軋鋼生產線PLC控制系統設計畢業論文

《軋鋼生產線PLC控制系統設計畢業論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《軋鋼生產線PLC控制系統設計畢業論文（29頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、晉中學院本科畢業設計（論文題目軋鋼生產線PLC控制系統設計院專姓學系機械學院業機械設計制造及其自動化名鄭 鑫號1114112238學習年限2011年9月至2015年7月 指導教師翟曉華 職稱講師 申請學位 工學 學士學位年月日軋鋼生產線 PLC 控制系統設計學生姓名：鄭鑫 指導教師：翟曉華摘 要： 伴隨著社會的不斷進步 ,鋼材成為了社會生產建設的重要材料 其生產的方法也改變了很多。從原來的很多工人操作單軋機生產轉變成了 現在的鋼材連軋生產線。本文簡單闡述了軋鋼自動化的發展和現狀及軋鋼機的組成和分類 ,講 訴了軋鋼原理和生產工藝流程 ,介紹了 PLC 的基本組成、特點以及工作原 理,以及對基于西

2、門子 S7-200 系列 PLC 控制的自動軋鋼機系統進行了較為 細致的設計 .通過主回路 ,控制回路以及 I/O 分配的設計對 PLC 控制軋鋼機 的過程有了進一步認識 ,并對所用的設備進行了詳細的選型 ,而且對該控 制系統進行了軟件編程。關鍵詞： PLC 軋鋼機 控制系統Steel rolling production line PLC controlsystem designAuthors Name:zhengxin Tutor:zhaixiaohuaABSTRACT: As society progresses, the steel became important materials

3、 of the social construction, production technology has undergone great changes. Many workers operate from the original single-mill production transformed into steel rolling production line now.This paper briefly describes the development and current status rolling automation, complaint about the pri

4、nciples and rolling production process. Describes the basic components of PLC, characteristics and working principle.Through the main circuit, control circuit and I / O assignment design of the PLC control rolling mill process has been further understanding, the equipment used and a detailed selecti

5、on, and the control system software programming.KEYWORDS: PLC automatic rolling mill control system目錄引言 11 系統總體方案設計 11.1 系統控制要求 11.2 方案比較 21.3 方案選擇與方案論證 42 可編程控制器簡介 53軋鋼生產線PLC控制系統的硬件設計部分 73.1 電動機的選型 73.2 低壓控制電器的選型 73.3 變頻器選型 123.4 PLC的選擇（西門子PLC） 143.5 PLC的I/O分配表及其接線圖 154軋鋼生產線PLC控制系統的軟件設計部分 194.1 STE

6、P 基本介紹 194.2 STEP7 基本功能及組成 194.3 PLC程序梯形圖 214.4 語句表 23總結與致謝 24參考文獻 25引 言: 自動軋鋼機舊時使用繼電器來控制，但是這個線路控制系統容易出錯， 難以保修，工作的效率不是很高?，F代的軋鋼機要向連續-自動-專業-效率高來發展。 在現代來說，PLC控制系統慢慢的變成了大家用的最多的東西，是因為它具有下面幾 個主要的控制特點：1網絡化快速通訊；2系統響應速度快；3傳送工具更加的精確；4 確定工件的位置更加準確；5編制的軟件程序很可靠等。在以下設計中搭配有輸入輸出點的分配圖，接線圖，還有梯形圖和語句表。第 一步是設計輸入輸出點分配圖，它

7、能明確的表達出 PLC 的輸出和輸入點數，還能為 輸入輸出點接線圖做個參考。輸入輸出點接線圖在這個程序中挺重要的，能很好的 說明白這個設計。梯形圖是這個程序的中心思想，是在設計 PLC 時做的。語句表可 以很方便的輸入到 PLC 中，是以梯形圖為基準做的。還要做好硬件的選取和設計， 本文主要介紹了 S7-200PLC 控制系統在軋鋼中的應用以及系統硬件的主要配置。1 系統總體方案設計一個系統順利、穩定、高效的按照我們在軟件中編制的方案完成既定的任務是 我們每個設計人員最強烈的希望，但是，要達成這個希望首先便需要良好的系統總 體方案的支持，一個良好的系統總體方案給以后的軟件與硬件設計工作會帶來很

