【正文】 對(duì)材料的精度要求日益提高，產(chǎn)品的高精度就需要設(shè)備朝高精度方向發(fā)展；出于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的考慮，以及軋制技術(shù)的日漸成熟，軋機(jī)的幅面迅速擴(kuò)大，比如用于包裝袋的鋁箔的寬度需求已達(dá)到1800mm以上，對(duì)寬幅鋁箔的需求量正呈高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。1．大型化方面增大鋼錠或帶卷重量。2．高速化方面軋鋼設(shè)備高速化是機(jī)械制造和自動(dòng)控制技術(shù)水平不斷提高的結(jié)果，另外，軋鋼設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)以適應(yīng)高速化需要液是一個(gè)重要方面。在我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的發(fā)展中，今后一個(gè)時(shí)期在適當(dāng)建設(shè)現(xiàn)代化新企業(yè)、新裝備的同時(shí)，大力進(jìn)行原有設(shè)備的技術(shù)改造的和更新挖潛，逐步提高大型化、高速化、連續(xù)化和自動(dòng)化的水平是擺在軋鋼工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)[5]。 其次，對(duì)低壓電氣元件進(jìn)行選型；對(duì)交流電機(jī)和變頻器進(jìn)行選型，設(shè)計(jì)出變頻調(diào)速電路； 對(duì)速度、位移等傳感器進(jìn)行選型與應(yīng)用設(shè)計(jì)；對(duì)PLC進(jìn)行選型，并設(shè)計(jì)出PLC系統(tǒng)I/O擴(kuò)展模塊和功能模塊以及系統(tǒng)主程序和功能子程序。有電機(jī)潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)軋鋼機(jī)械設(shè)備的組成可分為兩大類：主要設(shè)備和輔助設(shè)備。輔助設(shè)備種類繁多，車(chē)間機(jī)械化程度越高，輔助設(shè)備所占整個(gè)車(chē)間機(jī)械設(shè)備總重比例也越大。前者有初軋機(jī)、軌梁軋機(jī)、中厚板軋機(jī)等。二輥軋機(jī)組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：從煉鋼廠送過(guò)來(lái)的連鑄坯，首先是進(jìn)入加熱爐，然后經(jīng)過(guò)初軋鋼設(shè)備從平爐出來(lái)的鋼錠也可以成為鋼板，但首先要經(jīng)過(guò)加熱和初軋開(kāi)坯才能送到熱軋鋼設(shè)備上進(jìn)行軋制，先經(jīng)過(guò)除磷到初軋，經(jīng)輥道進(jìn)入精軋軋鋼設(shè)備，機(jī)前裝有測(cè)速輥和飛剪，切除板面頭部。軋制將結(jié)束時(shí)軋機(jī)減速，當(dāng)鋼帶尾部到達(dá)機(jī)前卷取機(jī)位置時(shí)，機(jī)組停車(chē)，第一道次結(jié)束。在軋制過(guò)程中，應(yīng)盡可能少調(diào)速，以保證軋制的穩(wěn)定性，從而達(dá)到厚度偏差的均一性。傳感器檢測(cè)軋輥速度和鋼板位移，PLC系統(tǒng)能控制主軋機(jī)起、停和傳送帶的運(yùn)行方向，同時(shí)還能檢測(cè)到各個(gè)電機(jī)的故障現(xiàn)象，減小了傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，減少了硬件和控制線路，極大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性[8]。選擇PLC，應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。控制系統(tǒng)程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作安全、可靠的關(guān)鍵。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制對(duì)象?？紤]到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝和改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。定義強(qiáng)調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。它能完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴(kuò)充”。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。目前全世界有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車(chē)（23%）、糧食加工（%）、化學(xué)/制藥（%）、金屬/礦山（%）、紙漿/造紙（%）等行業(yè)[10]。但是與其它國(guó)家相比，在機(jī)械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國(guó)大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS，在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場(chǎng)是廣闊的。但是PLC也有它自己的特點(diǎn)，PLC在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。其中，CPU是PLC的核心；輸入單元/輸出單元是CPU與現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備之間的接口電路；通信接口用于連接編程器、上位計(jì)算機(jī)等外部設(shè)備。輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫(xiě)入輸入狀態(tài)寄存器。 PLC工作原理圖 PLC的特點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長(zhǎng)期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語(yǔ)言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，只要具有一定的電工和工藝的知識(shí)的人員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短用繼電接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫(huà)出電氣原理圖，然后畫(huà)出繼電器屏的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來(lái)十分不便。易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。本次自動(dòng)軋鋼機(jī)I/。一般而言，小型PLC掃描時(shí)間為1020ms/kb。通常的計(jì)算方法是：I/O點(diǎn)數(shù)8(開(kāi)關(guān)量)+100模擬量通道數(shù)(模擬量)+120(1+采樣點(diǎn)數(shù) )(多路采樣控制)。通常，獨(dú)立式的點(diǎn)均價(jià)格較高，如果實(shí)際系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)之間不需隔離可考慮選擇后兩種。進(jìn)行開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選型時(shí)必須根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中的要求綜合考慮。其模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、和易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7200成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的方案。此外，S7200系列PLC還具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。4AI、2路熱電阻輸入和4路熱電偶輸入。輸出信號(hào)的電壓范圍是177。 電機(jī)及其專用驅(qū)動(dòng)器選型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。 開(kāi)卷機(jī)運(yùn)輸電機(jī)選型開(kāi)卷機(jī)運(yùn)輸電機(jī)是驅(qū)動(dòng)部分，根據(jù)工藝要求選取交流電機(jī)，其轉(zhuǎn)速可調(diào)控。AYB100冷卻泵適用于50Hz或60Hz（單相時(shí)電壓220~240V）380~420V任一頻率和任一電壓。本次設(shè)計(jì)選用AYB100冷卻泵，其額定電壓為380V，最高揚(yáng)程5m，最大流量100L/m。這次選用的電機(jī)型號(hào)是A027124，轉(zhuǎn)速為100r/min，額定電流2A。按鈕的工作原理很簡(jiǎn)單，對(duì)于常開(kāi)觸頭,在按鈕未被按下前,電路是斷開(kāi)的,按下按鈕后,常開(kāi)觸頭被連通,電路也被接通；對(duì)于常閉觸頭，在按鈕未被按下前，觸頭是閉合的，按下按鈕后，觸頭被斷開(kāi)，電路也被分?jǐn)?。選用LED指示燈：AD16，額定電壓：24380(V),額定功率：5100(W)。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。變頻器MM420為我們提供了很好的BOP控制面板具體如下圖： 變頻器MM420控制面板 傳感器的選擇檢測(cè)元件即傳感器，本次設(shè)計(jì)用到兩種檢測(cè)元件，壓力傳感器檢測(cè)軋輥壓力檢測(cè)，速度傳感器檢測(cè)運(yùn)行的速度。 　 性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，如稱重式機(jī)械杠桿稱，由于杠桿、刀口等部分互相摩擦產(chǎn)生損耗和變形，欲長(zhǎng)期保持其精度是相當(dāng)困難的，采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器制成的電子泵、汽車(chē)衡、軌道衡等，能在惡劣的環(huán)境條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。電源部分一般都采用直流穩(wěn)壓電源。經(jīng)過(guò)整流橋后直流電壓V () 選擇整流二極管流經(jīng)二極管的平均電流 ()二極管承受的最大反向電壓V ()可選用2CZ55B整流二極管(允許最大電流IF=1000mA，最大反向電壓VRM=50V)。 經(jīng)過(guò)濾波后的電壓VL2再經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器W7824電路輸出為24 V。C4是為了改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，消除高頻噪聲。整流電路整流電路的作用是利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?，將正?fù)交替的正弦交流電壓整流成為單方向的脈動(dòng)電壓，但是，這種單向脈動(dòng)電壓往往包含著很大的脈動(dòng)成分，距離理想的直流電壓還差得很遠(yuǎn)。 顯示部分的設(shè)計(jì)TD200文本顯示器是所有SIMTICS7200系列操作界面問(wèn)題的最佳解決方法。TD200C允許用戶建立特別的可定制的面板設(shè)計(jì)，另外增加的一整套新的功能使TD200C成為更加強(qiáng)大的文本顯示器。