基于PLC的20层450T建筑模板液压机电气控制系统设计0319.doc
基于PLC的20层450T建筑模板液压机电气控制系统设计
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2021届本科毕业论文(设计)题目 基于PLC的20层450T建筑模板液压机电气控制系统设计学 院 名 称机械与电气工程学院专 业 名 称电气工程及其自动化学 号19P0605123学 生 姓 名林明森指导教师姓名(职称)教务处制2021年5月目录目录I1 绪论31.1 研究的背景及意义31.2课题设计的主要内容42 控制系统的设计方案52.1 控制方案的主要内容52.2 热压生产工艺曲线62.3液压机控制系统工作原理72.4液压机操作说明83 液压机控制系统硬件设计83.1液压系统的组成83.2传感器的选择103.3 PLC选择及介绍122.PLC的选型123.4线路硬件的选择133.5PLC硬件接线图143.5.1 主电路图143.5.2 PLC外部接线图143.6人机界面144 软件系统设计164.1编程软件的介绍164.2控制系统工作流程图174.3梯形图设计184.3.1 I/O口分配184.3.2梯形图184.4文本屏显示器设置215 结束语23参考文献24致谢24作者简介24附录25声 明26II广西科技师范学院2021届本科毕业论文基于PLC的20层450T建筑模板液压机电气控制系统设计电气工程及其自动化专业 林明森摘 要在党和国家实施“一路一带”经济战略下,我国建设的飞速发展,居民生活质量大有改善,因此为了满足人们的生活需求的前景下,推动了我国建筑模板生产行业的发展,对自动化控制技术水平的要求越来越高。而传统的建筑模板液压机电气控制系统大多数采用继电器和定时器作为自动控制系统,由于线路复杂故障率高和自动化可靠性低,很难满足现在模板生产工艺的需求,所以利用PLC控制技术可以解决这类难题。为了满足用户对建筑模板液压机生产工艺需求,使用PLC控制系统设计建筑模板液压机电气控制系统,本课题以德国西门子S7-200的PLC为核心控制元件,通过温度传感器、变送器、文本屏等硬件实现了对建筑模板液压机电气控制系统的设计,最终设计成果满足预期控制要求。本控制方案有着极好的安全稳定性,可改善生产工艺并提高生产效率,降低劳动难度。本设计阐述了基于PLC建筑模板液压机电气控制系统工作流程,元器件选择和PLC程序编写。关键词PLC;电气控制系统;液压机DesignofElectricalControlSystemFor20Storey450TBuildingFormworkHydraulicPressBasedonPLCElectricalEngineeringandAutomation Specialty LIN Ming-sen Abstract: Under the economic strategy of one road, one belt implemented by the party and the state, with the rapid development of Chinas construction, the quality of life of residents has been greatly improved. Therefore, in order to meet the needs of peoples life, the development of Chinas construction formwork production industry has been promoted, and the requirements for the level of automation control technology are higher and higher. The traditional electrical control system of hydraulic press for building formwork mostly adopts relay and timer as automatic