轧钢机电气控制系统设计

课程设计说明书
（2011 /2012 学年第二学期）
课程名称：可编程序控制器
题目：轧钢机电气控制系统设计
专业班级：09电气四班
学生姓名：王婷
学号：090060423
指导教师：
设计周数：两周
设计成绩：
2012年7月6 日
1、课程设计目的
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，转为在工业现场使用而设计，采用可编程序的存储器，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式微机技术和传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，有照顾到了现场电气操作维修人员的技能和习惯，特别是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使用于生产实践之中。

（1）了解普通轧钢机的结构和工作工程。

（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到个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电路原理图，编制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。

（6）编写课程设计说明书。

2、轧钢机简介
轧机-轧钢机-轧钢设备-轧钢机械）的工作原理，轧机-轧钢机-轧钢设备-轧钢机械统称为轧钢机，轧钢机就是在旋转的轧辊之间对钢件进行轧制的机械，轧钢机一般包括主要设备（主机）和辅助设备（辅机）两大部分。

轧钢机按轧辊的数目分为二辊式、三辊式、四辊式和多辊式、轧钢机通常简称为轧机。

轧钢机均采用电动机拖动,当轧制过程不要求调速时，采用交流电动机，当轧制过程需要调速时，采用直流电动机。

轧钢机的传动机构包括：齿轮机座、减速机、飞轮、联接轴、联轴节等部分。

轧钢机的工作机座包括：
（1）机架，在其窗口内安装轧辊的轴承。

（2）轧辊，轧件在其间进行压缩。

（3）轧辊轴承。

（4）轧辊调整机构，用来调整轧辊间的距离。

(5)导卫装置,用来保持轧件的进出口方向。

(6)轧座，机架固定在轧座上，轧座固定在基础上。

3、课程设计正文
3.1技术要求
（1）按下启动按钮，上下两扎辊电机（M1）启动运转，轧制方向为从右向左扎制。

左右侧辊道电机（M2和M3）启动，逆时针运转，向左输送。

（2）设备启动后，PLC检测有无等待的扎件，即S1是否有效。

若无扎件则一直等待。

S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开扎件挡板，让扎件进入扎机的右侧轨道。

（3）待扎件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭扎件挡板。

（4）扎件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，有S2仿真，高电平表示正在轧制。

（5）S2有高电平变为低电平表示扎件已经通过了轧辊。

扎件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。

（6）1秒后启动左侧滚到向右输送。

这是由安装在上轧辊上方的另一个这金属探测仪给出扎件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。

（7）S3由高电平变为低电平表示扎件已经完全回到了轧辊右侧。

PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。

（8）1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。

（9）重复（4）~（8）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。

（10）第三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒，把扎件送出扎机。

结束该扎件的轧制工程。

（11）回到第二步但不需要4秒延时，
（12）按下停止按钮结束工作。

3.2 I/O地址分配
输入：启动：I0.0 S1：I0.1 S2：I0.2 S3：I0.3 停止：I0.4
输出：M1：Q0.0 M2：Q0.1 MF：Q0.2 MZ：Q0.3 Y2：Q0.4 挡板：Q0.5 Y1：Q0.6
3.3模拟图
Y2 3.4程序流程图
3.5梯形图
4、课程设计总结或结论
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使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和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和实践相结合起来，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！
4、参考文献（参考以下格式写）
[1]严盈富编著，西门子S7-200PLC入门，人民邮电出版社，2007，6
[2]边春元，程立英，任双艳，渠丰沛等编著，实例分析PLC系统设计基础和开赴技巧，机械工业出版社，2008，3.
[3] 温照方，SIMA TIC S7-200可编程序控制教程，北京理工大学出版社，2002，9
[4]陆运华，胡翠华编著，图解PLC控制系统梯形图及指令表，中国电力出版社，2007，6
注：此表必须在同一页面。