚轮变平，启动左右滚轮马达，开始下一个轧制。(9)重复(4)-(8)完成第二个滚动，准备第三个滚动。(10) 3个轧制完成后，即热金属检测器输出从高水平变为低水平，左侧辊继续向左转移3秒，从轧机发送辊。结束这个轧制过程。(11)返回第二阶段，但不需要5秒的延迟。(12)按“停止”按钮结束操作。2.3轧机电气控制模板2.3.1轧机简介轧机工作原理；轧机是在旋转的辊间轧制钢的机器。轧机通常由两部分组成：主要设备(主机)和辅助设备(辅助机器)。轧机根据卷数分为两卷、三卷、四卷和多卷形式，一般称为轧机。轧机都使用电机拖动，轧制过程中不需要调速时使用交流电动机，轧制过程中需要调速时使用直流电动机。轧机的驱动机构包括齿轮底座、减速器、飞轮、连接轴、连接轴、连接轴节距等。轧机的工作座位如下。(1)在窗口内安装滚动轴承的机架。(2)卷，卷在其间压缩。(3)滚动轴承。(4)调整轧辊间距离的轧辊调整机制。(5)保持轧件进出口方向的导卫装置。(6)轧制板材，机架固定在轧制板材上，轧制板材固定在地基上。2.3.2热金属探测器热金属探测器属于光电检测设备，用于识别热金属运动的前端和方向。热金属探测器比较光电检测电路，电子开关比较输出电路和电子补偿电路。热金属探测器的工作原理：透镜将被摄体发出的红外热辐射传输到光电转换线，放大并将其发送到电子开关比较电路，当辐射量到达触发点(可以直接设置其他温度触发点来调整最佳温度)时，触发电子开关输出电路。与此同时，专门设计的电子补偿线路可以补偿高温环境和设备老化引起的变化，并在恶劣环境下实现稳定可靠的连续工作，无需手动调整。2.3.3液压系统液压系统的作用是通过改变压力增加力。完整的液压系统由五个部分组成：动力源、执行元件、辅助元件和液压轴。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性，系统组件性能的优缺点，系统的污染防治，最后一点尤为重要。近年来，我国的国内液压技术有了很大的提高，不再仅仅是用国外的液压技术加工。2.3.4反转马达正向马达正向反转原理：三相马达改变相位顺序，即旋转磁场的方向马达正向连接图：2.4选择设备根据控制要求，该设计只需要数字数量控制，不需要模拟控制，需要5个数字总数量输入点，7个数字数量输出点。从实用的角度看，应该选择S7-200作为主控制器。必须选择CPU224作为CPU模板。CPU224集成了14点输入/10点输出，总计24点数字I/O。可以连接多达168点数字I/O或35路模拟I/O的7个扩展模块。CPU224具有13KB程序和数据存储空间、6个独立的30kHz高速计数器和带PID控制器的双向独立20kHz高速脉冲输出。CPU224具有一个RS-485通信编程端口，是一个具有PPI通信、MPI通信和自由通信功能并具有强大控制功能的小型控制器。2.5系统的I/O配置输入以下内容：I0.0启动按钮检测I0.1S1备用滚动是否存在I0.2S2模拟角色是否正在滚动，这表明高级别正在滚动(高低表示全部通过角色)I0.3S3仿真是否完全返回到滚动的右侧(高低完全返回到滚动的右侧)I0.4停止按钮输出：启动Q0.0M1Q0.1M2左转Q0.2M3正向(左转)反转Q0.3M3(右转)Q0.4电磁液压阀Y2左上打开Q0.5滚动挡板(电磁铁动作)Q0.6轧制次数由灯的数量控制2.6阶梯编程2.7流程图按“开始”按钮I0.0主马达M1启动，M2，M3正向延迟5秒检测S1是否正在等待滚动ny打开滚动挡板，4秒钟后自动关闭当S3层次变更为较低层次时，决定是否从C0累计3次nM2，M3停止，电磁液压阀Y2向上，1S后反转M3M3正向3秒y按停止按钮I0.4S3高水平滚动中，低水平滚动通过，分离Y2，M3停止1S后侧M2，M3正向3、课程设计摘要1)PLC设计侧重于阶梯设计。需要非常巧妙的设计方法。我以前也尝试过类似的阶梯设计，但是我认为好的阶梯设计不仅仅是简单的事情。有很多东西，我们要尝试它才能真正掌握，只要学理论，有些东西就很难理解，更不能掌握。2)如果发生程序错误，进一步观察，对错误重复n次，估计原因是什么，分析整个电路可能出错的地方，缩小范围。如果找不到，就出去吹风，不能快，但不要放弃。保持清醒。3)设计过程中总是会出现这样的问题或那样的问题。有时发现一个问题的时候要做很多事情，要花很多时间才能解决。当然，我的耐心建立在其中。为以后的工作积累经验，提高了自信心。实践是通过实践，让我们自己实际运用头脑，整合自己所学的知识，实现更大的革新。通过这次课程设计收获了很多东西。首先，通过这次课程学习的基础理论进一步巩固和深入，进一步了解我学的基础概念和基本知识，发现原来学的知识可以在各种情况下使用。如果你决定发现并观察，你实际上可以看到我日常生活中到处都是课本上知识的影子。在这次课程设计过程中，我们三人一组，通过与同学的激烈讨论和相互讨论，一步一步地发挥从初始节目到最佳方案的团结合作精神，感受到团队的力量。最后通过这次讲座设计，我们对包装机器人的工作原理和机制选择、动作计划的决定有了更深的理解。这不仅为我未来参与工作练习奠定了基础，也会引起我的兴趣，原来的PLC设计也没那么无聊，那是打动你心的本身。另外，在课程设计过程中也有缺点。例如，平时发现学习中有很多漏洞，合作过程中也可能和同学有意见分歧，有时不能妥善应对。我们设定最佳解决方案也不足，这说明我们还有很多地方需要改进和改进。这次课程设计，自己