【正文】 。他們的愛和深切的期望，是我漫漫求學(xué)途中不懈前進(jìn)的源泉和動(dòng)力，他們默默的無私的支持幫我度過了所有的難關(guān)。祝愿每一位即將畢業(yè)的同學(xué)都有美好的前程。 步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)控制對(duì)板坯的軋制起緩沖作用，正常情況下自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)待軋時(shí)間過長時(shí)執(zhí)行踏步或停中位模式。采用當(dāng)前流行的雙交叉限幅控制策略來實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)饬髁亢涂諝饬髁康木_控制。本設(shè)計(jì)采用西門子300系列的315 2DP CPU做下位機(jī)，并用西門子組態(tài)軟件WINCC做上位機(jī)監(jiān)控。 加熱一段溫度空氣燃?xì)廒厔?shì)圖： 加熱二段溫度空氣燃?xì)廒厔?shì)圖： 均熱一段溫度空氣燃?xì)廒厔?shì)圖：： 保溫段溫度空氣燃?xì)廒厔?shì)圖第六章 結(jié)束語 本設(shè)計(jì)針對(duì)板坯加熱這個(gè)復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)的研究，進(jìn)行微機(jī)控制，采用了當(dāng)前流行的STEP7進(jìn)行下位機(jī)編程設(shè)計(jì)；。： 溫度控制監(jiān)控畫面 在溫度控制主畫面的下一層，有加熱爐加熱一段、加熱二段、均熱一段、均熱二段、保溫段的實(shí)時(shí)狀態(tài)和趨勢(shì)圖。： 溫度控制監(jiān)控畫面對(duì)整個(gè)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)過程的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了：步進(jìn)梁工作模式的顯示 步進(jìn)梁上升、前進(jìn)、下降、后退到位顯示 步進(jìn)梁的手動(dòng)單步操作：上升、前進(jìn)、下降、后退顯示 步進(jìn)梁的手動(dòng)正循環(huán)、逆循環(huán)、踏步、停中位顯示 溫度控制畫面監(jiān)控每段的溫度設(shè)定值和實(shí)時(shí)溫度顯示每段的燃?xì)饬髁吭O(shè)定值和燃?xì)鈱?shí)時(shí)流量每段的空氣流量設(shè)定值和空氣實(shí)時(shí)流量每段的溫度空氣燃?xì)鈿v史趨勢(shì)報(bào)警紀(jì)錄畫面進(jìn)行歷史報(bào)警的紀(jì)錄： 加熱爐步進(jìn)梁上位機(jī)WinCC監(jiān)控畫面組態(tài)設(shè)計(jì)步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)監(jiān)控畫面步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)監(jiān)控畫面主要包括三個(gè)部分：步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)顯示，步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)操作模式選擇，移動(dòng)到位顯示。（8）用戶管理器用戶管理器（user administrator）用來分配、管理、監(jiān)護(hù)用戶對(duì)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)的訪問權(quán)限。（6）全局腳本全局腳本（global script）是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員用ANSIC及Visual Basical編寫的代碼，以滿足項(xiàng)目的需要。（4）變量歸檔變量歸檔（tag logging）負(fù)責(zé)處理測(cè)量值，并長期存儲(chǔ)所記錄的過程值。（2）圖形編輯器圖形編輯器（graphics designer）用于設(shè)計(jì)各種圖形畫面。2． 