基于PLC的辊压机控制系统设计2

本科生毕业设计开题报告书





题 目 基于PLC的辊压机控制系统设计
学生姓名 刘林杰
学 号 200715020140
专业班级 机电07101班
指导老师 罗烈雷

论文（设计）题目 基于PLC的锟压机控制系统设计
课题目的、意义及相关研究动态：
目 的：
综合运用所学知识，如《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《机电传动控制》、《单片机原理与接口技术》、《微机原理》设计一个温室的温度控制系统。运用MSC—51系列单片机和传感器等组成的主控装置及步进电机组成的执行系统设计设计温室温度系统，使温室的温度控制更加方便、实用。
技术指标：
1）温度控制在0~100之间，误差为±0.5℃。
2）系统能自动调节温度，保持温度恒定不变，达到目的。
3）LED显示温室温度，键盘输入温度。
意 义：
1）对所学知识进行系统复习，综合运用所学知识。
2）单片机控制温室的温度使温室的温度控制更加智能，降低了控制系统对人员技术的要求，降低了控制成本，使温室控制系统更容易推广。
3）学会独立思考能力和解决问题能力和进行社会调查的能力。
4）学会了查阅文献的方法和提高利用资料解决问题的能力。
5）提高了专业相关外文阅读，翻译能力，提高了英语水平。
6）提高了编程水平和优化设计水平，电脑绘图能力也有一定提高。
研 究 动 态：
辊压机是八十年代中期问世的新型节能粉磨设备，是水泥粉磨环节中的中间设备之一。将辊压机应用于水泥工业生产过程中可大幅度降低能源消耗，并使水泥熟料粉磨系统产量随之大幅度提高。辊压机技术在我国的引进和推广应用历经二十多年，迄今为止，不论在设备制造技术或系统工艺技术方面都取得了长足的发展，设备制造技术的不断优化和系统工艺技术持续的推陈出新给这项新技术带来了强大的生命力，节能幅度达30%以上。优异的技术经济指标在给广大用户带来了显著经济效益的同时，也为我们获得了广阔的发展前景。可以乐观地说，在目前能源极度紧缺的形势下，这项节能效果显著的粉磨新技术已经成为各水泥生产企业粉磨技术改造扩建项目的主要首选方案。
辊压机结构形式及工艺过程确定后，如何对其进行行之有效的自动控制，使整个粉磨系统安全、高效地运转，以真正达到节能、提高产量的目的，已成为辊压机生产厂家和使用厂家面临的共同问题。在实际运行过程中，由于现场机械振动、粉尘污染、物料颗粒不均、工艺过程、控制系统等种