control system. Due to the complex circuit, high failure rate and low automation reliability, it is difficult to meet the needs of current formwork production process. Therefore, PLC control technology can solve such problems.In order to meet the requirements of Siemens hydraulic template control system, Siemens hydraulic template control system is designed requirement. The control scheme has excellent safety and stability, can improve the production process and improve production efficiency, reduce labor difficulty. This design elaborated based on PLC construction template hydraulic press electrical control system workflow, component selection and PLC programmingKey words: PLC;electriccontrolsystem;hydraulicpress1 绪论1.1 研究的背景及意义随着我国长远政策推行城镇化以及工业建设,涌现出很多基建设施和高层建筑的大背景下,迫使混凝土结构工程量逐渐增多,这样极大地推动了我国模板行业的发展。2013-2018年模板产量总体呈上升趋势,2019年模板产量保持上升趋势,产量超过3.2亿立方米10,因从这些数据体现出我国对建筑模板液压机生产工艺的技术需要不断地完善才能提高生产效率,所以应对建筑模板液压机给予充分的重视。对于工业较为发达的国家来说,在发展建筑模板工程时主要是以液压模板为主,模板体系已经日趋完善,但在国内建筑模板发展现状来看,与国外相比仍存在较大的差距,其主要体现在产品质量、品种规格等方面5,这主要是国内在一些技术攻关方面仍存在不足。因为技术方面的欠缺致使其难以在国内实现更好地发展。本次设计的主要目的是解决国内目前建筑模板液压机智能化程度不高的问题,所以对建筑模板液压机电气控制系统进行设计改造,运用PLC编程控制器来取代以前靠接触器、时间继电器为主的半自动化控制系统11 ,有助于提高自动生产化程度性能来优化产品质量,在保证质量的前提下,减少了制造成本,为公司企业赢得效益,这对建筑模板制造行业的生产发展具有重要意义。1.2国内研究现状建筑模板液压机在国内已有较长的发展过程,最初的传统建筑模板液压机电气控制系统大多数采用继电器和定时器作为自动控制系统,这种传统建筑模板液压机电气控制系统存在许多不足之处:如(1)没有精准二次保压功能,极容易引起建筑胶合板起泡现象出现,增加了产品不合格率。(2)如果压力保持时间不够准确,导致胶合板的热压时间不够准确,就不能在规定的时间内制作出模板。(3)因为系统温度是人工控制的,易造成控制系统温度时不够精准,我们就无法精确控制温度和时间4。但近十年左右我国建筑模板液压机的现状是逐步引进国外先进的技术基础上,横向联合研究建筑模板液压机生产工艺及自动化控制系统,如2015年,人们融合人造板材热压成型工艺要求,试验用液压机作为研究对象,紧凑设计结构,合理的整体布局,研究出各种工艺条件适合的液压控制系统 1。设计结果表明,系统压力按照预先设定的压力曲线变化,最终达到预期效果,满足测试要求,可实现智能控制。因此,在建筑行业的快速发展中,建筑技术水平不断提高,从而先进建筑模板质量工艺技术,才能满足现代建筑工程施工的要求。建筑模板强度、稳定性、密闭性、平面光洁度、尺寸误差等有较高的要求,模板之间接缝不能太大,否则会直接影响施工质量和效率。