8、多 方便。下面就是我要說的系統總體方案設計的過程。1.1系統控制要求以下給出系統控制要求:1. 一次軋制控制按下啟動按鈕，電機Ml, M2旋轉，傳送帶1運轉。當檢測到傳送帶1有鋼板時, 鋼板檢測傳感器A控制電機M3, M4旋轉，傳送帶2運轉，經位置傳感器檢測到鋼板 傳送到初軋軋輥位置時，電磁閥 YV1 動作，初軋。當鋼板到達傳送帶2位置時，鋼板檢測傳感器B控制電機M1, M2停止運轉、傳 送帶1也停止運轉、電機M5帶動傳送帶3運轉，經位置傳感器檢測到鋼板傳送到精 軋軋輥位置，電磁閥YV2動作，開始精軋。鋼板傳送到傳送帶3時，鋼板檢測傳感器C動作，電機M3, M4停止，M5運轉， 以便傳送出物料

9、。按下停止按鈕，系統停止運行。2. 連續軋制控制在上述1、2程序的基礎上，當電機M5運轉時，電機Ml、M2帶動傳送帶1同時 運轉，如此連續循環軋制。按下停止按鈕，系統停止運行。具體的計數方法為： 在上述“1”程序的基礎上，當檢測傳感器 C 為 OFF 時， 電機 M5 停止運轉，電機 M1、M2 旋轉，傳送帶 1 運轉，循環整個軋制過程，并用計 數器記錄循環次數。按下停止按鈕，整個系統停止運行。1.2方案比較方案一：plc控制基本原理：設計的目的是為PLC的操作自動化系統是建立一個系統的軟件設計 方法.。該設計方法之所以成功，是因為分好幾部設計了軋鋼控制系統，這個研究主 要是想找到一種減少管理

10、控制軟件開發過程的方法，那樣可以縮減編程和調試的時 間，還有他們可能產生的變化，還提高了自動化控制的多變性。我們的目的是完善 目前關于個人經驗軟件開發商規劃方法的不足之處。在生產需要的前提下，許多的設備得有很多種運行的方式，比如手動的和自動 的，自動的還包含連續，單周期，步進，自動返回初始狀態集中運行的方式。而PLC 就可以完美實現這幾種方式，它可以單周期運行編制的程序，完成要求的制作；PLC 還可以點動控制電動機，在監測器或傳感器傳來信號時，PLC能迅速做出反應，及時 控制電動機和電磁閥做出相應的工作運行，最后完成所有的工步后，還可以再返回 來循環的運動這個系統。圖 1-1系統總體方案設計圖

11、方案二：單板機控制 基本原理：單板機是采用模塊化的方式來進行程序設計的，把許多個不同功能 的零件塊狀化，編制子程序來運行。先設計好運行的主程序，再決定附屬的程序和 子程序，它們用相對應的程序標志來代替。單板機是用 C 語言來設計程序的，盡量繞開使用匯編語言，還要多多考慮系統 的可靠性，增強其抗干擾能力。主程序設計用于所有電機的傳動，傳送帶的運行， 附屬的程序和子程序用來控制軋制鋼材，這個單板機是用中斷方式來運作的，根據軋鋼機 PLC 控制系統功能設置的原則和設置來說，確定單板機的硬件配置 及下面的功能：在第 1 個機架上設置傳送系統；第 2 個機架上設置檢測及傳感控制 系統；這個系統還要設置監

12、控及速度的設定控制。單板機內部包括位置和電流的調節，外部連接的晶閘管裝置和直流電機來控制 這個系統的運行，單板機也能進行位置的反饋和微調，方便于實現鋼材的傳送和軋 制。圖1-2單板機控制系統原理框圖1.3方案選擇與方案論證單板機早早的就出現了，可比單片機要早，在咱們的國家也就是再出來Z80、 PC1500的時候，現在用單板機的人已經不多了。單板機說穿了，還是單片機，就是 一塊小的電路板而已，它就是包含有單片機呀、接口電路呀、ADC呀、DAC等，把他 們呢縮在一個PCB上，它還是比較重視整體機這一個觀念的。用單板機直接控制軋鋼系統，研究的周期較長，研究的價錢高，而軋鋼工業控 制系統對于抵抗干擾的

13、能力必須要高，平穩放在第一位，并不是性能排在第一為， 所以單板機還需要逐漸的完善和改進。單板機的計算的本領與PLC差別很大，單板 機是針對性比較強的一種專業。要想其他人能更好的使用還得搭配一個專門的軟件, 非常的不方便。PLC是Programmable Logic Controller的縮寫，也就是可編程控制器。PLC其 實也是一種單片機，就是建立在MCU的基座刪的而已，它的系統內核，每個人都是 不一樣的，每個人都有自己獨自的操作系統，非常的安全。1. PLC作為控制系統是很可靠的，它是利用單片機組成的，有較強的通用性。2. 而單板機其實可以說是一種組合而成的電路，還得和其它的硬件及軟件構成

