【正文】 小車上料自控系統(tǒng)設計 教學時間： 20xx 年 3 月 1 日至 20xx 年 6 月 7 日 畢業(yè)設計內(nèi)容及要求： 課題內(nèi)容 ： 根據(jù)已確定的《 基于西門子 S7200 的高爐小車上料自控系統(tǒng)設計 》課題進行調(diào)研。 對基于西門子 S7200 的高爐小車上料自控系統(tǒng)設計的研究成果后期維護和完善做出提議和說明 課題要求： 題目：應簡短、明確、 有概括性，可分為主標題和副標題。 緒論：應說明課題的來源、目的、意義，對本課題已有研究情況的評述。 進度安排： ***學院畢業(yè)論文 III 20xx225 到 20xx329(第 0— 4 周 )：完成相關的調(diào)研，寫出調(diào)研報告。 20xx63 到 20xx614(第 14— 15 周 )：答辯準備并參加畢業(yè)答辯。之 后用三維力控組態(tài)軟件實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)控，設計過程大體為畫力控組態(tài)的畫面組態(tài)、數(shù)據(jù)庫的建立以及動化連接等，完成三維力控組態(tài)軟件PC 與 PLC 的通訊，設計設計好組態(tài)之后，在力控組態(tài)畫面上可以實現(xiàn) PLC 運行狀態(tài)顯示。高爐上料自動化系統(tǒng)主要解決以下幾方面的問題：在工藝上要保證自動化系統(tǒng)能夠正確的按照料單進行配料，并且能安規(guī)定的順序把料送進高爐；在電氣設計上要保證系統(tǒng)有一定數(shù)目的檢測點，以保證給控制器能夠?qū)斎氲男盘栕鞒鰷蚀_的處理并進行對外控制；在軟件上要保證監(jiān)控系統(tǒng)的準確可靠性。為高爐的穩(wěn)定，高產(chǎn)創(chuàng)造了技術和設備條件。 國際電工委員會 IEC 在 1985 年的 PLC 標準草案第 3 稿中，對 PLC 作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。具有體積小、功能強、程序設計簡單、靈活通用、維護方便等優(yōu)點。 CPU 222是 S7200 家族中低成本的單元，通過可連接的擴展模塊即可處理模擬量。 CPU224 輸出 280mA， CPU 22 CPU 226XM 輸出 400mA 可用作負載電源。支持 PPI、 MPI 通信協(xié)議，有自由口通信能力。 （ 5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿做出響應。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 （ 10）高速計數(shù)器 CPU221/222有 4個 30KHz 高速計數(shù)器， CPU224/226/226XM 有 6個 30KHz的高速計數(shù)器 ，用于捕捉比 CPU 掃描頻率更快的脈沖信號 西門子 S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 在本設計中由于工程不大以及實際需求功能上考慮， S7200 系列性價比高，所以 選擇 S7200PLC。 ***學院畢業(yè)論文 4 PLC 編程介紹 用戶的 PLC 程序可以用梯形圖語言或指令表語言編寫。梯形圖程序仿真電路中電流的流動，通過一系列的邏輯輸入條件，決定是否有邏輯輸出。這些液壓缸的缸筒采用導磁性弱、隔磁性強的材料，如硬鋁、不銹鋼等。頂出到位檢測（ ）、縮回到位檢測（ ）均是這種傳感器。觸點閉合或斷開時發(fā)出電控信號，在PLC 的自動控制中，可以利用該信號判斷頂出及縮回缸的運動狀態(tài)或所處的位置，以確定活塞桿是否被頂出或返回。 磁性開關有藍色和棕色 2 根引出線，使用時藍色引出線應連接到 PLC輸入公共端，棕色引出線應連接到 PLC 輸入端。電渦流效應是指，當金屬物體處于一個交變的磁場中，在金屬內(nèi)部會產(chǎn)生交變的電渦流，該渦流又會反作用于產(chǎn)生它的磁場這樣一種物理效應。 圖 電感式接近傳感器工作原理框圖 光電傳感器 “ 光電傳感器 ” 是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。光接收器的敏感元件將檢測出這種變化，并轉(zhuǎn)換為電氣信號，進行輸出。 漫射式光電開關是利用光照射到被測物體上后反射回來的光線而工作的，由于物體反射的光線為漫射光，故稱為漫射式光電接近開關。 圖 光電式接近開關 原理 組態(tài)軟件 組態(tài)軟件介紹 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領域的廣泛應用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設備和過程監(jiān)控裝置在***學院畢業(yè)論文 8 工業(yè)領域的應用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。 . 