体现出建筑模板在建筑施工中具有重要的地位,施工中的过程中可以实现装卸简单方便,提高了工作效率,大大节约了劳力和施工时间,可以提高工程质量,实现建筑企业长期稳定发展。1.3课题设计的主要内容本次课题中需要研究解决的内容可分为以下方面:1.查阅建筑模板液压机控制相关资料,了解其工艺内容及工艺流程,总结建筑模板液压机控制所需的各个控制要求。在此基础上,进行本次课题方案的设计,并对方案的可行性进行论证。2.深入了解PLC控制系统的结构及其工作原理。并对控制系统中所需要的其它电器元器件进行深入学习。在分析各个建筑模板液压机设备的基础上确定系统所需要的I/O点数,并进行统计汇总。根据PLC及各个元器件手册进行系统的硬件选型,并绘制控制系统的电气原理图。3.对所选类型PLC的程序设计方法、硬件组态、网络搭建等进行深入学习。根据控制系统的功能要求及所设计的方案绘制系统的程序控制流程图。在此基础上使用编程软件进行PLC编程。4.PLC程序软件设计完成后,结合控制流程反复验证,最终确定系统内容能够正确运行。本次设计中,使用PLC控制系统进行设计,选用西门子S7-200系列控制器进行系统搭建。对PLC控制系统发展及其优势进行了比较详细的阐述。在整个设计中,主要论述了建筑模板液压机系统各个组成部分及其功能,并结合各个部分功能要求进行控制方案设计。对系统中硬件及软件部分设计进行了系统详细的阐述。在硬件设计部分中对系统所需硬件进行了详细的选型以满足系统需要,并根据硬件使用说明设计电气原理图。在软件设计部分中,绘制了系统的控制流程图,程序是根据系统控制流程图设计的。最后,我们用实验设备来测试验证整个系统的可行性。2 控制系统的设计方案本章节从建筑模板液压机的工艺流程、控制系统组成及系统控制流程等方面,详细介绍和论述了液压机控制方案设计时应考虑的问题,及各个问题的解决方案。对系统中所用到各个自动控制理论也进行了较详细的论述。2.1 控制方案的主要内容本次设计中,系统的组成如图2-1所示,系统主要由液压系统、PLC控制系统、人机界面以及传感器等。建筑模板液压机的加工模板由人工放置到液压机热压板层中,人工通过文本屏的操作或按钮进行控制整个设备的启停操作。图2-1 系统组成液压系统:建筑模板液压机有2台液压泵分别:低压泵功率,高压泵功率,液压泵使用单向阀,卸压和蒸汽是电磁阀,有2个限位开关1个在液压机顶部防止压力超限位,1个在底部卸压到底停机结束一个工作周期。人机界面:文本屏用来显示温度、压力、计数生产的模板数量和修改保温保压的时间及显示液压机的工作状态。传感器控制系统:通过温度传感器控制板材生产过程中每个阶段所需要的温度,压力传感器是板材生产压制过程中对每个阶段所需压力进行控制调整。PLC控制系统:PLC控制系统在上电运行后,接收按钮指令信号及其它检测信号,信号在PLC的CPU处理器中进行逻辑运算后,输出相应指令到设备中。CPU中控制逻辑根据系统工艺进行编写。热压板的上下运行由液压缸进行驱动,液压缸在系统首次上电运行时需要进行回零点操作9,以保证液压缸起始位置正确。液压缸配备有电磁阀,对应的中间继电器通过PLC输出端口进行控制,中间继电器驱动对应的电磁阀。在现场设备驱动电动机和电磁阀控制的情况下,电器部件的电力功率都较大,而PLC输出端口的功率小和电流弱,不能直接用于电器元件和电磁阀的驱动,因此电力功率放大有必要使用中间继电器10。2.2 热压生产工艺流程建筑模板液压机热压过程中的工艺曲线,压制模板热压工艺曲线一般可以分为四个主要过程分别是快速闭合加压、保压、二次加压及卸压5。在快速闭合加压阶段中,热压板快速闭合接触板坯后开始缓慢进给继续向板坯加压,压制板坯厚度到工艺所需要规定尺寸,保压阶段是在一定时间内温度和压力的共同作用下促进板坯紧密接触,让胶黏剂流动均匀并且充分与板坯融合固化成型。二次加压阶段是在板坯和胶黏剂之间全部固化后压力逐渐下降,卸压阶段卸压过程需要缓慢进行速度不能过快防止板材出现分层和鼓泡问题。建筑模板热压生产工艺曲线如图2-3。如图2-3热压生产工艺曲线图T1、T2时间段为快速闭合加压阶段,T1时间段热压板快速闭合时间不能过长,避免影响板坯在未受压力的状态下板坏表面层受热时间过长提前出现预固化问题。