【正文】 產(chǎn)品，目前有SIMATICS7400/300/200系列產(chǎn)品；GE公司的產(chǎn)品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。讀取輸入執(zhí)行用戶程序處理通信要求自診斷檢查改寫輸出RUN狀體讀取輸入處理通信要求自診斷檢查改寫輸出STOP狀體 各階段處理任務(wù) PLC的循環(huán)掃描工作對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號(hào)做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。 PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本是一致的，可以簡單的表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。而采用PLC控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在PLC到貨前進(jìn)行，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。 進(jìn)行PLC選型時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：I/O點(diǎn)數(shù)問題當(dāng)控制對(duì)象I/O點(diǎn)在60點(diǎn)之內(nèi)，I/O點(diǎn)數(shù)比為3:2時(shí)選用整體式(小型)PLC較為經(jīng)濟(jì)。中型PLC掃描時(shí)間在10ms/kb以下。點(diǎn)數(shù)問題前面所說，點(diǎn)數(shù)是影響PLC選型的重要因素，同樣在進(jìn)行I/O模塊的選型時(shí)也必須根據(jù)具體點(diǎn)數(shù)的多少選擇恰當(dāng)?shù)腎/O模塊。S7200系列所具有的多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。CPU選擇CPU224，CPU224的輸入/輸出為14/10。10V，電流范圍是0~20mA。電機(jī)型號(hào)是YCT1604B的，額定電流是3A，轉(zhuǎn)速是1000r/min。DRBL60ZZ系列電動(dòng)潤滑泵適用于潤滑點(diǎn)多，分布范圍廣，給油頻率高的干油集中潤滑系統(tǒng)。由于控制電路工作的需要，一只按鈕還可帶有多對(duì)同時(shí)動(dòng)作的觸頭。若對(duì)通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用不當(dāng)，往往會(huì)使通用變頻器不能正常的運(yùn)行、達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。壓力傳感器，壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。本設(shè)計(jì)使用的是24V直流穩(wěn)壓電源。 穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓器W7824系列，其中電容C2用以抵消較長線路的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，電容C3用以減小電路的高頻噪聲，～1 μF， μF。濾波器濾波器由電容、電感等儲(chǔ)能元件組成。 TD200C安裝向?qū)?本章小結(jié) 本章對(duì)自動(dòng)軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)進(jìn)行分配；對(duì)PLC、CPU進(jìn)行了介紹并進(jìn)行了選擇；同時(shí)對(duì)擴(kuò)展模塊EM231，EM232進(jìn)行了介紹；對(duì)電機(jī)和低壓電器進(jìn)行了選型；對(duì)電源進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。這些遠(yuǎn)程IO通過現(xiàn)場以通訊的方式連入主控室內(nèi)的PLC主站。HMI和工程師站都連接在以太網(wǎng)上，通訊介質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)5類線，RJ45接頭，通訊速率為100Mbit/s。按照線速度相等的原則以轉(zhuǎn)速的形式分配給各傳動(dòng)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速測量的精度與脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)及采樣時(shí)間有關(guān)，在轉(zhuǎn)速恒定的情況下，脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)越多，采樣時(shí)間越長，測量精度越高。本設(shè)計(jì)采用了完善的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，配合工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)軋制。SIMATIC工業(yè)軟件STEP7是用于西門子SMC7系列可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)工具。