PLC轧钢机课程设计剖析

课程设计报告

题目轧钢机系统控制模拟课程名称电气控制与PLC应用院部名称

专业

班级

学生姓名

学号

课程设计地点

课程设计学时

摘要

钢铁已成为全球广泛应用的主要基础材料。用轧制方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化和自动化等优点，约90%的钢材都是用轧制方法生产的。目前，我国已引进了世界上主要的先进轧钢机械和轧制技术，并在不断创新中逐步推广、应用和发展。

本设计是基于PLC的轧钢机控制系统，可编程序控制器(Programmable Controller)简称PLC。PLC是专门针对工业环境应用设计的，自带直观简单并易于掌握编程语言环境的工业现场控制装置。PLC处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱之一。PLC控制技术代表着当前程序控制的先进水平，PLC装置已成为自动化系统的基本装置。PLC是由继电器逻辑系统发展而来，主要用在离散制造、工序控制，初期主要是代替继电器控制系统，侧重于开关量顺序控制方面。PLC 在过程控制的发展将是与现场总线技术结合，发展向下拓展功能，开放总线。进入90年代以来，世界 PLC 的年平均销售额在55亿美元以上，其中我国约占1%。当前，PLC 在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品，用PLC设计自动控制系统已成为世界潮流。目前，西门子、欧姆龙和三菱等几家公司的PLC应用较为广泛。本设计主要用西门子公司的S7-200系列小型PLC和目前较为流行的组

态王6.5软件为主要工具，设计自动送料装车运行及监控系统，实现自动送料装置的基本运行。

目录

1.课程设计的目的 (2)

2.课程设计的内容 (3)

2.1.操作说明和实验说明 (3)

2.2设备选择 (4)

2.3系统的I/O配置 (4)

2.4轧钢机控制系统模拟面板 (5)

2.5程序流程图 (5)

2.6梯形图 (6)

3.课程设计总结 (9)

1、课程设计目的

通过对轧钢机的结构和工作过程的调查研究，使学生明确生产工艺对对电气控制提出的各项要求。根据这些要求，进行基本的原理设计、工艺设计和操作设计，使学生在课程设计的全过程中，进一步明确设计任务中的各项要求，建立课程设计工作的整体概念，从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制程序，通过不断的调试和完善程序设计，最终能够满足这些要求。

本次课程设计的主要任务如下： 1）了解普通轧钢机的结构和工作过程。

2）弄清有哪些信号需要检测，写明各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原

理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。

3）弄清有哪些执行机构，写明从PLC到各执行机构的各输出通道，包括各执行机构的

种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。4）绘制出轧钢机电控系统的原理图，编址I/O地址分配表。

5）编制PLC的程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧

钢机工作过程的控制。

2、课程设计内容

2.1.操作说明：当按下启动按钮，M1，M2运行，传送钢板：当是S1有信号时，表示有钢板，则M3正转，S1消失，S2有信号,表示钢板到位，Y1动作，M3反转。反复轧几次后，在S2有信号时，认为轧好，按下停止键，写下钢板。S2=OFF认为已卸下。

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。YU1给一向下的压量，S2信号消失，S1有信号，M3电机正转···

2.2设备选择

根据控制要求，本设计只需要数字量控制，不需要模拟量控制，

共需要数字量输入点5个，数字量输出点7个。从实用性的角度考虑应选择S7—200作为主控制器。CPU模板应选择CPU224。

CPU224集成了14点输入/10点输出，共有24点数字量I/O。它可连接7个扩展模块，最大扩展至168点数字量I/O或35路模拟量I/O。CPU224有13KB程序和数据存储空间、6个独立的30kHz高速计数器、2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。CPU224配有1个RS—485通信编程口，具有PPI通信、MPI通信和自由方式通信能力，是具有较强控制能力的小型控制器

2.3系统的I/O配置

2.4轧钢机控制系统模拟面板

2.5程序流程图

2.6梯形图

3、课程设计总结

通过为期两周的课程设计，使我进一步熟悉了PLC的编程方法以及利用梯形图编程的一些技巧。对于梯形图的编制首先要熟悉控制设备的方法以及控制的过程，明白其中的关键所在。其次要仔细研究设备的控制过程，耐心的理清每一步的控制目的，画出程序的流程图。最

后就是进行程序的编写。编写完成的程序要反复进行调试，找出程序中存在的漏洞，再对程序中的不足进行修改。在满足控制要求的前提下尽量简化程序。

设计过程当中通过老师的指导与帮助，我树立正确的设计思想，学习和掌握了PLC梯形图设计的基本方法，逐渐培养独立分析和解决问题的能力及解决实际工程设计的基本技能，学习查阅有关设计手册、规范及其他参考资料的技能。我虽然顺利完成了课程设计，但我明显的感觉到自己知识的不足和实际能力的欠缺，今后一定会继续努力学习有关知识不断充实自己。