14、系統才能很好的使用，它的應用系統的使用的方面還是很大很廣的。3. 其實從工業方面的使用情況來看，對于比較單一，較少重復的工業項目來說 使用PLC更加的快速，也比較方便，PLC的可靠能力方面也是極好的，對干擾的抗性 很高，價錢也不是非常的貴。4. 對于那些數量多的工業項目來講，使用單板機來控制系統能做到價錢少，收 益多的特點，可是這要具有一定的研究開發能量和這個行業的經驗才能使系統平衡。因此，多想想各方各面，我最后還是選擇了第一個方案來用。2可編程控制器簡介可編程序控制器（PLC）是由很多種技術來支撐起來的，那些技術包括繼電器- 接觸器控制技術，計算機技術和現代通信技術?？删幊绦蚩刂破鞣浅５南冗M

15、，它內 部的主要中心是微處理器，用自己編好的程序來完成邏輯控制，計時和算術方面的 計算等，并通過數字量和模擬量的輸入/輸出（I/O）來控制各種生產過程。RUNSTOP .rr1內部處理通信服務輸入處理程序執行輸出處理圖2-1 PLC原理圖輸入電路中央處理單元(CPU )-jiAIF1r系統程序用戶程序電源存儲區存儲區輸出電路圖2-2 PLC硬件的基本結構3軋鋼生產線PLC控制系統的硬件設計部分3.1電動機的選型3.1.1軋鋼機主傳動電機的選擇作為軋鋼機主傳動電機,它應該滿足以下幾個特點：1能往復啟動、制動，能四象限運行；2. 過載能力好，能經受沖擊負荷；3調速性能好而且方便。由上面的幾個特點,

16、選擇三相籠型異步電機，電機型號為Y315M36,額定功率 P=132kW,I=245A,V=980r/min。3.1.2輥道電機的選擇輥道電機是傳動部分，選用型號為Y100L 6，功率P=1.5kW,額定電流 I=4A,V=940r/min。3.1.3壓下電機的選擇壓下電機用點動控制，選用型號為Y132M16,功率P=4kW,I=9.4A,V=960r/min。3.1.4冷卻泵的選擇AYB100冷卻泵適用于50Hz或60Hz, 一個相大的時候電壓為220V到240V或380 到420V，任選一個頻率和任選一個電壓?？梢越o機床或其他的工業設備提供降溫潤滑 的作用。冷卻液能挑下面的這些液體，比如：

17、皂化液、乳化液、輕礦物等其他液體。 冷卻泵在額定電壓時直接啟動。本次設計采用的AYB100冷卻泵,P=0.37KW,U=380V, 最大流量100L/m。3.2低壓控制電器的選型電器是一種能根據外面的信號變了，自己也會改變的，它還能自動的把電路弄 通或者是斷開，誰都可以控制包括電路或非電對象，不僅能控制它們還能切換或者 是保護它們不收損害，平時還可以一直的監視觀測著它們。低壓電器一般就是指那些在一定值額定電壓（交流1200V，直流1500V以下）內 工作的電器。我們品勢用的見的低壓電器還是有接觸器，繼電器，開關電器等它們 這些。低壓電器種類繁多，可以按照用處和控制設備來區分，有配電和控制2種電

18、 方器。3.2.1控制按鈕的選擇控制按鈕的機構還是很簡單的，大家控制起來也很容易，能用到很多的主令電 器里面。在PLC控制系統中，在平時也是把按鈕當PLC的輸入的信號元件來用。按鈕選擇的基本原則為：1. 不同的地方，不同的使用方法來決定選擇哪種按鈕，如嵌裝在操作面板上的按 鈕，可選用開啟式。2. 不同的工作的情況，選擇按鈕或指示燈顏色。3. 控制系統要用到多少來決定按鈕的數量。由上面的幾點，選用按鈕型號為LA25，U=500V，-400V,I=5A。3.2.2刀開關的選擇刀開關又稱閘刀開關或隔離開關，在生活中用的也很多，構造也是極簡單的一 種電器。選擇刀開關時要看秦楚電源是哪種類型的，電壓又是

