【正文】 現(xiàn)在，我們面臨畢業(yè)，將要離開這個令人懷念的校園，大家都要參加工作，以后見面的機會也不多，愿我們的友誼地久天長！在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我極大的幫助，在這里請再次接受我誠摯的謝意。感謝溫永志、張磊、李金等同學(xué)對我的指點和幫助。 真心感謝我的父母至始至終對我無微不至的照顧，你們是我前進道路上最大的動力。致 謝 感謝我的導(dǎo)師王榮林老師，他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的高尚師德、嚴以律己寬以待人的崇高風(fēng)范深深影響了我。平時我們只能從性能的角度來討論問題，經(jīng)濟性能方面的問題有所提及，但是涉及的非常少。從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：可編程控制器的原理及應(yīng)用、電機電氣等；在進行設(shè)計的同時，我還學(xué)到了許多新的知識。如今，PLC已經(jīng)從傳統(tǒng)的機械自動控制設(shè)備，擴展到工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域之中：遠程維護服務(wù)系統(tǒng)、中小型過程控制系統(tǒng)、監(jiān)視節(jié)能控制系統(tǒng)，以及與生活、環(huán)境存在相互關(guān)聯(lián)的機器中，在我看來并有均有急速上升的趨向。： 割炬電機反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn) 結(jié)束語通過4個多月的基于西門子PLC火焰自動切割系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計，基本上在規(guī)定的時間內(nèi)完成了指導(dǎo)老師和學(xué)校下達的任務(wù)。手動操作部分：，電機開始反轉(zhuǎn)，電機停止轉(zhuǎn)動。該程序輸入為T45。其中，電磁閥失電，液壓缸停止運動。當(dāng)手動操作時，電磁閥的得電，液壓缸帶動小車回原位；當(dāng)按下停止按鈕時，電磁閥失電，液壓缸停止運動。各個失電延時繼電器 T45，T44，： 失電延時計時器 （17）回程缸得電與失電。： 3輥電機指示燈 （16）各個失電延時繼電器 T45，T44，T43。當(dāng)割炬電機過載時，該指示燈閃爍發(fā)亮。： 3輥電機啟動與停止 （15）3輥電機過載報警指示燈。自動運行時，當(dāng)系統(tǒng)獲得切割完畢信號時，3輥道電機開始正轉(zhuǎn)，當(dāng)計時器T41達到器設(shè)定值后，計數(shù)器常閉變?yōu)槌ｉ_，3輥道電機停止轉(zhuǎn)動。得電延時繼電器T41。該程序分為自動與手動控制電機的正轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)。當(dāng)按下電機割炬電機停止按鈕時，指示燈停止閃爍。2輥電機過載報警時。程序中串入的熱繼電器起到保護電機的作用，當(dāng)電機過熱時，熱繼電器動作，斷開電路，避免燒毀電機。得電延時繼電器T40。該程序分為自動與手動控制電機的正轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)。當(dāng)按下電機割炬電機停止按鈕時，指示燈停止閃爍。1輥電機過載報警時。程序中串入的熱繼電器起到保護電機的作用，當(dāng)電機過熱時，熱繼電器動作，斷開電路，避免燒毀電機。手動操作是：，電機開始正轉(zhuǎn)；，1輥道電機停止轉(zhuǎn)動。；。： 割炬過載指示燈 （10）1輥電機正轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)。當(dāng)割炬電機過載時，該指示燈閃爍發(fā)亮。： 警鈴報警圖 （9）指示燈報警梯形圖。程序中還串入了各個電機停止按鈕。： 割炬電機接觸器得電與失電 （8）蜂鳴器報警梯形圖。手動操作部分：，電機開始正轉(zhuǎn)，電機停止轉(zhuǎn)動。輸入部分有得電延時計數(shù)器T39，其設(shè)定值為4S。手動操作：，預(yù)熱氧電磁閥得電，預(yù)熱氧開，預(yù)熱氧電磁閥關(guān)閉；，預(yù)熱氧電磁閥也失電。程序中串入了停止按鈕，；，其設(shè)定時間為4S。： 預(yù)熱氧電磁閥得電與失電 （6）切割氧信號梯形圖。手動操作：，預(yù)熱氧電磁閥得電，預(yù)熱氧開，預(yù)熱氧電磁閥關(guān)閉；，預(yù)熱氧電磁閥也失電。T43設(shè)定時間為2S，T39設(shè)定時間為2S。