热压板快速闭合时间不宜过长反之影响热压工作周期,使热压工作周期时间延长导致生产效率和产品质量下降,同时也影响板坯与热压板接触面出现预固化使板材密度下降。T2时间段热压板与板坯接触后开始施加压力到最大值完成压缩板坯小至预期厚度。T3-T6时间段为保压阶段,在热压板闭合后,板材内部的水分在温度和压力的作用下蒸发,粘合剂被压缩固化,板坯压缩成型。保压过程中,板坯压缩产生弹力的作用,板坯膨胀压力下降,板坯膨胀到工艺的厚度时保压一段时间后,液压系统二次加压使板坯再次压缩,板坯压缩到预设厚度系统进入保压状态6。经过多次保压、加压后压力逐渐下降,整个保压过程达到了建筑模板的厚度要求,完成保压阶段功能。T8-T9时间段为卸压阶段,建筑模板压制完成,卸压时间不能太短保证水蒸气充分排出,防止卸压过快导致板坏中的水蒸气迅速膨胀造成鼓泡和分层现象,建筑模板液压系统主要靠热压板和板材自重回落,恢复到初始位置状态,把加工完成板材卸下来后进入下一个热压周期。2.3液压机控制系统分析模型液压机工作原理:按下启动按钮低压泵运行工作液压缸快速往上运行液压机热压板全部闭合后断开低压泵接通高压泵加压打开蒸汽阀门加热板材系统压力达到预设值断开高压泵系统温度达到预设值关闭蒸汽阀门系统一次延时保温保压系统压力低于预设值时接通高压泵系统温度低于预设值时打开蒸汽阀门系统压力达到预设值断开高压泵系统温度达到预设值关闭蒸汽阀门系统二次延时保温保压系统压力低于预设值时接通高压泵系统温度低于预设值时打开蒸汽阀门系统压力达到预设值断开高压泵系统温度达到预设值关闭蒸汽阀门系统三次延时保温保压保压延时到开始卸压卸压完成停机等待下一个周期开始。如图2-3图2-3分析原理2.4液压机操作说明1.开机前的工作注意事项(1)必须严格对液压机各个运动部件进行检查是否出现螺丝松动或零件磨损。(2)必须检查油箱液压油是否充足,检查热压板层中是否有金属杂物避免对设备和人身造成危害。(3)必须保证液压机生产原材料和蒸汽压力充足供应,避免生产过程中材料短缺影响生产质量。2.液压机操作流程(1)液压机控制系统设置有手动和自动控制模式,通过操作台转换开关进行切换。(2)文本屏显示器用来监控显示液压机工作状态中的压力、温度、产能的数据,根据生产材料不同时间不同,可以通过文本显示器修改工艺保温保压所需的时间。(3)自动控制模式。将开关选择自动状态,把需要加工板材原料逐层放进热压板槽中,按下启动按钮热压板快速闭合加压达到预设值后,进入保压阶段,达到保压设定时间后,开始排气卸压液压缸是靠系统自重下降,卸压完成后文本屏中显示停机状态。(4)手动控制模式。将开关选择手动状态,把需要加工板材原料逐层放进热压板槽中,长安启动按钮,热压板上行快速闭合压制板材后加压达到工艺压力值,进入保压阶段保压延时达到设置保压时间后,按下卸压按钮卸压到下限位开关即卸压完成可以取出成品。3 液压机控制系统硬件设计3.1液压系统的组成建筑模板液压机液压系统有以下几部分组成:1.液压缸液压缸安装在建筑模板液压机的最底部,液压油缸的主要功能是将流体能量转换为往复运动的机械能,液压缸由筒体、活塞杆组件、缸盖、缓冲装置以及密封元件组成。根据建筑模板液压机的负载及工作行程的需要选择液压缸的尺寸为3601400mm。2.动力机构动力系统主要是产生油压系统动力的装置,包括油压泵和电动机。动力机构将电动机的机械能转换为流体压力能量,为整个油压系统提供连续不断的动力。油压泵的结构分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。本设计液压系统中低压泵选用YZL200H-7.5KW型号卧式柱塞泵压力31.5MPa、额定功率7.5KW、额定电流16A,高压泵选用YZL200H-4KW型号卧式柱塞泵压力31.5MPa、额定功率4KW、额定电流8.4A。3.液压控制阀门液压控制阀是液压系统中的控制调节元器件,单向阀和电磁阀是建筑模板液压系统中重要的部件。单向阀门也被称为止回阀。主要功能是防止油压系统内的工作油倒流。这样一来,液压油只能往一个方向流动,不能往相反的方向流动12。另外,防止液压系统的负荷急剧变化,防止压力上升时油压泵受损,即使将油压泵撤离,液压系统的油也不会泄漏。