19、什么級別的，通斷能 力的要求有些什么等。刀開關的額定電壓，額定電流應該 =電路的實際工作電壓和最大工作電流。不 同的電機也要謹慎小心的選好不一樣的刀開關，那樣會更加的安全的。所以本設計中，由上面的幾點，軋機主電機上的刀開關選用HS17-400/311,額定 U=380V,約定發熱I=400A,輥道電機上的刀開關選用額定電流為 I=15A,額定電壓 U=380V,可控制電機最大容量2.2kW的HK1系列膠開關;壓下電機選用額定I=30A,額 定U=380V,可控制電機最大容量4kW的HK1系列膠開關。3.2.3接觸器的選擇接觸器有很多種，因為驅動方式的不同，有一些接觸器是電磁式的，有一些永 磁式

20、的，還有一些氣動式和液壓式的，在現在來看還是電磁式的用的人多點。1.選擇接觸器的類型流過主觸點的不同的電流決定了選擇的接觸器的類別，就是挑一挑直流的或是 交流的。2選擇主觸點的額定電壓電磁線圈的額定U那是要跟它連接的控制電路的U 樣的。3選擇主觸點的額定電流接觸器的額定電流應該 =被控電路的額定電流，對于電動機可按公式：IC = P N/KU N(3-1)式中：IC是指接觸器的主觸頭電流(A)；K在上面的式子里是經驗系數，取11.4；P N是指電機的額定功率(kW)；U N是指電機的額定電壓(V)。4. 選擇接觸器吸引線圈的電壓交流的額定U=380/U=220V,直流接觸器線圈的額定U和直流控

21、制回路的電壓是 一樣的。根據以上要求左右輥道電機選擇的接觸器:經驗系數取1IC = P N/KU N = 1.5kW/380V = 3.95A(3-2)能挑CJ2010主觸頭I=10A，輔助觸頭I=5.2A。壓下電機選用的接觸器：經驗系數取1IC = P N/KU N = 4 kW/380V = 10.53A(3-3)能挑CJ2016主觸頭16A，輔助觸頭13A。3.2.4熔斷器的選擇熔斷器在生活中的使用也很方便，構造不復雜，價格也挺便宜的，專門用來保 護其它的電器。它也能在出現嚴重的過載現象或這是短路現象時，保護那些個電路 和用電設備，它突出的還是作短路方面的保護的。1.熔斷器類型選擇熔斷器

22、要挑的時候呢，就得看看是什么類型，額定電壓是多少，額定電流是多 少，還有熔體額定電流的挑選等內容。熔斷器的額定U應該=電路的工作U。熔斷器的額定I必須=所裝熔體的額定I。熔斷器的額定分斷能力必須電路中出現的最大短路I。2熔體額定電流的確定熔斷器是用來防止電路或用電設備出現過載現象和短路情況的，它的熔體的選 擇是根據保護的對象來確定的。對電動機一般按下式計算：對于單臺電動機：INF(1.52.5)INM(3-4)式中：INF在上面的式子是說熔體的額定I (A)；INM在上面的式子是說電動機的額定I(A)；對于較少次數啟動的電機，系數選擇1.5,還有那些常常的啟動的電機，因為啟動 時間比較費時，系

23、數選擇2.5。對于多臺電動機：INF(1.52.5)INMmax+EI M(3-5)式中：INMmax是指最大的電動機的額定電流(A)；刀I M是指其它的電動機額定電流的和，如果有照明系統，要一起算上，單 位為(A)。3熔管額定電流的確定熔體的額定電流確定后，就可以確定熔管額定電流，應該讓熔管額定電流=熔體 額定電流。本設計總熔斷器INF(1.52.5)INMmax+EI M =2.5X204A + 472.4A=982.4A(3-6)所以選用 RT17(NT4)/1000A/380V軋輥主電機回路上的熔斷器INF(1.52.5)INM = 2.5X245A=612.5A(3-7)所以選用 R

24、T16(NT3)/I=680A/U=500V。輥道電機回路上的熔斷器INF(1.52.5)INM = 2.5X4A=10A(3-8)所以選用RT0-50A/15A,其中熔斷體額定I=50A,熔體額定I=5A。壓下電機回路上的熔斷器INF(1.52.5) INM = 2.5X9.4A=23.5A(3-9)所以選用RT0-50A/30A,其中熔斷體額定I=50A,熔體額定I=5A。3.2.5熱繼電器的選擇熱繼電器有好多種作用，可以對電機進行過載保護，斷相及電流不平衡運行， 選擇哪種熱繼電器時還要充分思考電動機工作的地點，起動的情況，負載是哪種性 質，是否允許過載及過載的能力等因素。1.熱繼電器結構