： 預(yù)熱乙炔電磁閥得電與失電 （5）預(yù)熱氧信號梯形圖。手動操作：，預(yù)熱乙炔電磁閥得電，預(yù)熱乙炔開，預(yù)熱乙炔電磁閥關(guān)閉；，預(yù)熱乙炔電磁閥也失電。T44設(shè)定時間為2S， T38設(shè)定時間為2S。： 夾緊缸得電與失電 （4）預(yù)熱乙炔電磁閥得電與失電。手動操作時，夾緊缸電磁閥得電夾緊鑄坯，電磁閥失電，夾緊缸松開鑄坯；，電磁閥也失電，夾緊缸松開鑄坯。該程序既可以實現(xiàn)手動操作，又可以實現(xiàn)自動操作。： 手動自動選擇 （3）夾緊缸夾緊與松開。當(dāng)按下手動按鈕時，手動指示燈亮，當(dāng)按下自動按鈕時，自動指示燈亮。： 系統(tǒng)啟動 （2）手動與自動的選擇。當(dāng)按下啟動按鈕時，系統(tǒng)得電，啟動指示燈亮，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。 鑄坯火焰自動切割系統(tǒng)PLC控制程序設(shè)計 信號繼電器的程序設(shè)計：作為技術(shù)成熟的PLC，在西門子S7200程序庫中，有著相當(dāng)成熟的功能模塊，例如常見的運算、比較、觸發(fā)、計數(shù)、定時器等模塊，本文在設(shè)計中，充分合理利用這些模塊，對在程序中應(yīng)用較重要的信號進行了設(shè)計。按下割炬小車反轉(zhuǎn)按鈕，小車開始沿路返回，待小車回到初始位置時，按下割炬電機停轉(zhuǎn)按鈕。與此同時，在關(guān)閉3輥道電機的后，需按下切割氧失電按鈕，其次是預(yù)熱氧失電按鈕，接著是預(yù)熱乙炔失電按鈕，用來關(guān)閉各個供氣管道，使火焰熄滅。接著依次按下預(yù)熱乙炔按鈕、預(yù)熱氧按鈕和切割氧按鈕，然后按下割炬電機正轉(zhuǎn)按鈕，此時眼前按切割系統(tǒng)開始沿著鑄坯切口進行切割。火焰自動切割系統(tǒng)即完成一次流程，等待下一次切割。在夾緊缸松開鑄坯后，動作有二，其一：返回缸電磁閥得電，返回缸帶動切割小車回原位，當(dāng)小車達到原位時，返回缸電磁閥失電，返回缸停止運動。另一路為：切割氧電磁閥失電，切割氧管道停止供應(yīng)切割氧，延時2秒，預(yù)熱氧電磁閥失電，預(yù)熱氧管道關(guān)閉，再延時2秒，預(yù)熱乙炔電磁閥失電，預(yù)熱乙炔管道關(guān)閉，停止供應(yīng)乙炔氣體。當(dāng)切割完畢后，分為兩個分支，一路為：3輥道接觸器得電，其對應(yīng)輥道電機開始正轉(zhuǎn)，切割完畢的鑄坯隨著輥道向后運輸，計時30秒后，2輥道的接觸器失電，2輥道電機停止轉(zhuǎn)動，3輥道繼續(xù)正轉(zhuǎn)。接著延時2秒，預(yù)熱氧電磁閥得電，預(yù)熱氧管路接通，通過點火，乙炔與氧充分燃燒，對鑄坯邊緣處開始預(yù)熱。 數(shù)字量擴展模塊EM221 I/O地址分配 接著我又對數(shù)字量擴展模塊進行了地址分配，其I/： EM221 I/O分配表 信號輸入 地址 信號輸出 地址 切割完畢 割炬電機反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn) 割炬原位 電機過載警鈴 小車原位 割炬電機過載 1輥電機過載 2輥電機過載 3輥電機過載 鑄坯火焰自動切割系統(tǒng)控制流程圖設(shè)計 鑄坯火焰自動切割系統(tǒng)的流程圖分為手動部分和自動部分，其具體流程為：當(dāng)系統(tǒng)收到得電定尺信號后，夾緊缸電磁閥得電，夾緊缸開始夾緊鑄坯，切割小車和鑄坯一塊向前運動。在第一掃描周期，TON和TOF被自動復(fù)位，定時器位為OFF，當(dāng)前值為0?？捎脧?fù)位指令復(fù)位定時器。接著定時器IN輸入端的輸入電路接通時定時器位變?yōu)镺N，當(dāng)前值被清零。定時器分1ms，10ms和100ms三種分辨率，分辨率取決于定時器型號，定時器的設(shè)定時間等于設(shè)定值與分辨率的乘積。當(dāng)當(dāng)前值達到設(shè)定值后，當(dāng)前值并不停止計數(shù)，；當(dāng)輸入電路切斷后，定時計數(shù)器復(fù)位，清零當(dāng)前計數(shù)器的值。 通電延時定時器指令的基本原理是：當(dāng)通電延時定時器輸入端的輸入電路接通時，定時器便開始定時。： 常開接點 LAD元素 參數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) 說明 地址1/1 地址 BOOL,TIMER,COUNTER I,Q,M,T,C,L,D 要檢查信號狀態(tài)位 常閉接點 LAD元素 參數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) 說明 地址1/1 地址 BOOL,TIMER,COUNTER I,Q,M,T,C,L,D 要檢查信號狀態(tài)位 定時器指令 定時器可以提供等待時間或監(jiān)控時間,定時器還可產(chǎn)生一定寬度的脈沖，亦可測量時間。 