3.2传感器的选型1.温度传感器选型温度传感器是一种温度数据测量元件,它是把温度变量变化成为输出信号的元件。市场上在售的温度传感器有许多种,其中广泛使用的有两种,一个是热电偶,一个是热电阻3,他们特定工作参照数被工业和实验室广泛使用,能够非常准确测量温度的关键环节。温度在传感器在生产过程中被广泛使用,它具有通用性高的特点,在技术创新领域中某种程度上起到推进的作用,它使人们的生活水平以及方式和工业经济发展都得到了便利和功能提高。在本设计中使用的是PT100的铂热电阻,它的电阻取决于热电阻的温度,所以把热电阻用于液压自动控制系统时,运行使用的过程中体现的测温原理如金属导体呈现的电阻特性一般与电流或电压成正比变化的关系,因其这一稳定变化的特性从而可以测量出温度以及与温度值相关的参数值。最后热电阻再进一步利用其输出信号大的优势通过引线传递方式将自身测得的电阻信号传送给计算机控制装置或者其它的二次仪表等。铂热电阻分别有两线制、三线制和四线制的接法,在进行温度测量的过程中总会存在一定的误差,我们在热电阻的两极部用导线连接的情况下,采用电阻信号导出的二进制连接模式,则在测量时会受其连接导线的影响存在引线电阻进而导致测量精度的降低。在温度测量过程中追求的是降低检测的误差,工业领域一般使用的是三线制接法,在生产区中尽力达到最优的使用效果,充分体现热电阻准确度高的优点,若在0时进行测温,当温度变化1则电阻值变化0.4,因此接线方式在工业领域上最为常用。2. 温度变送器选型温度变送器是一种很常见的元件,它广泛应用于现代智能系统中,它主要结构组成是热电偶、热电阻以及温度变送器模块。通常使用二线制连接模式,本身具有非线性校正电路,能够测量工业过程中-200+1900范围内的流体、气体介质等各种物质的温度2,它是把温度信号转变成和温度信号呈线性的420mADC电流输出信号,送给显示装置,调节记录仪表或计算机进行集散控制。它在石油化工行业、电力冶金行业、轻工食品等行业使用量最大,它为这些行业生产提供准确的实时数据,温度变速器输出信号能够和动圈仪表、数显仪表、记录仪表、调节器、计算机等配套设备进行数据通信,组成各种温度测量控制系统。本设计采用输出标准直流4-20mA的中蓝SBWZ型号的温度变送器,该元件具有小巧灵活的特点、重量轻、调试安装比较便捷、具有稳定的抗干扰能、便于信号传送,能够在-20-80范围的温度环境下安全稳定工作,其精度误差仅为0.2。3.压力传感器选型压力传感器是能感受压力信号,并将压力信号转换成标准输出的电信号的元气器。本设计根据液压控制系统和环境要求选择QDW90A-RG型号的压力传感器量程范围0-40MPa、工作电压DC24V、输出信号为4-20Ma,QDW90A-RG压力传感器探头处带有螺纹接口,压力传感器主要是安装液压管道上检测液压管道中油压压力,从而提高液压控制系统压力控制的精度。3.3 PLC选型及介绍1.PLC编程控制器的介绍PLC控制系统是在传统的继电器控制基础上发展而来的,它结合了电子智能技术、自动化控制技术、计算机技术、通信技术,PLC完全可以取代传统的继电器技术。它具有很好的可靠性,而且抗干扰能力强,广泛应用于各种严峻的工业生产环境。而且PLC控制器的通用性也非常高,可适用于各个不同的行业。其使用起来也非常方便,系统易于扩展,编程也很简单。而随着近年来电力电子技术、计算机技术等技术的飞速发展,对PLC控制技术也有了非常大的推动作用2。PLC控制器一般由CPU处理单元、I/O模块、通讯模块及一些功能模块构成。其结构比较灵活,可进行I/O模块扩展及功能模块扩展。可根据设计需要添加各种通讯模块,如Profibus通讯模块、Profinet通讯模块及Modbus通讯模块等。PLC控制系统在运行时分为三个阶段,第一阶段为信号采集阶段,该阶段采集PLC I/O模块所连接的各个数字量值及模拟量值。第二个结算为逻辑计算阶段,该阶段根据所采集的信号值及操作指令进行运算。第三个阶段为输出刷新阶段,该阶段将PLC逻辑运算结果输出到I/O 输出模块中以控制现场设备8。一个工作周期内每次都需要完成上述三个工作阶段。但是PLC的工作周期时间非常短。根据PLC I/O容量,PLC系统可分为三类小型、中型和大型。