25、形式的選擇電動機在選擇不一樣的時候，熱繼電器也得歡不一樣的，星形的電動機就得挑2 相或3相的，三角形的電動機就得挑帶斷相保護的3相的繼電器。2熱繼電器在返回時有個時間，那個時間的6倍，就是它用來保護的電動機在 真是的開啟的時間。平常的時候熱繼電器的那個返回的時間是額定電流的時候的運 行的時間的6倍的一半到十分之七。3. 選擇熱繼電器額定I使用下面的式子的：IN = (0.951.05) INM(3-10)式中：IN是指熱元件的額定I (A)；INM是指電動機的額定I(A)。對工作環境惡劣，起動頻繁的電動機，則按下式選取IN = (1.151.5)INM(3-11)對于軋輥主電機的熱繼電器來說I

26、N =(0.951.05)INM = 1X 245A=245A(3-12)所以選擇額定U=660V,額定I=250A的T型熱繼電器。對于輥道電機的熱繼電器來說IN =(0.951.05)INM = 1.05X4A=4.2A(3-13)所以擇額定U=380V,額定I=25A的JR20型熱繼電器。對于壓下電機來說IN =(0.951.05)INM = 1.05X9.4A=9.87A(3-14)所以也可以選擇額定U=380V，額定I=25A的JR20型熱繼電器。3.3變頻器選型為了使傳動系統能在平時的正常運行中不出問題，選好變頻器的型號是非常非 常的重要的，選擇以前，先看看為什么而選，生產機械是什么

27、類型的，調速范圍是 多少，明確好控制精度和起動轉矩等要求，在真正的確定了變頻器要用于什么特性 的設備或負載后，什么類型的也得挑一挑，再決定控制方式。變頻器在調速系統中的優點：1降低電力線路的電壓波動2控制電機的啟動電流3啟動時需要的功率降低4. 具有可控的加速功能5. 具有可調的轉矩極限6. 具有可調的運行速度7. 具有受控的停止方式8. 可逆運行控制9減少了機械傳動部件10.節能3.3.1 MM440 變頻器為什么要選擇MM440變頻器是因為它是利用了高級的矢量控制技術，內部有微 處理器控制。這都使他運行起來非常的可靠，功能也很多，它的開關頻率并不是固 定的，可以多樣化的來選擇，這樣能很好的

28、降低電動機在聲音方面造成的噪聲。MM440變頻器全面而完善的保護功能為其它電器和電動機提供了良好的保護。 MM440變頻器這個系列是可以很方便的控制電動機的速度和轉矩的，它的功率也有好 幾種，包括120W200kW (恒轉矩方式)或250kW (變轉矩方式)，型號也不少，讓大 家來選。該變頻器雖然是使用默認的工廠參數，但他能很快捷方便的控制傳動系統。就 是因為他這個包含很多方面的，完善的控制傳動系統的功能，所以呢，在設置好它 的一些本身內部的參數以后,MM440變頻器也能適用在很多種的電動機的控制系統中間。它既能用于單機驅動系統，也能控制自動化系統。3.3.2 MM440變頻器的特點1.主要特

29、性（1）易于安裝、設置參數和調試（2）牢固的EMC，電磁兼容性，設計（3）可由IT（中性點不接地）電源供電（4）對控制信號的響應式快速和重復的（5）參數設置范圍廣，確保它對廣泛的應用對象進行配置（6）具有多個繼電器輸出（7）具有多個模擬量輸出020mA（8）6個帶隔離的數字輸入并可切換為NPN/PNP接線（9）2個模擬輸入1）INl:010V,020mA 和-10+10V2）IN2: 010V, 020mA（10）兩個模擬輸入可以作為第7和第8個數字輸入（11）脈寬調制的頻率高 因為電動機運行的噪聲低（12）內置的RS485串行通信接口2性能特征（1）矢量控制1）無傳感器矢量控制 SLVC2）

30、帶編碼器的矢量控制 VC（2）Vf控制1）磁通電流控制（FCC），改善了動態響應和電動機的控制特性2）多點V/f控制（3）快速電流限制（FCL）功能，避免運行中不應有的跳閘（4）內置的直流輸入制動（5）符合制動功能改善了制動特性（6）加速/減速斜坡特性具有可編程的平滑功能（7）具有比例、積分和微分（PID）控制功能的閉環控制（8）各組參數的設定值可以相互切換1）電動機驅動數據組（DDS）2)命令數據組和設定值信號源(CDS)(9) 動力制動的緩沖功能(10) 定位控制的斜坡下降曲線3.4 PLC的選擇(西門子PLC)1.57- 200是一種很小的PLC,它應用在了現在的各種行業中，不僅能自動檢