(5) 狀態(tài)表：用來觀察程序執(zhí)行時(shí)指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到PLC，僅僅是監(jiān)控用戶程序運(yùn)行情況的一種工具。這種基于正文的概念和匯編語言程序設(shè)計(jì)很相似。使用可擴(kuò)展的與或框簡化了繪制復(fù)雜的輸入組合。： 自動(dòng)軋鋼機(jī)電機(jī)啟動(dòng)后仿真示意圖電機(jī)運(yùn)行后，在HIM界面輸入給定值，其變化規(guī)律是，電機(jī)速度小，其頻率變大，速度大時(shí)，頻率變小，以此來達(dá)到變頻的目的，： 自動(dòng)軋鋼機(jī)電機(jī)變頻運(yùn)行仿真示意圖在運(yùn)行過程中，若有故障發(fā)生，傳感器將識(shí)別出，然后傳給PLC，PLC將做出緊急停止反應(yīng)，并發(fā)出聲光報(bào)警，： 自動(dòng)軋鋼機(jī)系統(tǒng)故障仿真示意圖本設(shè)計(jì)其仿真很多就不一一列舉了，但上述內(nèi)容均為其重要的，她包含了電機(jī)啟停，電機(jī)變頻運(yùn)行，故障緊急停止等等。自動(dòng)軋鋼機(jī)主要用PLC控制程序，使我對(duì)PLC有了更深入的了解，使用的廣泛性及其重要性，PLC技術(shù)的出現(xiàn)給現(xiàn)代控制領(lǐng)域帶來了一項(xiàng)新的改變。 [12] 趙紅梅，[J].科技資訊，2009（3）.在這里我向所有老師們表示深深得謝意和崇高的敬意。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象?；厥姿哪?，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無盡的難舍與眷戀。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國知識(shí)資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。在這四年學(xué)習(xí)期間，我的老師無私耕耘、孜孜教誨，讓我們學(xué)到了很多書里和書外的知識(shí)。 [10] [J].中國科技縱橫，2010（18）.和實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高了我檢閱文獻(xiàn)資料，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都是我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富；并且意志品質(zhì)力，抗壓能力和耐力也都得到了不同程度的提升。 自動(dòng)軋鋼機(jī)運(yùn)行前仿真示意圖將程序載入后，按運(yùn)行按鈕，開卷機(jī)、取卷機(jī)、軋輥電機(jī)變頻啟動(dòng)。圖解式邏輯門線路的表達(dá)對(duì)理解程序流程有益。(2)語句表編輯器語句表編輯器是用指令編寫程序。(3)系統(tǒng)快：用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，例如存儲(chǔ)器的斷電保持范圍、PLC的輸出狀態(tài)、模擬量與數(shù)字量輸入濾波值等。生產(chǎn)過程中可隨時(shí)進(jìn)行一定的手工干預(yù)，并且可隨時(shí)由自動(dòng)狀態(tài)切換到手動(dòng)狀態(tài)。全自動(dòng)軋制是指輸入來料卷材及產(chǎn)品數(shù)據(jù)后自動(dòng)生成軋制表，自動(dòng)按照軋制表進(jìn)行各道次軋制，軋機(jī)可自動(dòng)進(jìn)行加減速，并且通過參數(shù)自學(xué)習(xí)可不斷改善軋制參數(shù)。(1)線速度的測量通過PLC系統(tǒng)讀取卷取機(jī)前的偏導(dǎo)輥上的脈沖編碼器進(jìn)行計(jì)算而獲得的。速度設(shè)定是以主機(jī)為線速度基準(zhǔn)速度，通過設(shè)定工作輥的直徑與減速箱的減速比，從而給出電機(jī)的轉(zhuǎn)速給定值。通訊介質(zhì)為光纖，通訊速率為10Mbit/s。在本系統(tǒng)中，為了控制的方便性，在現(xiàn)場設(shè)置了遠(yuǎn)程IO子站。鍵盤設(shè)計(jì)可選擇多達(dá)20種不同形狀、顏色、字體的按鍵，背景圖像可以任意變化。因此常常需要將電網(wǎng)電壓先經(jīng)過電源變壓器，然后將變換以后的副邊電壓再去整流、濾波和穩(wěn)壓，最后得到所需要的直流電壓幅值。F/60V的電解電容器。電源部分是PLC的動(dòng)力中心，它為CPU及擴(kuò)展模塊供電。在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器MM420。 正確選擇通用型變頻器對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行時(shí)至關(guān)重要的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最合適。主要用來發(fā)布操作命令，接通或開斷控制電路，控制機(jī)械與電氣設(shè)備的運(yùn)行。 泵在額定電壓時(shí)直接起動(dòng)。它具有體積小、轉(zhuǎn)矩高、振動(dòng)低等優(yōu)點(diǎn)。 EM231的結(jié)構(gòu)圖 EM232的介紹擴(kuò)展模塊EM232的額定電壓為24V DC，電流0~20mA，還有一些相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，包括功耗為2W，光耦隔離：500V AC每分鐘，尺寸（寬高深）為468062mm，重量為186g?！　