小型化PLC的I/O数据点一般在一百以内。中型的一般在一千点以内,大型系统可包括几万点。从PLC的构成结构,可划分为模块式和固定式。模块式控制系统中的CPU单元、I/O单元、通讯单元等为单元模块化,可根据实际需求进行优化合理使用。而固定式控制系统中,CPU单元、I/O单元、通讯单元一般集成在一起,不需要进行选型组合等工作。用户在使用时,可根据工艺和功能需求选取。22.PLC的选型在本次建筑模板液压机电气控制系统设计中,采用西门子小型S7-200系列PLC。该系列PLC在工业生产中有着广泛的应用。其为一体式结构,也可对I/O模块进行扩展,具有非常高的灵活性,所以能满足大部分工业生产中小规模的控制要求。其CPU单元的运算功能非常强大,I/O模块种类也非常齐全,其内置有高速计数、顺控指令、PID控制及定位指令等功能。根据控制系统点数需要选择合适的I/O点数,I/O点数选择后要留下10%15%的备用量。既可以满足系统控制要求,同时减少多余部分的浪费,又可以降低系统造价。本次课题设计中选用S7-200系列224XP型号的控制器。具有数字量DI输入14路DO输出点数10路,PLC224XP本身自带有2路模拟量输入和1路模拟量输出的功能模块,可满足本次设计需求,不需要对系统进行I/O模块进行扩展。3.4线路硬件的选型1.交流接触器:交流接触器的功能是连接负载设备的电源。负载设备可以频繁地连接或断开电机主电路。另外还具有远程操作功能和失压(或欠压)保护功能也具备。交流接触器的选择必须满足受控设备的工作电压、电流和负载功率、稳定性等各方面都需要考虑。低压泵电机M1工作额定电压为380V工作额定电流为16A,本设计选用CJX2-2511型号的交流接触器。高压泵电机M2工作额定电压为380V工作额定电流为8.4A,本设计选用CJX2-1211型号的交流接触器。2.热继电器:通过学习及总结相关经验来说热继电器的作用主要是保护电路和防止电气设备长时间出现过载现象,损坏电气设备和电路。电气设备长时间处于过载现象使电流增大热元件发热导致双金属片弯曲切断控制线路,起到保护电气设备和线路的作用。热继电器体积小巧,结构也异常简单,成本低廉基本可以忽略。在选型上根据控制系统电流、电压来选择合适本设计使用的选型,因此低压泵M1选用JR36-20型号的热继电器;高压泵M2选用JR36-63型号的热继电器。 3.5PLC硬件接线图3.5.1 主电路图根据本设计电气控制系统主电路有2台电动机、开关元件及短路保护和过载保护元件构成如图3-1所示:图3-1主电路图3.5.2 PLC外部接线图根据控制系统得出PLC硬件部分和文本显示屏外部接线图如图3-2所示:图3-2 PLC外部接线图3.6人机界面文本显示屏和触摸屏也称为图文控制器、图形操作和人机界面,触摸屏和文本屏幕是实现人机信息交互的数字设备3。随着社会科学技术的不断进步,使用触摸屏技术和交互式窗口的数字信息传输系统,结合最新先进的计算机技术,使用文本和图像、动画等方法直观生动地表达了各种各样的机器设备信息。而文本显示器只能够显示文本,文本显示器可以监控PLC程序控制电路上输入和输出端子状态。当输入I0和输出Q0端子的状态上传到文本显示器时,根据指示灯状态的变化显示出电气设备的工作状态。电气设备的当前温度和压力可以输入到PLC当前值,文本显示器可以通过PLC的当前值将温度、压力的数值通过寄存器和棒状图显示出来,此功能称为监控功能。文本显示器通过控制功能,可以在文本显示器面板上的按键向PLC发送数字量指令控制电磁阀开关,还可以通过按键输入修改PLC中寄存器的数值改变程序中的参数。根据控制系统使用环境、操作安全性能和经济成本综合考虑,本设计人机界面采用MD204L型号的文本显示器,文本显示器功能可以满足设计要求操作较为简单,价格低廉。触摸屏显示画面功能丰富操作简单方便,价格比较贵。由于工作环境灰尘比较多工作环境温度比较高,容易导致触摸屏屏幕脏污而造成误操作现象,文本显示屏主要是通过按键操作减少误操作的可能性。如图3-3图3-3文本显示器4 软件系统设计4.1编程软件的介绍S7-200系列PLC需要使用西门子公司的STEP7编程软件进行开发7。