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1、课 程 设 计 报 告 书所属课程名称机电传动控制（含PLC）题目轧钢机控制系统分院机电学院专 业、班级机械设计制造及其自动化学号学 生姓 名指 导教 师成绩：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 18 页 -目录前言1 课程设计任务书1 2 总体设计2 2.1 控制系统框架22.2 主线路接线图23 硬件系统设计2 3.1 系统所需的硬件23.2 系统设计3 3.3 I/O 端口接线43.4 I/O 地址分配44 程序设计5 4.1 总体设计过程，程序流程图54.2 操作过程64.3 PLC 梯形图操控程序74.4 语句表104.5 实验现象图块105 程序调试及结果
2、分析13 6 总结13 7 参考文献14 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 18 页 -前言轧机的主要设备有工作机座和传动装置；工作机座由轧辊、轧辊轴承、机架、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。轧辊是使金属塑性变形的部件，它包括轧辊轴承、轧机机架、轧机轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置等。中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂(轧钢厂 )开始用轧钢机轧制厚 15mm 以下的铁板，6 120mm 的方圆钢。1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300
3、mm 小型轧机。随着冶金工业的发展，现已有多种类型轧机。现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化，产品质量高，消耗低。60 年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115m 的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500mm宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。应用 PLC控制达到自动化。PLC即可编程序控制器，英文全称 Programmable Controller,简称 PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，采用可编
4、程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC应用于生产实践之中。随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3
5、页，共 18 页 -【摘要】早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。自从1969 年美 国 DEC公司 研制 出世 界上第一 台可 编程 逻辑 控制器（Programmable Logic Controller：PLC）以来，经过三十多年的发展与实践，其功能和性能已经有了很大提高，从当初用于逻辑控制和顺序控制领域扩展到运动控制和过程控制领域。可编程逻辑控制器（PLC）也改称为可编程控制器（Programmable Cont
6、roller：PC）,由于个人计算机也简称PC，为了避免混淆，可编程控制器任然被称为PLC。本设计是基于 PLC的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上有无钢板，若 S1有信号（即开关为 ON），表示有钢板，电机 M3正转，信号指示灯 MZ亮。S1的信号消失（即为 OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作，指示信号灯YU1亮，电机 M3反转，指示信号灯 MF亮。此时，Y给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机 M3正转如此重复上述过程。【关键词】PLC 传感器电磁阀钢板正反转名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 1
7、8 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制1 辽东学院1 课 程 设 计 任 务 书课程设计题目：轧钢机控制系统课程设计时间：自 2011 年 7 月 11 日起至2011 年 7 月 21 日。课程设计要求：当启动按钮 SD按下，电机 M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器 S1的信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（为 ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），电机 M3反转（MF灯亮）。Q0.1 给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机 M3正转重复上述过程。Q0.1
8、 第一次接通，发光管A亮，表示有一向下压下量，第二次接通时，A、B亮，表示有两个向下压下量，第三次接通时，A、B、C亮，表示有三个向下压下量，若此时 S2有信号，则停机，须重新启动。学生签名：2011年7 月11日课程设计评阅意见项目课程设计态度评价10%出勤情况评价10%任务难度、量评价10%创新性评价10%综合设计能力评价20%报告书写规范评价20%口试20%成绩综合评定等级评阅教师：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制2 2011年月日2 总体设计2.1 控制系统框架控制系统框架2.2 主线路接线图FU5KM2KM7
9、FR4电机 YU1电机 M 23M4333FU2FU3FU4KM1电机 M1电机 M 3FR3FR2FR1RKM11TM2FU1KM10QFKM6SM1M3主线路接线图3 硬件系统设计3.1 系统所需的硬件本次课程设计需要在实验室里完成，需要装有STEP 7-Micro/WIN 编程软件的微机一台，S7-200 系列的 PLC一部，自动轧钢机系统的实验面板以及导线若干条。传感器可 编 程控制器电机名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制3 3.2 系统设计(1)模板上各灯说明：S1：检测传送带上有无钢板的传感器信号，由模板上的