所用指令介紹 梯形圖邏輯指令 輸出指令把狀態(tài)字中邏輯運算結(jié)果的值賦給指定的操作數(shù)，此時的輸出指令要與線圈一一對應(yīng)，當(dāng)驅(qū)動線圈的觸點線路接通上，線圈通過“能流”，此時與指定位對應(yīng)的映像寄存器顯示為1，不然就是0。 系統(tǒng)手動控制要求 按下啟動按鈕，啟動指示燈亮，轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“手動”位，手動指示燈亮；按下夾緊缸電磁閥得電按鈕，夾緊缸夾緊，鋼坯與切割小車同步向前；按下預(yù)熱乙炔電磁閥得電按鈕，預(yù)熱乙炔開啟；按下預(yù)熱氧電磁閥得電按鈕，預(yù)熱氧開啟；按下切割氧電磁閥得電按鈕，切割氧開啟；按下切割炬電動機正轉(zhuǎn)按鈕，切割炬向前開啟；切割完畢后，接下來操作其一是按下3啟動按鈕，3輥道電機開始正轉(zhuǎn)，再按下3輥道停止按鈕，各個輥道電機能夠停止轉(zhuǎn)動。： 電氣原理圖5 鑄坯火焰自動切割系統(tǒng)軟件設(shè)計 鑄坯火焰自動切割系統(tǒng)控制要求 系統(tǒng)自動控制要求 按下啟動按鈕，啟動指示燈亮，轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“自動”位，自動指示燈亮，定尺系統(tǒng)發(fā)出定尺信號，夾緊缸電磁閥得電，夾緊鋼坯，切割車與鋼坯同步向前；延時2S后，預(yù)熱乙炔電磁閥得電，開啟預(yù)熱乙炔；延時2S后，預(yù)熱氧電磁閥得電，開啟預(yù)熱氧；延時4S后，切割氧電磁閥得電，切割炬電機正轉(zhuǎn)，切割炬車開啟，開始切割；到達割炬切割完畢限位后，接下來動作其一是：3輥道電機開始正轉(zhuǎn)，30秒后，2輥道電機停止正轉(zhuǎn)，再過4S后，3輥道電機停止轉(zhuǎn)動。其中要求割炬電機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，輥道電機可以正轉(zhuǎn)。該電氣系統(tǒng)特點：（1）采用熔斷器，實現(xiàn)了短路保護，防止電動機突然流過短路電流而引起電動機繞組及機械上的嚴重損害；（2）采用自動空氣斷路器，不僅能實現(xiàn)短路保護，還可以實現(xiàn)長期過載保護、失壓保護；（3）采用熱繼電器，對電機進行長期過載保護。所以只要通過準確識別鑄坯的頭和尾，并提取出位置信息像素點和與之相對應(yīng)的實際位置)，就可以實現(xiàn)鑄坯定尺精度的控制與切割[17]。紅外攝像機具有固定的視場范圍，它以20幀左右每秒的速度采集視場范圍內(nèi)的圖像信息，將掃描到的圖像傳輸?shù)接嬎銠C中進行相應(yīng)的處理：首先將掃描到的圖像信息化為768 576的點陣圖像，每點相當(dāng)于一個像素，每一個像素就相當(dāng)于現(xiàn)場的一塊小空間，具體數(shù)值可通過比例來調(diào)節(jié)。當(dāng)達到鑄坯運動到切割長度位置時，紅外攝像定尺系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)信號通過I/O控制卡命令切割機來控制切割系統(tǒng)動作。： 紅外攝像定尺系統(tǒng)結(jié)框圖 紅外攝像機是安裝在現(xiàn)場的特定地方，需在現(xiàn)場先標定掃描初始位置，然后根據(jù)相關(guān)的工藝要求標定切割長度的最終地方，此切割的長度是由攝像機掃描進入計算機的，通過在紅外攝像定尺測控系統(tǒng)的軟件中標定出來。而軟件部分包括：紅外攝像連鑄坯定尺測控系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)庫查詢和動態(tài)存儲軟件，WinCC（與PLC或上位機聯(lián)網(wǎng)時需要），XP或Vista操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)處理和通訊傳輸軟件。在這個系統(tǒng)中，包括有軟件和硬件兩個部分。： 數(shù)字量擴展模塊 紅外定尺技術(shù)簡介 為解決本次的火焰自動切割系統(tǒng)的定尺精度問題中我采用的是紅外攝像定尺技術(shù)。其中CPU226的數(shù)字量I/O為24入/16出，EM223為8輸入8輸出點的數(shù)字量輸入模塊[16]。按照上述配置，故所選I/O點不得低于49點。 本設(shè)計中，鑄坯火焰自動切割系統(tǒng)有輸