2 組態(tài)軟件系統(tǒng)構(gòu)成 按照系統(tǒng)環(huán)境劃分，從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的：系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境：是自動化工程設計工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應用程序的系統(tǒng)生成工作 所必須依賴的工作環(huán)境。系統(tǒng)運行環(huán)境由若干個運行程序組成，如圖形界面運行程序、實時數(shù)據(jù)庫運行程序等。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應用程序，當現(xiàn)場（包括硬件設備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級 。 每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設備（ PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的 I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡功能的工程，不受行業(yè)限制。 (2)開發(fā)系統(tǒng)（ Draw） 開發(fā)系統(tǒng)是一個集成環(huán)境，可以創(chuàng)建工程畫面，配置各種系統(tǒng)參數(shù)，啟動力控其它程序組件等。 (5) I/O 驅(qū)動程序（ I/O SERVER） I/O 驅(qū)動程序負責力控與 I/O 設備的通信。通過力控在兩臺計算機之間，使用 RS232C 接口，可實現(xiàn)一對一（ 1： 1 方式）的通信；如果使用 RS485 總線，還可實現(xiàn)一對多臺計算機（ 1： N 方式）的通信，同時也可以通過電臺、 MODEM、移動網(wǎng)絡的方式進行通信?？刂撇呗陨善髋c力控的其它程序組件可以無縫連接。運行過程中，按下急停按鈕，小車立即停止運行，按下停止按鈕，得完成一個周期后才能停止。 網(wǎng)絡二 按下啟動按鈕，運行控制子程序順序狀態(tài)繼電器 之一，并調(diào)用運行控制子程序。 網(wǎng)絡一 順序狀態(tài)繼電器 開始。 網(wǎng)絡五 正轉(zhuǎn)上行交流接觸器得電，電機正轉(zhuǎn)，小車上行，撞到上限位開關后，正轉(zhuǎn)上行交流接觸器失電，電機停轉(zhuǎn)，小車停住，調(diào)用卸料子程序，檢測到卸料完成，跳入 順序狀態(tài)繼電器 。 網(wǎng)絡一 ***學院畢業(yè)論文 17 頂出電磁閥得電，小車開始翻斗，頂出到位后，頂出電磁閥復位，回縮電磁閥得電，小車開始回縮復位，回縮到位后，回縮電磁閥復位， 小車翻斗卸料完成。 動畫連接 由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止不動的 ， 需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達到過程實時監(jiān)控 的目的。 對于大多數(shù)簡單的應用系統(tǒng)， 力控 的簡單組態(tài)就可完成。如圖 （ b） ***學院畢業(yè)論文 19 設定通訊參數(shù)，如波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位。編譯無錯誤的之后打開設備，將程序下載到 PLC 中。在程序正常運行中，可能會產(chǎn)生非致命錯誤（如尋址錯誤），此時 CPU 產(chǎn)生非致命錯誤代碼。將該指令強制調(diào)試成“ 1”。打開組態(tài)軟件，運行該項目。 二，要設計好一個項目，必須要有一個整體的概念，而不是單純的從一個方面進行設計，考慮全局才能更加優(yōu)化設計過程。 ***學院畢業(yè)論文 23 致謝 時間過得真快，大學三年已經(jīng)接近了尾聲，當開始寫這篇論文時 ，自己也意識到大學三年美好的時光即將畫上完滿的句號。 首鋼工學院，這里嚴謹?shù)膶W風、優(yōu)美的校園環(huán)境使我大學三年過的很充實和愉快。沒有吳老師的細心指導，這篇論文是不可能完成的。 ***學院畢業(yè)論文 24 參考文獻 [1]廖常初 ,PLC編程及應用 [M],機械工業(yè)出版社 ,20xx； [2]吳作明，工控組態(tài)軟件與 PLC 應用技術 [M]，北京航空航天大學出版社，20xx； [3]王永華，現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術 [M]，北京航空航天大學出版社，20xx； [4]戴仙金，西門子 S7200系列 PLC應用與開發(fā) [M]，中國水利水電出版社，20xx [5]劉建清，從零開始學電氣控制技術與 PLC技術 [M]，國防工業(yè)出版社，20xx [6]汪曉平， PLC 可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導航 [M]，北京人民郵電出版社， 20xx. [7]梁森，自動檢測與轉(zhuǎn)換技術 [M]，機械工業(yè)出版 社， 20xx. ***學院畢業(yè)論文 25 附錄 高爐小車上料所有程序 主程序 ***學院畢業(yè)論文 26 運行控制子程序***學院畢業(yè)論文 27 裝料子程序 卸料子程序