熱處理加熱爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-《可編程序控制器》課程設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （2013 /2014 學(xué)年第 學(xué)期） 課程名稱 ： 《可編程序控制器》課程設(shè)計(jì) 題 目 ： 熱處理加熱爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 二周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2014 年 6 月 27 日 1、課程設(shè)計(jì)目的 通過(guò)對(duì)加熱爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在了解其自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上進(jìn)一步熟悉可編程序控制器梯形圖的設(shè)計(jì)及其開(kāi)發(fā)軟件的使用，并通過(guò)對(duì)PID控制部分的應(yīng)用加深對(duì)PLC處理模擬量過(guò)程的了解

2、及其使用方法。最后把書(shū)本知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，加深對(duì)PLC的理解及梯形圖編程的掌握。 2、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）了解熱處理加熱爐的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程。 （2）逐一明確各路檢測(cè)信號(hào)到PLC的輸入通道，包括傳感器的原理、連接方法、信號(hào)種類(lèi)、信號(hào)調(diào)理電路、引入PLC的接線以及PLC中的編址。 （3）逐一明確從PLC到個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出通道，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類(lèi)和工作機(jī)理，驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成，PLC輸出信號(hào)的種類(lèi)和地址。 （4）繪制出軋鋼機(jī)電控系統(tǒng)的原理圖，編制I/O地址分配表。 （5）編制PLC的程序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備完成系統(tǒng)調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)室手動(dòng)仿真模型上演示控制過(guò)程。 （

3、6）編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。說(shuō)明書(shū)要闡明各路輸入輸出信號(hào)的名稱、作用、信號(hào)處理電路或驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，寫(xiě)明設(shè)計(jì)過(guò)程中的分析、計(jì)算、比較和選擇，畫(huà)出程序流程圖，并附上源程序。 2.2 技術(shù)要求 （1）初始狀態(tài)：電爐不通電，電機(jī)不通電，小車(chē)停在爐外SQ3位置（SQ3亮，SQ4滅），爐門(mén)關(guān)閉（SQ2亮，SQ1滅）。 （2）按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，爐門(mén)打開(kāi)（SQ2滅）。 （3）爐門(mén)完全打開(kāi)（SQ1亮）后，電機(jī)M2停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動(dòng)M1正轉(zhuǎn)（SQ3滅），運(yùn)送工件的小車(chē)向爐膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 （4）小車(chē)到達(dá)爐膛內(nèi)SQ4位置后（SQ4亮），電機(jī)M1停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動(dòng)M2反轉(zhuǎn)（SQ1滅）。 （5）當(dāng)爐門(mén)完全關(guān)閉后（

4、SQ2）亮，電機(jī)M2停轉(zhuǎn)。 （6）解熱：給爐膛內(nèi)的加熱電爐絲通入最高電壓，工件開(kāi)始加熱。 （7）保溫：當(dāng)工件溫度達(dá)到設(shè)定溫度（攝氏度）的95%時(shí)，轉(zhuǎn)入保溫階段。保溫階段采用PID控制，用PLC內(nèi)置的PID功能實(shí)現(xiàn)。 （8）保溫12秒鐘后，關(guān)閉電爐絲停止加熱，同時(shí)起動(dòng)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，爐門(mén)打開(kāi)（SQ2滅）。 （9）爐門(mén)完全打開(kāi)（SQ1亮）后，電機(jī)M2停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動(dòng)M1反轉(zhuǎn)(SQ4滅)，運(yùn)送工件的小車(chē)向爐膛外運(yùn)動(dòng)。 （10）小車(chē)到達(dá)SQ3位置后（SQ3亮），電機(jī)M1停轉(zhuǎn)，同時(shí)起動(dòng)M2反轉(zhuǎn)（SQ1滅）。 （11）當(dāng)爐門(mén)完全關(guān)閉后（SQ2亮），電機(jī)M2停轉(zhuǎn)。 3、課程設(shè)計(jì)正文 3.1硬件設(shè)

5、計(jì) 3.1.1軋鋼機(jī)電控系統(tǒng)的原理圖 ①CPU226接線圖 ②EM235接線圖 ③爐門(mén)、小車(chē)電機(jī)控制接線圖 3.1.2 I/O地址分配 序號(hào) 名稱 地址 1 啟動(dòng) I0.0 2 SQ1 I0.1 3 SQ2 I0.2 4 SQ3 I0.3 5 SQ4 I0.4 6 M1正轉(zhuǎn) Q0.0 7 M1反轉(zhuǎn) Q0.1 8 M2正轉(zhuǎn) Q0.2 9 M2反轉(zhuǎn) Q0.3 10 加熱 Q0.4 3.2軟件設(shè)計(jì) 3.2.1程序分析 初始位置，小車(chē)位于SQ3位，爐門(mén)關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，清零計(jì)數(shù)器，同時(shí)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，爐門(mén)打開(kāi)，爐