31、測， 還可以實現自動控制的功能等；S7-300是應用于小型的模塊化的PLC系統，可以應 用于中等方面的設備的需要；S7-400就是應用于中、高檔的設備的可編程控制器。2西門子 PLC S7-200：S7-200是一種很小的PLC, S7-200系列具有很好很強大的控制功能，使它不論 在獨立自主方面，還是在網絡連接而成的系統方面都能很好的發揮其功能及效果， 因此S7-200可編程控制器具有很高的性價比。S7-200這種的PLC的功能很好的，在好多種自動化的系統中能好好發揮它的效 果。它使用的范圍也非常的廣，也包含許多簡單的繼電器的控制，很難的自動化控 制也行。應用的領域也是很全面的，包括了與自動

32、檢測，自動化控制有關聯的各種 領域，比如：注塑機，機床，磨床，印刷機，包裝生產等場合。3. S7-200系列主要有下面的幾個很優秀的特點：極高的可靠性極豐富的指令集易于掌握便捷的操作豐富的內置集成功能實時特性強勁的通訊能力豐富的擴展模塊4.57- 200系列PLC常用的4種CPU模塊： CPU221:本機數字量有6個輸入，4個輸出，擴展模塊數量為0,程序內部 和數據方面的容量比較小，計數的功能并不是很強，僅僅適合較少的點數或是特別 的控制系統來使用。 CPU222:本機數字量有8個輸入，6個輸出，擴展模塊數量為2,所以他的 應用到的地方就更多了。 CPU224/CPU224XP:本機數字量有1

33、4個輸入，10個輸出，擴展的模塊有7個，程序內部的容量是CPU224的2倍，數據方面的容量是CPU224的四倍，內部還 有小型時鐘，模擬量和計數能力變得更強了，是現代社會使用最多的S7-200系列產 品。CPU224XP自己內部帶有兩個模擬輸入模塊，一個模擬輸出模塊。 CPU226:本機數字量有24個輸入，16個輸出，程序內部的容量是CPU224 的2倍,數據方面的容量提高到了到1OKB,它還有2個RS-485又來接通信息的接口， 通信能力也是很強的，所以就在平時用在了那些多的點數，高的要求的小型化的或 是中型化的用來控制的系統。5. PLC的最終選型綜上考慮我最后選擇西門子S7-200 CP

34、U224XP,該型號的PLC數字量I/O 14 入/10出，再根據控制點的個數決定還需要多少輔助模塊。3.5 PLC的I/O分配表及其接線圖本系統的輸入信號有9個。輸入信號如表所示:表3-1控制信號工位名稱兀件符號地址輸入啟動按鈕SAI0.0停止按鈕SB1I0.1鋼板檢測傳感器ASR1I0.2鋼板檢測傳感器BSR2I0.3鋼板檢測傳感器CSR3I0.4位置傳感器1SR4I0.5位置傳感器2SR5I0.6手動清零SB2I0.7系統復位SB3I0.8輸出信號有6個，PLC輸出信號表如表所示:表3-2-完整版學習資料分享控制信號信號名稱兀件符號地址輸出傳送電機M1 M2KM1Q0.0傳送電機M3 M

35、4KM2Q0.1傳送電機M5KM3Q0.2接觸器KMQ0.3電磁閥YV1Y1Q0.4電磁閥YV2Y2Q0.5啟動按鈕 停止按鈕鋼板檢測傳感器A 鋼板檢測傳感器B 鋼板檢測傳感器C 位置傳感器1 位置傳感器2 計數手動清零系統復位I0.0Q0.0I0.1Q0.1I0.2Q0.2I0.3Q0.3I0.4Q0.4I0.5Q0.5I0.6Q0.6I0.7Q0.7I0.8Q0.8I1.0Q1.0S7-200CPU224XP-1 PLC的硬件接線圖S7-200CPU224XP圖3電機M1 M2 電機M3 M4_ 機 M5 IV觸器 二電磁閥YV1 磁閥YV2表3-3 元件清單列表編號代號元件名稱型號規格件

36、數作用1M三相籠型異Y315M3-6P=132KW1軋鋼機主傳動電機步電動機I=245AV=980r/min2M輥道電機Y100L-6P=1.5KWI=4AV=940r/min5帶動皮帶傳動3M壓下電機Y132M1-6P=4KWI=9.4AV=960r/min2軋制鋼材4冷卻泵AYB-1OOP=0.37KWU=380V1循環冷卻潤滑液之用5SB控制按鈕LA25U=500VI=50A2手動發出控制信號6QK刀開關HS17-400/311I=380V不頻繁接通和分斷電 路7KM接觸器CJ20-10/16主觸頭電流10/16A輔助觸頭5.2A/13A4自動切換 遠距離操作功能 失電壓保護功能8FU熔