种原因，造成辊压机故障率较高，解决这些问题的关键是从工艺系统和辊压机本身的信号检测传输和控制系统着手进行改造。
而以PLC对辊压机的系统进行控制不但能在恶劣的环境进行工作而且对信号检测传输能稳定有效，从而对效率的提高和节能都能进一步加强，特别是在全球变暖的国际环境下节能的作用就更加重要。
随着SIEMENS（德国西门子）PLC 技术的不断革新和提高，用户将是直接的受益者。从技术发展上讲，目前PLC 也不断受到其他基于计算机技术的控制系统越来越多的挑战，受到PLC技术本身软件方面急待更新与发展的挑战，受到一种全新的工业控制结构蜒不但控制分散化、而且网络也分散化的挑战，受到开放型模块化体系结构控制系统(OMAC) 的挑战。于是PLC 必然将会向完善其软件和硬件两个方向发展。
总之，无论产品的软件还是硬件都有广阔的发展前景。
课题的主要内容（观点）、创新之处：
利用PLC对辊压机系统进行控制，其控制主要包括：主电机起停控制、干油润滑控制、减速机润滑控制、液压系统加压卸荷自动控制、信号显示及报警控制、称重系统控制、进料气动闸板阀与出料左右分料阀的控制等。其中液压系统加压卸荷自动控制是整个控制的核心，也是关系到辊压机“压饼”效果的关键。
主电机控制采用自动、手动两种控制方式，能与相应检测单元实现连锁，根据故障信号自动停机。主电机具有过载保护能力，当过载达110%时，挤压辊大行程后退。若载荷降不到正常值，则自动停机。当轴承温度高于55℃时发出报警信号，当轴承温度高于60℃主电机自动停机。辊子两端的辊缝间隙能分别实时明确显示，当辊子两端的辊缝间隙差大于5mm时，与液压系统连锁，自动进行纠偏控制。当辊缝超过设定的极限值（约28mm）时，主电机自动停机，同时发出报警信号。进料控制采用气动闸板阀，只有辊压机运行后此阀才允许打开。出料控制采用左右分料阀，分料阀开后才允许辊压机运行。这比以往的辊压机分料采用人工手动控制要安全省力，精度大幅度提高。硬件系统配置后，一些逻辑控制过程还需软件控制实现。软件采用模块化程序设计方法。
对于辊压机的结构设计主要包括：料子设计、辊子设计、辊压机机架设计、传动系统设计以及液压系统设计还有对电动机进行合理的选择。
研究方法、设计方案或论文撰写提纲：
研 究 方 法：
1）对基于PLC辊压机控制系统的应用情况进行调查研究、收集相关资料。
2）对基于PLC辊压机控制系统应用情况进行实地考查。
3）对PLC的控制方法进行复习和研究，了解PLC在辊压机控制系

统中的应用。
4）对辊压机的工作原理进行研究。
5）复习传感器相关知识以及在辊压机控制系统中的应用。
6) 收集相关文献和资料，并作出总结，得出最佳方案。
设 计 方 案：
1）根据辊压机的工作原理和辊压机的构造对其进行合理的设计。
2）检测模块设计。利用压力传感器检测油缸压力；位移传感器检测辊缝；电流变送器检测主电机电流；热电阻检测两辊左右轴承温度、主电机轴承温度、主电机定子温度和减速机油温，并完成所测得值是否高于或低于设定值的检测。
3）主控模块设计。鉴于系统的规模选用SIMATIC 37-300系列PLC，并配有触摸屏，用于实时显示工况和参数，此系列是主控芯片，PLC根据传感器输入的信号与设定的信号比较，然后作出相关的动作
4）执行模块设计。辊压机液压系统。
5）主要元件参数设计与更正，调试。
6）通过CAD制图。
论文撰写提纲:
1）设计目的、摘要、关键词。
2）总体设计。
3）硬件设计。
4）软件设计。
5）参考文献。

完成期限和预期进度：
1）选题：2007年12月15日以前
2）下达任务书：2008年1月15日以前
3）开题：2008年3月上旬
4）中期检查：2008年4月中、下旬
5）答辩与成绩评定：2008年6月2日~3日
6）总结、归档及推荐优秀毕业论文：2008年6月15日前
主要参考资料：
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[3] 肖洪兵，李朝晖，胡辉. 基于单片机的PID温度控制系统[J].微计算机信息，2001，17(11): 23~24
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[6] 张毅刚主编.单片机原理及应用[M]. 北京:高等教育出版社，2005：362～363
[7] 彭介华主编.电子技术课程设计指导[M].北京:高等教育出版社，1996：253～254
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[9] 睢丙东，魏泽鼎等编著.单片机应用技术与实例[M].北京：电子工业出社，2005：9～12
[10]陆应华主编.电子系统设计教程[M].北京:国防工业出版社，2005：163～179
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[12] X.Zhao,&Y.Li.Application For Changing Focal Length in the Process of Tracking Measurement[J].Joumal of Institute of Command an Technology,2000,11(2):9-13
指导教师意见：略

签名： 年

月 日

开 题 报 告 会 纪 要
时 间 地 点




会议记录摘要：略

会议主持人：略
记 录 人：
年 月 日
系工作小组意见
略








负责人签名：
年 月 日