空氣百分比計(jì)算 Air_flux_p=將加熱一段空氣流量實(shí)際值A(chǔ)ir_flux傳送到累加器AC1中，將加熱一段空氣剩余系數(shù)U傳送到累加器AC2中把兩者相除，所得的結(jié)果送到累加器AC1中，將加熱一段空氣燃?xì)獗菳傳送到累加器AC1中，同時(shí)CPU自動(dòng)把累加器AC1中的結(jié)果存入累加器AC2中，把累加器AC1中的結(jié)果除以累加器AC2中的結(jié)果，并把此結(jié)果存入累加器AC1中，將加熱一段空氣流量量程Gas_range傳送到累加器AC1中，同時(shí)CPU自動(dòng)把累加器AC1中的結(jié)果存入累加器AC2中；，把累加器AC1中的結(jié)果除以累加器AC2中的結(jié)果，把結(jié)果傳送到中間變量Air_flux_p中存起來。下面簡紹雙交叉限幅控制模塊FB120：1． 燃?xì)獍俜直扔?jì)算 燃?xì)獍俜直?將加熱一段燃?xì)饬髁繉?shí)際值Gas_flux傳入累加器AC1中將燃?xì)饬髁苛砍蘂as_range傳入累加器AC2中把兩者相除，所得的結(jié)果送到累加器AC1中。通過雙交叉限幅運(yùn)算后輸出兩個(gè)值：Air_out和Gas_out，把Air_out送到中間變量MD1001中，Gas_out送到中間變量MD1000中，將MD1000和MD9送入燃?xì)釶ID控制模塊，運(yùn)算的值送入加熱一段燃?xì)庠O(shè)定值輸出Gas_out_PV（QW6），將MD1001和MD8送入空氣PID控制模塊，運(yùn)算的值送入加熱一段空氣設(shè)定值輸出Air_out_PV（QW4）,送到空氣流量控制器根據(jù)此加熱一段空氣設(shè)定值輸出Air_out_PV（QW4）的大小調(diào)節(jié)空氣流量；煤氣流量控制器根據(jù)加熱一段燃?xì)庠O(shè)定值輸出Gas_out_PV（QW6）的大小調(diào)節(jié)煤氣流量。再把加熱一段空氣實(shí)際流量Air_flux（IW6）存入中間變量MD8，加熱一段燃?xì)鈱?shí)際流量Gas__flux（IW8）存入MD9,加熱一段空氣量程Air_range（IW10）存入MD10,加熱一段燃?xì)饬砍蘂as_range（IW12）存入MD11,加熱一段空氣剩余系數(shù)U（IW14）存入MD12,加熱一段空燃比B（IW16）存入MD13。功能塊FB1的編程為：把加熱一段溫度從 加熱一溫度（IW82）傳入CPU，存儲(chǔ)到中間變量MD6中，加熱一段溫度設(shè)定值從TC_set（IW4）傳入CPU,存儲(chǔ)到中間變量MD7中。加熱一溫度PID控制：當(dāng)加熱一PID控制（）得電時(shí)，調(diào)用”加熱一PID”功能塊FB1。總之全開度運(yùn)行的條件是在爐溫小于700度的時(shí)候，一般用于加熱爐剛工作的時(shí)候。將加熱一段溫度加熱一溫度（IW82）的模擬量存入MD5中，把MD5與700相比較（當(dāng)爐溫小于或等于700度時(shí)，生產(chǎn)線剛啟動(dòng)，進(jìn)行全開度控制（，使溫升速度最大）加熱一全開度控制（）；當(dāng)MD5大于700度時(shí)進(jìn)行加熱一段爐溫PID控制，驅(qū)動(dòng)中間繼電器加熱一PID控制（）。將空氣總管壓力（IW20）的模擬量傳送到中間變量MD1中與10進(jìn)行比較（10是空氣壓力低限值）如果MD1小于10，將空氣總管壓力低（）報(bào)警并切斷燃?xì)饪偣芎涂諝饪偣?。因?yàn)槊恳欢喂に嚵鞒毯涂刂频脑砘鞠嗤?，現(xiàn)以加熱一段為例簡述溫度控制PLC的軟件編程：在OB35的程序中先對(duì)燃?xì)饪偣軌毫Γ↖W18）進(jìn)行檢測(cè)，先將燃?xì)饪偣軌毫Γ↖W18）的字形式的模擬量傳送到中間變量”MD2”中，”MD2”是在OB35中定義的中間變量，把”MD2”設(shè)置為Real型，此時(shí)燃?xì)饪偣軌毫Γ↖W18）的字形式的模擬量自動(dòng)轉(zhuǎn)換成實(shí)型數(shù)，并存儲(chǔ)到”MD2”中。還需檢測(cè)空氣總管、燃?xì)饪偣艿膲毫?，?dāng)空氣總管壓力或燃?xì)饪偣軌毫^低時(shí)報(bào)警并切斷空氣總管和燃?xì)饪偣?，?dāng)任意段爐溫超限時(shí)，進(jìn)行爐溫超限報(bào)警并進(jìn)行相應(yīng)的處理。