37、斷器RT17（NT4）U=380VI=1000A9負載保護及短路電流9FR熱繼電器T/JR20660V/380V250A/20A8電動機的過載保護10KA中間繼電器JZ7-44I=5A5擴展觸點數量，實現 邏輯控制11變頻器MM440120W200KW高性能的矢量控制12PLCS7-200輸入點14輸出點101軋鋼功能的控制3-2 PLC控制系統示意圖編程裝置4軋鋼生產線PLC控制系統的軟件設計部分4.1 STEP基本介紹S7200可編程序控制器使用STEPMicro/WIN32編程軟件進行編程。STEP Micro/WIN32是在Windows的基礎上做的，它的功能強大，主要為用戶開發控制程

38、序 使用，同時也可實時監控用戶程序的執行狀態。它是西門子S7200用戶肯定要用到 的工具。4.2 STEP7基本功能及組成4.2.1基本功能STEPMicro/WIN32是西門子公司為了 S7-200PLC軟件專門設計開發的編程軟 件。這個軟件的功能很好很強大，界面友好，并且有非常方便的聯機幫助功能。我 們可以用這個軟件來開發PLC應用程序，它還能實現對用戶在執行狀態中的實時監 控。另外，它還可以直接用來設計PLC的工作的方法、運行的參數和監控等。4.2.2界面組成 主界面一般可分為下面的幾個區：1. 菜單條： 菜單條就是使用鼠標來單擊操作或者是用其他的熱鍵來操作，來打開各項菜單。2. 工具條

39、：它 可以提 供很簡單的用鼠 標來操作 的方式， 將我 們經 常用到的 STEP Micro/WIN32 操作用按鈕的方式來用到工具條上。3. 引導條： 引導條是可以進行窗口的快速切換，它是用按鈕來控制這一個功能的。4. 指令樹： 它可以提供所有的快捷操作命令，還有編程所要用到的 PLC 指令，能提供那些 所有的編輯指令的樹形狀的視圖。5. 輸出窗口： 輸出窗口是可以顯示 PLC 程序最后編譯的結果的內容的，還能用來檢測結果有 沒有錯誤及錯誤編碼和位置等。6. 狀態條： 它可以顯示軟件在執行過程中所處于什么樣的狀態下的信息。其主要提供操作 方面的詳細說明和運行過程中進展的指示。7. 程序編輯器

40、： 程序編輯器可以用梯形圖，語句表或功能圖表編輯器等來撰寫要用到的程序。8. 局部變量表： 它的內部包含我們關于局部的變量所進行的賦值。4.2.3程序編輯器的選擇在程序編輯器，包含了 3 種方式來進行程序的編制，分別使用梯形圖來編制， 用語句表來編制，用功能圖表來編制，因為梯形圖更能讓人一目了然的看到整個程 序的編制，所以我在此次設計中使用梯形圖來進行程序的編輯。4.3 PLC程序梯形圖程序段1：按下啟動按鈕，電機Ml, M2旋轉，傳送帶1運轉。按下停止按鈕，系統停止運行。03Q0.1 Q0.0程序段2：當檢測到傳送帶1有鋼板時，鋼板檢測傳感器A控制電機M3, M4旋轉，傳送帶 2運轉。Q0.

41、010.2Q0.2Q0.1程序段3：位置傳感器運作，電磁閥YV1動作，初軋。Q0.4程序段4：當鋼板到達傳送帶2位置時，鋼板檢測傳感器B控制電機M1，M2停止運轉、帶 動傳送帶1也停止運轉。I0.3Q0.1程序段5：經位置傳感器運作，電磁閥YV2動作，開始精軋。鋼板傳送到傳送帶3時, 鋼板檢測傳感器C動作，電機M3, M4停，M5運轉。10.6Q0.5| I0.4Q0.2程序段6：檢測傳感器C為OFF時，電機M5停止運轉，電機Ml、M2運轉，傳送帶1運轉, 循環整個軋制過程，并用計數器記錄循環次數。4.4語句表1LDNI 0.1停止按鈕2LPS邏輯入棧，分支電路的開始3LDI 0.0啟動按鈕4