因此，控制系統(tǒng)的模塊化、網(wǎng)絡(luò)化已是發(fā)展的必然趨勢(shì)。每個(gè)操作柱的按鈕、指示燈等直接接入各自臺(tái)內(nèi)的遠(yuǎn)程子站，現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)元件和電動(dòng)執(zhí)行元件就近接入附近的現(xiàn)場(chǎng)控制箱。軋機(jī)的控制系統(tǒng)包括1臺(tái)PLC和1個(gè)觸摸屏式操作屏。為了方便管理人員對(duì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的使用，在主操作臺(tái)設(shè)置了一臺(tái)HMI（人機(jī)界面），管理人員查看工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中與操作相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以對(duì)權(quán)限內(nèi)的一些內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置與修改。在控制方式上，主機(jī)為速度控制，給整個(gè)軋機(jī)提供穩(wěn)定的線速度基準(zhǔn)。根據(jù)控制功能，速度設(shè)定有點(diǎn)動(dòng)功能，用于故障處理；穿帶速度設(shè)定，用于生產(chǎn)前軋機(jī)穿帶；軋機(jī)線速度設(shè)定，用于正常軋制。就卷取機(jī)系統(tǒng)而言，若忽略電動(dòng)機(jī)的空載損耗，則有如下關(guān)系: MD=CMφI=FD/2i ()式中：MD為電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；φ為電動(dòng)機(jī)磁通；I為電動(dòng)機(jī)額定電流；CM為機(jī)電時(shí)間常數(shù)；F為卷取機(jī)張力；D為卷徑；i為機(jī)械減速比。是卷徑計(jì)算需要的一個(gè)重要變量。在軋機(jī)的控制系統(tǒng)中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)起著十分重要的作用。自動(dòng)軋制的實(shí)現(xiàn)大大減少了手動(dòng)操作和人為因素對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響。本設(shè)計(jì)中，手動(dòng)操作方式作為自動(dòng)軋機(jī)的備用功能。 STEP7的整體介紹 STEP7的組成S7—200可編程控制器使用STEP7—Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。為了生成用戶所寫(xiě)程序，STEP7提供了標(biāo)準(zhǔn)的PLC編程語(yǔ)言：語(yǔ)句表（STL）、梯形圖（LAD）、順序功能流程圖（SFC）、功能塊圖（FBD）。(4)符號(hào)表：允許程序員用符號(hào)來(lái)代替存儲(chǔ)器的地址，符號(hào)地址便于記憶，使程序更容易理解。 編輯器簡(jiǎn)介(1)梯形圖編輯器STEP7的梯形圖編輯器可以像組裝電子布線圖一樣編輯程序，是許多PLC程序員和維護(hù)人員喜歡選擇的方法。因?yàn)槭怯肅PU語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，語(yǔ)句表編輯器還提供了梯形圖編輯器和邏輯模塊圖編輯器沒(méi)有的功能。IEC指令集不支持語(yǔ)句表語(yǔ)言，只能使用SIMATIC指令集。功能塊圖編輯器能用于SIMATIC和IEC11313指令集。當(dāng)仿真剛開(kāi)始的時(shí)候，將各個(gè)模塊安放在各自工作的地方，根據(jù)前面的I/O的確定，將所需的端口進(jìn)行檢測(cè)，并將設(shè)計(jì)好的程序?qū)氲絇LC中，啟動(dòng)上電，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)程序的編程以及人工的進(jìn)行參數(shù)的調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)性的需求可以進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到所需的目的。電機(jī)啟動(dòng)冷卻泵，潤(rùn)滑泵，延遲10s啟動(dòng)。通過(guò)本章的介紹，可以更加深入的了解整個(gè)設(shè)計(jì)的工作運(yùn)行，很好的闡述了其中的原理。通過(guò)對(duì)自動(dòng)軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅掌握了自動(dòng)軋鋼機(jī)的基本工作原理，對(duì)自動(dòng)軋鋼機(jī)的發(fā)展也有了一定的了解。參考文獻(xiàn)[1] ：電氣自動(dòng)化[J].電子商務(wù)，2005，3(3)：6466. 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[11] [J].自動(dòng)化設(shè)備，2005（10）.就是再忙，指導(dǎo)老師也經(jīng)常把我們叫到跟前悉心教導(dǎo)。為我們即將進(jìn)入社會(huì)打下了良好的基礎(chǔ)。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。論文密級(jí)：□公開(kāi) □保密（___年__月至__年__月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_______ 導(dǎo)師簽名：______________年_____月_____日 _______年_____月_____日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定）本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