：本文設(shè)計(jì)了循環(huán)中斷組織塊OB35作為溫度控制的主程序，循環(huán)中斷組織塊OB35每隔100ms中斷一次，每一次對(duì)相應(yīng)的模擬量進(jìn)行采集，把采集回的字的形式的模擬量轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，并且儲(chǔ)存到中間變量中準(zhǔn)備進(jìn)行運(yùn)算。 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：模擬量輸入：加熱一段溫度（IW 82）、加熱二溫度（IW 84）、均熱一溫度（IW 86）、均熱二溫度（IW 88）、保溫段溫度（IW 90）、加熱一段溫度設(shè)定值（TC_set）、加熱二段溫度設(shè)定值（TC_set_2）（IW 24）、均熱一段溫度設(shè)定值（TC_set_3）（IW 38）、均熱二段溫度設(shè)定值（TC_set_4）（IW 52）、加熱一段空氣流量實(shí)際值（Air_flux）、加熱一段燃?xì)饬髁繉?shí)際值（Gas__flux）、加熱一段空氣流量量程（Air_range）、加熱一段空氣剩余系數(shù)（U）、加熱一段空氣燃?xì)獗?B) 、加熱一段燃?xì)饪偣軌毫?、加熱一段空氣總管壓力等。其控制原理與步進(jìn)梁手動(dòng)正循環(huán)，步進(jìn)梁手動(dòng)踏步，步進(jìn)梁手動(dòng)停中位原理類似。此時(shí)選中了步進(jìn)梁自動(dòng)模式。1．自動(dòng)模式選擇： 在系統(tǒng)啟動(dòng)的情況下，對(duì)”啟動(dòng)”（）進(jìn)行置位，此時(shí)按下”步進(jìn)梁自動(dòng)”按鈕（），啟動(dòng)自動(dòng)模式。其具體程序控制如下：按下中位停止，對(duì)步進(jìn)梁停中位指示燈進(jìn)行復(fù)位，并且驅(qū)動(dòng)下降（）線圈，步進(jìn)梁下降指示燈（），M8（），步進(jìn)梁下降電磁閥得電，步進(jìn)梁開始下降，直到碰到4位限位開關(guān)為止，4位限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)打開，斷開下降回路。這時(shí)步進(jìn)梁停在中位，與固定梁處在水平的位置。 步進(jìn)梁手動(dòng)踏步模式選擇 步進(jìn)梁上升 步進(jìn)梁前進(jìn) 步進(jìn)梁下降 延時(shí)3分鐘 步進(jìn)梁后退7手動(dòng)停中位運(yùn)行 停中位模式的選擇：在步進(jìn)梁手動(dòng)模式下，按下停中位按鈕（）（回路中串聯(lián)了急停（）中位停止（）的常閉觸點(diǎn)）時(shí)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)梁停中位指示燈（），M10（），此時(shí)手動(dòng)停中位模式啟動(dòng)。此時(shí)步進(jìn)梁后退電磁閥得電，步進(jìn)梁后退，等到后退到4位時(shí)碰到4位的限位開關(guān)，自動(dòng)分段后退回路，使后退（）線圈失電。此時(shí)步進(jìn)梁下降電磁閥得電，步進(jìn)梁下降，等到下降到3位時(shí)碰到3位限位開關(guān)，自動(dòng)分段下降回路，使下降（）線圈失電。此時(shí)步進(jìn)梁上升電磁閥得電，步進(jìn)梁上升，等到上升到1位時(shí)碰到1位限位開關(guān)，自動(dòng)分段上升回路，使”上升”（）線圈失電，與此同時(shí)1位限位的常開觸點(diǎn)閉合，開啟前進(jìn)回路（回路中串聯(lián)了2位限位（）等常閉觸點(diǎn)），驅(qū)動(dòng)前進(jìn)（）線圈，步進(jìn)梁前進(jìn)指示燈線圈（），M7中間繼電器（形成自鎖）。6手動(dòng)踏步運(yùn)行： 手動(dòng)踏步模式選擇：在步進(jìn)梁手動(dòng)模式下，按下”步進(jìn)梁踏步”按鈕（回路中串聯(lián)了急停（）停止（）停中位（）的常閉觸點(diǎn)）,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)梁踏步模式指示燈（），M5（），此時(shí)步進(jìn)梁踏步模式指示燈亮，選擇了手動(dòng)踏步模式。