PU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 本設(shè)計(jì)選擇了Siemens的模塊化中小型PLC系統(tǒng)S7200，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。確定PLC的型號(hào)以后，就必須對(duì)各種模塊進(jìn)行選型，開關(guān)量模塊的選型主要涉及到如下幾個(gè)問題:外部接線方式問題I/O模塊一般分為獨(dú)立式、分組式和匯點(diǎn)式。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間問題系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間也是影響PLC選型的重要因素之一。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實(shí)現(xiàn)延時(shí)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強(qiáng)制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印、及報(bào)表生成等功能。輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。 PLC的掃描全過程 PLC的硬件組成PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口、電源等幾部分組成。PLC通電后，首先對(duì)硬件和軟件作一些初始化操作，初始化反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)（見圖31）?！　≡赑LC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺(tái)套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣?！　≡谝愿淖儙缀涡螤詈蜋C(jī)械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作；另外還有與順序、時(shí)序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制；以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的——離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖。MAMA2啟動(dòng)按鈕潤滑、冷卻電機(jī)啟動(dòng)變頻器PLC 可 編 程 控 制 器否開卷機(jī)結(jié)束MAMAMA5啟動(dòng)按鈕 鋼板運(yùn)輸、軋輥電機(jī)啟動(dòng)軋輥軋制卷取機(jī)傳感器數(shù)據(jù)傳至PLC檢測故障報(bào)警 自動(dòng)軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖根據(jù)軋鋼機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，基于PLC軋鋼控制系統(tǒng)采用主要由上機(jī)、下位機(jī)等組成。 軋鋼機(jī)設(shè)備模擬示意圖軋制過程中，如果發(fā)現(xiàn)鋼帶邊部有缺陷將影響到高速軋制，則當(dāng)缺陷部位經(jīng)過軋輥時(shí)；操作工按一下操作臺(tái)上的按鈕，將其缺陷位置信號(hào)輸入PLC系統(tǒng)。從煉鋼廠出來的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼設(shè)備去進(jìn)行軋制以后，才能成為合格的產(chǎn)品。它分為可逆式和不可逆式。(4)指示、報(bào)警功能包括：電路故障報(bào)警，按故障性質(zhì)發(fā)出停機(jī)報(bào)警信號(hào)等，報(bào)警形式有燈光和鈴聲報(bào)警?；緝?nèi)容：首先，做好控制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，做好設(shè)計(jì)方案。冷軋卷重達(dá)60噸，線材盤重已達(dá)24噸。洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院正在開發(fā)的2400mm（1+1）式鋁帶熱軋機(jī)、2500mm六輥冷軋機(jī)、2000mm鋁箔軋機(jī)、高速鋁箔軋機(jī)以及銅帶精軋機(jī)等一批具有世界先進(jìn)水平的軋機(jī)正在設(shè)計(jì)和制造之中。1728 年英國設(shè)計(jì)出生產(chǎn)圓棒材用的軋機(jī)。隨著我國軋制加工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國軋制加工設(shè)備也經(jīng)歷了一個(gè)自主開發(fā)－引進(jìn)－學(xué)習(xí)借鑒－國產(chǎn)化的往復(fù)循環(huán)過程。工作機(jī)座——由軋輥、軋輥軸承、機(jī)架、軌座、軋輥調(diào)整裝置、上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。軋機(jī)主要由幾組軋輥構(gòu)成，軋輥是一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的輥?zhàn)樱瑑蓚€(gè)輥?zhàn)又g形成一定形狀的縫或孔，鋼坯通過軋輥就成為一