STEP7编程软件具有比较友好的开发界面,且提供了非常完善的开发功能,包括硬件组态、程序编制、通讯配置等。STEP7编程软件提供了多种编程语言可供开发人员进行选择,以适用不同的使用群体,包括指令表、梯形图、SFC等。各个编程语言可在编程视图中进行切换。STEP7软件还能对PLC的通讯网络如以太网进行通讯参数设定,并具有完善的网络诊断功能,在连接PLC时,能快捷的实现网络监控、程序的下载及上传等。如图4-1 图4-1编程软件4.2梯形图设计4.2.1 I/O口分配根据建筑模板液压机生产工艺设计电气控制系统I/O分配表元件名称输入地址元件名称输入地址启动按钮I0.0进汽手动自动切换I0.6停止按钮I0.1排水手动自动切换I0.7上限位开关I0.2报警开关I1.0下限位开关I0.3复位按钮I1.1热继电器I0.4温度传感器AIW0操作手动自动切换I0.5压力传感器AIW2元件名称输出地址元件名称输出地址低压泵电机Q0.0卸压电磁阀Q0.5高压泵电机Q0.1排水电磁阀Q0.6蒸汽电磁阀Q0.4蜂鸣器Q0.74.2.2梯形图1.网络2详细:I0.5开关是作用系统手动和自动切换,按下启动I0.0、上升沿接通M0.3复位系统初始化,M0.0得电自锁控制系开始工作。2.网络6详细:M0.0得电接通Q0.0低压泵运行当系统VD14值大于10MPa时Q0.0断开低压泵停止运行。网络3、5中M1.1、M2.1得电Q0.1、Q0.4得电高压泵、蒸汽阀开始运行,当VD14值大于30MPa、VD10温度大于200时高压泵、蒸汽阀停止运行进入M1.2、M2.2第一阶段保温保压5分钟后,M1.3、M2.3第二段保压5分钟,M1.4、M2.4第3段保压5分钟后开始卸压。3.网络9、10、11、12详细:保压时间完成T39得电接通Q0.5自动开始卸压,网络10是系统温度过高接通Q0.7报警I1.0是报警开关接通或关闭报警。网络11卸压完成接通下限位I0.3排水阀Q0.6得电排除汽管中的水蒸气,I0.7为排水阀手自动切换,网络12计数器C1是产量计数,网络1 采集控制系统中的温度和压力的数值转换成4-20mA的电流信号,通过AIW0和AIW2输入,VD10和VD14输出系统的温度和压力对系统保和保压控制。4.3文本屏显示器设置在本设计中文本屏的主要作用是结合PLC对液压机工作过程中的状态进行实时监控,同时显示液压机工作中的当前的温度、压力、产能及显示当前处于工作/停止状态,需要实现以上文本屏控制功能,设置文本画面需要TP200CN编程软件。TP200CN也是可编程文本屏MD204的组态软件工具。以下为文本显示器的操作显示及参数设置。文本屏一号页面为主页面,通过文本屏按键跳转到监控页面、参数设置页面进行操作。图4-2主页面文本屏二号页面为数据监控显示页面,显示液压系统当前温度、压力、产能和工作或停止状态。图4-3监控状态文本屏三号页面为参数设置页面,主要通过是文本显示屏修改定时寄存器中的数值,修改为板材生产工艺中所需要的保压定时时间。图4-4保压时间设置5 调试及结果分析6 结论与展望6.1 结论经过这次设计,我学到了很多东西,让我懂得了如何把知识转变为生产力的道理。这次毕业设计课题是基于PLC的20层450T建筑模板液压机电气控制系统设计,我选择了比较常见的德国西门子S7-200PLC作为控制核心,通过S7-200PLC数字量输入输出模块、模拟量输入模块来对整个建筑模板液压机控制系统进行设计,利用西门子STEP7编程软件进行开发系统控制程序,从而实现对建筑板液压机整个工作过程进行智能化,自动化控制。最终实现对温度、压力、时间的精准控制,提高生产质量和效率。经过这次疫情期间的努力研究与学习,系统理论上基本达到预期的要求,得到如下结论:(1)本次设计建筑模板液压机电气控制系统总体方案可行。系统硬件设计、软件程序设计均能实现功能要求,程序设计经过反复修改无明显漏洞,均能正确执行。本设计具有较高的可执行性。(2)在本次设计中硬件设计、软件设计均具有比较清晰的设计层次,使系统的维护和扩展性大大提高。(3)对系统进行了完整的实验测试
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