10、开关控制；S2：检测传送带上钢板到位后的传感器信号，由模板上的开关控制；Y1：压轮；YU1：卸料液压机；M1、M2、MZ、MF传送带电机；(2)操作说明：当启动按钮SD按下，电机 M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即：S1=ON）时，表示有钢板，则M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（S1=OFF），S2有信号（即：S2=ON），表示钢板到位。电磁阀 YU1动作，M3反转（MF灯亮）。反复轧几次后，在 S2有信号时，认为轧好，按下停止键，这时YU1动作，卸下钢板。S2=OFF 认为已卸下，停。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 18 页
11、 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制4 3.3I/O 端口接线3.4 I/O地址分配输入信号输出信号启动 SD I0.0 M1 Q0.0 S1（有无）I0.1 M2 Q0.1 S2（到位）I0.2 MZ Q0.2 MF Q0.3 A Q0.4 B Q0.5 C Q0.6 YU1 Q0.7 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制5 I/O 地址分配说明如下：启动按钮 SD接通，M1、M2运行。S1为“ON”表示有钢板，M3正转；S1为“OFF”，S2为“ON”，表示钢板到位，电磁阀YU1灯亮，电机 M3反转。Y1给一乡下的压
12、量，S2信号消失，S1有信号，电机 M3正转重复步骤1。Q0.1 第一次接通，A亮；Q0.1 第二次接通，A和 B亮；Q0.1 第三次接通，A、B和 C都亮。然后在断开Q0.1 时，YU1灯灭，A、B、C都灭，“M2”灯亮送走钢板。再次按下启动按钮SD，系统停止工作。4 程序设计4.1 总体设计过程，程序流程图程序流程图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制6 4.2 操作过程1、打开装有 STEP 7-Micro/WIN 编程软件的 PC机,出现界面如下图所示:4.2.1 PLC工作界面2、按照所学操作 PLC软件的基本添
13、加知识，完成之后，如下图所示：4.2.2 完成后界面名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制7 4.3 PLC 梯形图操控程序下面列出网络模块，如下图所示：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制8 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制9 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制10 4.4 语句表步序指令步序指令
14、1 LD I0.0 启动23 AN M10.0 2 O Q0.0 24 LD M0.2 3 AN M10.0 25 CTU C1,+2 计数 2 次4 等于 Q0.0 M1运行26 LD I0.2 5 LD I0.0 27 AN M10.0 6 O Q0.1 28 LD M0.3 7 AN M10.0 29 CTU C2,+3 计数 3 次8 等于 Q0.1 M2运行30 LD C0 9 LD I0.1 31 等于 Q0.4 A灯亮10 AN M10.0 32 LD C1 11 AN I0.2 33 等于 Q0.5 B灯亮12 等于 Q0.2 M3正转34 LD C2 13 LD I0.2 3
15、5 等于 Q0.6 C灯亮14 AN M10.0 36 LD I0.2 15 AN I0.1 37 LD M0.4 16 等于 Q0.3 M3反转38 CTU C3,+4 计数 4 次17 等于 Q0.7 39 LD C3 18 LD I0.2 40 R C0,1 复位19 AN M10.0 41 R C1,1 20 LD M0.1 42 R C2,1 21 CTU C0,+1 计数 1 次43 等于 M10.0 22 LD I0.2 44 LD I0.0 45 R C3,1 4.5 实验现象图块4.5.1 总体面板名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 18 页 -辽
16、东学院课程设计报告书机电传动控制11 4.5.2输入输出接线4.5.3 开始运行名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制12 4.5.4 运行过程名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制13 5 程序调试及结果分析本设计是利用两个传感器来检测外来信号的，从而实现对主电路的控制功能。利用传感器 S1来检测传送带上有无钢板，若S1有信号（即开关为ON），表示有钢板，电机 M3正转，信号指示灯MZ亮。S1的信号消失（即为OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2
17、 有信号（为 ON），表示钢板到位，电磁阀动作，指示信号灯 YU1亮，电机 M3反转，指示信号灯MF亮。此时，Y1给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机 M3正转如此重复上述过程。其操作过程如下：启动按钮 SD接通，M1、M2运行。S1为“ON”表示有钢板，M3正传；S1 为“OF”，S2为“ON”。表示钢板到位，电磁阀YU1灯亮，电机 M3反转；Y1 给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机 M3正转重复步骤 1；Q0.1 第一次接通，A亮；Q0.1 第二次接通，A，B亮；Q0.1 第三次接通，A，B，C亮；然后在断开Q0.1 时，YU1灯灭，A，B，C全灭。“M2”灯亮送走钢
18、板。再次按下启动按钮SD，系统停止工作。6 总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC是十分重要的。回顾起此次可编程控制器课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论
19、与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在几位老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在各位老师的身上我学得到很多实用的知识，在此我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 18 页 -辽东学院课程设计报告书机电传动控制14 7 参考文献1 吴中俊，黄永红.可编程序控制器原理及应用（第 2 版）机械工业出版社，2005 2 邓兴钟等.机电传动控制（第四版）华中科技大学出版社，2007 3 范永胜，王珉.电气控制与 PLC应用中国电力出版社4 高钦和.可编程控制器应用技术及设计人民邮电出版社5 郁汉琪，郭建.可编程控制器原理及应用中国电力出版社6 范次猛.可编程控制器原理及应用北京理工大学出版社名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 18 页 -