42、OQ 0.3電機M5遠距離控制5ANQ 0.1電機M3,M4遠距離控制6=Q 0.0電機M1, M2運轉7LDQ 0.0電機M1，M2遠距離控制8AI 0.2鋼板檢測傳感器A運作9ANQ 0.2電機M5遠距離控制10=Q 0.1電機M3, M4運轉11LDI 0.5位置傳感器1運作12=Q 0.4初軋13LDI 0.3鋼板檢測傳感器B運作14=Q 0.1電機Ml, M2停止運轉15LDI 0.6位置傳感器2運作16=Q 0.5精軋17LDI 0.4鋼板檢測傳感器C運作18=Q 0.2電機M5運轉，M3, M4停止運轉19LDQ 0.2計數脈沖信號輸入20LDI 0.7復位脈沖信號輸入21CTU

43、C20，1增計數，設置計數值22LDC20計數值為1時接通Q0.323=Q0.3循環軋制過程總結與致謝本文是在翟曉華老師的悉心指導下完成的，翟老師為論文的撰寫提出了許多指 導性的意見,為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導和幫助。還有機械學院的全 體老師們，正是在你們所教授的專業知識基礎上，我才能更好的完成本次畢業設計。 在本文結束之際，特別向我敬愛的導師致以崇高的敬意和深深的感謝！經過近一段時間的努力，終于使我順利的完成了畢業設計。結合這四年所學到 的專業理論知識，使我無論是從PLC總體結構的設計,還是在PLC在軋鋼機控制系統 中的應用，都學到了很多有用的知識，為今后走上工作崗位打下了良好的

44、基礎，是 我人生經歷中的一項寶貴的經驗。實踐是最好的老師。我于本次畢業設計中不僅發現了自己的許多不足之處，并 將之糾正，還積累了豐富的知識，增強了對復雜問題的解決能力。在畢業設計不僅 要動腦，也要動手，是一個理論聯系實際的過程。這就需要我們仔細，周密的考慮 問題，不能馬虎大意，要綜合多方面的因素考慮。最后，我還想向所有曾經指導過我的老師，一直支持著我的家人，幫助過我的 同學表示深深的謝意。在此文中，如有什么不當之處，請各位老師和同學指正。參考文獻1 廖常初.S7-200 PLC編程及應用M.北京：機械工業出版社.20072 陳章平.PLC控制系統設計與應用M.北京：清華大學出版社.20093

45、廖常初.S7-300/400 PLC應用技術M.北京：機械工業出版社.20084 夏彤.大型軋鋼機交交變頻同步電動機調速系統研究D.重慶大學工 程碩士學位論文.2006:365 汪志鋒可編程序控制器原理與應用M.西安：西安電子科技大學出版 社.20046 馬寧 孔紅.S7-300 PLC和MM440變頻器的原理與應用M.機械工業出 版社.20087 鄭萍現代電氣控制技術M.重慶：重慶大學出版社.20098 西門子（中國）有限公.S7-200CN可編程序控制器產品目錄.20069 張萬忠可編程控制器應用技術M.北京：化學工業出版.200110 肖峰 賀哲榮.PLC編程100例M.中國電力出版社.

46、200911 戈東方電力工程電氣設計手冊J.北京：水利電力出版社.198912 張運剛 宋小春 郭武強從入門到精通-一西門子S7-300/400 PLC技 術與應用M.北京：人民郵電出版社.200713 鄒家祥 林鶴軋鋼機動力學設計J.重型機械.199714 葛志祺.軋鋼機現代設計理論J.冶金設備.199115 吳作宏軋鋼機用電刷的應用與選擇J.炭素.200416 佟純厚近代交流調速M.北京：冶金工業出版社.200817 王興偉.十二相同步電動機交交變頻調速系統的研究D.華中科技 大學.200518 尉冰娟.交一交變頻同步機系統的諧波分析及治理方案研究D.重 慶大學.200519 霍啟軍.大功率交交變頻同步電動機磁場定向矢量控制系統的設 計與應用D.山東大學.200620 盧艷軍 任立義聞邦春.基于軟件PLC的I/O控制研究J.機械制 造.2005.07 1121 機電一體化技術手冊編委會.機電一體化技術手冊S.北京機 械工業出版社.1999.722 黃永紅.電氣控制與PLC應用技術M.北京機械工業出版社.2013.723 何超.交流變頻調速技術M.北京北京航空航天大學出版 社.2006.824 劉華波.西門子S7-300PLC編程與應用M,機械工業出版社，2010.725 瞿彩萍.PLC應用技術M.北京.中國勞動保障出版社.2010.7