5步進(jìn)梁一周期運(yùn)動(dòng)： 在手動(dòng)模式下，按下步進(jìn)梁一周期運(yùn)動(dòng)按鈕，步進(jìn)梁自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)周期的正循環(huán)。此時(shí)步進(jìn)梁后退電磁閥得電，步進(jìn)梁后退，等到后退到4位時(shí)碰到4位的限位開關(guān)，自動(dòng)分段后退回路，使后退（）線圈失電，與此同時(shí)4位限位常開觸點(diǎn)閉合自動(dòng)啟動(dòng)上升回路，這就形成了步進(jìn)梁一周期的自動(dòng)控制，步進(jìn)梁不停的做正周期運(yùn)動(dòng)直到有急停信號(hào)和停止信號(hào)時(shí)（急停按鈕的常閉觸點(diǎn)（），停止按鈕（），手動(dòng)正循環(huán)運(yùn)行停止。此時(shí)步進(jìn)梁前進(jìn)電磁閥得電，步進(jìn)梁前進(jìn)，等到前進(jìn)到2位時(shí)碰到2位限位開關(guān)，自動(dòng)分段前進(jìn)回路，使前進(jìn)（）線圈失電，與此同時(shí)2位限位的常開觸點(diǎn)閉合，開啟下降回路（回路中串聯(lián)了3位限位（）等常閉觸點(diǎn)），驅(qū)動(dòng)下降（）線圈，步進(jìn)梁下降指示燈（）線圈，M14中間繼電器（形成自鎖）。3．手動(dòng)正循環(huán)： 在手動(dòng)模式下按下步進(jìn)梁正循環(huán)按鈕（）,當(dāng)步進(jìn)梁在4位，且沒有急停信號(hào)和停止信號(hào)時(shí)（急停按鈕的常閉觸點(diǎn)（），停止按鈕（）, 1位限位等串聯(lián)在回路中），驅(qū)動(dòng)”上升”（）線圈,”步進(jìn)梁上升指示燈”（）線圈，”M12”中間繼電器（形成自鎖）。2．手動(dòng)模式選擇： 在系統(tǒng)啟動(dòng)的情況下，對(duì)”啟動(dòng)”（）進(jìn)行置位，此時(shí)按下”步進(jìn)梁手動(dòng)”按鈕（），啟動(dòng)手動(dòng)模式。 在手動(dòng)控制下，本文設(shè)計(jì)了步進(jìn)梁正循環(huán)，步進(jìn)梁逆循環(huán)，步進(jìn)梁一周期運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)梁踏步，步進(jìn)梁停中位，步進(jìn)梁單步操作的控制模式。 數(shù)字量輸入：系統(tǒng)啟動(dòng)、系統(tǒng)停止；步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)方式選擇（步進(jìn)梁自動(dòng)、步進(jìn)梁手動(dòng)）；步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)方式（連續(xù)自動(dòng)、正循環(huán)、逆循環(huán)、踏步動(dòng)作、停中位、緊急停止）；步進(jìn)梁上升、步進(jìn)梁前進(jìn)、步進(jìn)梁下降、步進(jìn)梁后退、停止、0位限位、1位限位、2位限位、3位限位、4位限位、待軋10分、待軋30分。其中DB41是加熱一段燃?xì)獗尘癉B，其作用是為加熱一段燃?xì)釶ID控制提供數(shù)據(jù)；DB42是加熱一段空氣背景DB，其作用是為加熱一段空氣PID控制提供數(shù)據(jù)；DB43是加熱二段燃?xì)獗尘癉B，其作用是為加熱二段燃?xì)釶ID控制提供數(shù)據(jù)；DB44是加熱二段空氣背景DB，其作用是為加熱二段空氣PID控制提供數(shù)據(jù)；DB45是均熱一段燃?xì)獗尘癉B，其作用是為均熱一段燃?xì)釶ID控制提供數(shù)據(jù)；DB46是均熱一段空氣背景DB，其作用是為均熱一段空氣PID控制提供數(shù)據(jù)；DB47是均熱二段燃?xì)獗尘癉B，其作用是為均熱二段燃?xì)釶ID控制提供數(shù)據(jù)；DB48是均熱二段空氣背景DB，其作用是為均熱二段空氣PID控制提供數(shù)據(jù)；DB49是保溫段燃?xì)獗尘癉B，其作用是為保溫段燃?xì)釶ID控制提供數(shù)據(jù)。本文選用的功能塊FB4FB120,其中FB41是連續(xù)PID控制器，對(duì)每段的空氣和燃?xì)膺M(jìn)行PID控制；FB120是雙交叉限幅控制程序，保證了燃?xì)饬髁亢涂諝饬髁恐g的最佳配比