6、門(mén)由SQ2到SQ1位，小車(chē)電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，小車(chē)由SQ3到SQ4位，爐門(mén)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)關(guān)閉爐門(mén)，計(jì)數(shù)器加一，此時(shí)最高電壓接通電爐絲給小車(chē)內(nèi)工件加熱，并調(diào)用EM235模擬量輸入輸出模塊，當(dāng)爐內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值的95%時(shí)，斷開(kāi)電爐絲，接通計(jì)時(shí)器T101，并啟動(dòng)PID控制系統(tǒng)，通過(guò)改變模擬量輸出來(lái)對(duì)電爐絲端電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)以維持爐內(nèi)溫度基本不變，達(dá)到保溫效果，滿12秒之后斷開(kāi)PID控制，并關(guān)中斷，爐門(mén)打開(kāi)至SQ1，小車(chē)退出至SQ3，爐門(mén)關(guān)閉至SQ2，計(jì)數(shù)器再加一接通，系統(tǒng)復(fù)位，同時(shí)整個(gè)程序結(jié)束停機(jī)。 3.2.2 程序流程圖 開(kāi)始 電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，爐門(mén)打開(kāi)（SQ2滅） SQ1亮，M2停轉(zhuǎn)。同時(shí)啟動(dòng)M

7、1正轉(zhuǎn)（SQ3滅），小車(chē)向爐膛內(nèi)運(yùn)動(dòng) SQ4亮，電機(jī)M1停轉(zhuǎn)。同時(shí)啟動(dòng)M2反轉(zhuǎn)（SQ1滅） SQ2亮，電機(jī)M2停轉(zhuǎn)。 加熱 否 是否達(dá)到設(shè)定溫度的95%？ 是 保溫，采用PID控制 是否保溫12秒? 否 是 關(guān)閉電爐絲停止加熱，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，爐門(mén)打開(kāi)（SQ2滅） SQ1亮后，電機(jī)M2停轉(zhuǎn)。同時(shí)啟動(dòng)M1反轉(zhuǎn)（SQ4滅），小車(chē)向爐膛外運(yùn)動(dòng) 小車(chē)到達(dá)SQ3位置后（SQ3亮），電機(jī)M1停轉(zhuǎn)。同時(shí)啟動(dòng)M2反轉(zhuǎn)（SQ1滅） 當(dāng)爐門(mén)完全關(guān)閉后（SQ2亮），電機(jī)M2停轉(zhuǎn) 結(jié)束 3.2.3 程序設(shè)計(jì) 主程序： 子

8、程序SBR_0： 中斷程序INT_0： 4、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程。通過(guò)自己一步一步的親手去做，我們學(xué)到了很多東西，鍛煉了獨(dú)立思考能力，強(qiáng)化了動(dòng)手能力。學(xué)會(huì)了通過(guò)查資料解決自己的問(wèn)題，在一次次查詢中學(xué)習(xí)鞏固了自己的知識(shí)并與應(yīng)用相結(jié)合。培養(yǎng)了自己設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作，穩(wěn)固了所學(xué)知識(shí)。 由于自己理論知識(shí)水平有限，實(shí)踐知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也存在很多問(wèn)題。很多變量的定義也不準(zhǔn)確，在編寫(xiě)過(guò)程中也有很多不細(xì)心的地方，犯了很多語(yǔ)言上的小錯(cuò)誤。這些都是由于自身知識(shí)儲(chǔ)備不足造成的

9、，在以后的學(xué)習(xí)中，還是要多看書(shū)多動(dòng)手。 通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程的鍛煉，自己分析問(wèn)題跟解決問(wèn)題的能力都得到鍛煉和提高。綜合設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)雖然以前都學(xué)習(xí)過(guò)，但都沒(méi)有這次實(shí)踐過(guò)程收獲得多。對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲固然重要，精神上的豐收更加可喜。相信這必將會(huì)給我平淡的人生添上精彩的一筆。 5．參考文獻(xiàn) [1].可變程序控制器選擇、設(shè)計(jì)與維護(hù)/殷洪義主編.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.11 [2].西門(mén)子s7-200 PLC應(yīng)用100例/楊后川等編著.-北京：電子工業(yè)出版社，2010.9 課程設(shè)計(jì) 評(píng) 語(yǔ) 課程設(shè)計(jì) 成 績(jī) 指導(dǎo)教師 （簽字） 年 月 日