热连轧机活套系统的解耦控制及仿真

PLC的轧钢机控制系统设计

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作者：PanHongliang 仅供个人学习

江西理工大学 本科毕业设计（论文）任务书电气工程与自动化学院电气专业级（届）班学号学生 专题题目（若无专题则不填）：PLC软件设计 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)： 工作基础： 目前，我国基于PLC轧钢机系统已经不同程度得到了推广应用。 PLC轧钢机控制技术的发展主要经历了三个阶段：继电器控制阶段，微机控制阶段，现场总线控制阶段。现阶段轧钢机控制系统设计使用可编程控制器(PLC)，其功能特点是变化灵活，编程简单，故障少，噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强。除此之外PLC还有其他强大功能，它可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此受到广大电气工程控制技术人员的青睐。 研究条件及应用环境: 本课题是基于PLC的控制系统的研究课题。工业自动化是国家经济发展的基础，用于实现自动化控制设备主要集中为单片机和PLC。单片机由于控制能力有限、编程复杂等缺点，现在正逐步退出控制舞台。PLC则因为其功能强大、编程简单等优点，得到迅速发展及运用。PLC的功能强大，可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此，PLC是工业控制领域中不可或缺的一部分。 工作目的： 轧钢机如控制和使用得当，不仅能提高效率，节约成本，还可大大延

长使用寿命。对轧钢机控制系统的性能和要求进行分析研究设计了一套低成本高性能的控制方案，可最大限度发挥轧钢机加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对提高机械设备的自动化程度，缩短与国际同类产品的差距，都有着重要的意义。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 1)当整个机器系统的电源打开时，电机M1和M2旋转，以待传送工 件。 2)工件通过轨道从右边输送进入轧制系统。 3)感应器S1感应到有工件输送来时，输出高电位，驱动上轧辊按预定 下压一定的距离，实现轧制厚度的调节，同时电机M3开始逆时针旋转，并带动复位挡板也逆时针转动，感应器S1复位。 4)随着轧制的进行，工件不断地向左移动。当感应器S2感应到有工件 移动过来时，说明工件的要求轧制长度已经完成，此时感应器S2输出高电位，驱动控制电机M3的电磁阀作用，使电机M3顺时针转动。 5)在电机M3顺时针转动下，挡板顺时针转动，推动工进向右移动。 当工件移动到感应器S1感应到时，S1有输出高电位，使电机M3逆时针转动，同时驱动上轧辊调节好第二个下压量，进入第二次压 制的过程。 6)再次重复上述的工作，直到上轧辊完成3次下压量的作用，工件才 加工完毕。 7)系统延时等待加工完毕的工件退出轨道，此时即可进入下一个工件 的加工过程。

过程控制作业答案

第一章 概述 1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。 控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件 1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？ 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统 1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？ a.衰减比和衰减率：稳定性指标； b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标； c.余差：稳态准确性指标； d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。 第二章 过程控制系统建模方法 习题2.10 某水槽如图所示。其中F 为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。要求： （1） 写出以水位H 为输出量，Q1为输入量的对象动态方程； （2） 写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K 和时间常数T 的数值。 （1）物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t -+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t ??-?-?= 而22h Q R ??= ， 33 h Q R ??=， 代入增量关系式，则有23123 ()d d R R h h F Q t R R +??+=? （2）两边拉氏变换有： 23 123 ()()()R R FsH s H s Q s R R ++ =

故传函为： 23232 3123 ()()()11R R R R H s K G s R R Q s Ts F s R R +=== +++ K=2323 R R R R +, T=23 23R R F R R + 第三章 过程控制系统设计 1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需温度后排出。试问： （1） 影响物料出口温度的主要因素有哪些？ （2） 如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？ （3） 如果物料在温度过低时会凝结，据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器 的正反作用？ 解：（1）物料进料量，搅拌器的搅拌速度，蒸汽流量 （2）被控变量：物料出口温度。因为其直观易控制，是加热系统的控制目标。 操作变量：蒸汽流量。因为其容易通过控制阀开闭进行调整，变化范围较大且对被 控变量有主要影响。 （3）由于温度低物料凝结所以要保持控制阀的常开状态，所以控制阀选择气关式。控制 器选择正作用。 2. 如下图所示为一锅炉锅筒液位控制系统，要求锅炉不能烧干。试画出该系统的框图，判断控制阀的气开、气关型式，确定控制器的正、反作用，并简述当加热室温度升高导致蒸汽蒸发量增加时，该控制系统是如何克服干扰的？ 解：系统框图如下：

轧机厚度自动控制系统设计

轧机厚度自动控制系统设计 摘要：随着社会经济的发展，对板带产品的质量和精度要求越来越高。厚度精度就是板带产品的重要质量指标之一。本文针对轧机AGC技术的现状，以及轧机厚差产生的原因进行了分析。在此基础上，对轧机AGC进行分析，以APC为主要研究对象，选用PLC作为系统的控制器，将位移传感器测得的位移量经A/D转换送给PLC来控制步进电机，从而控制阀，通过轧制力来改变辊缝厚度实现轧机厚度控制。 1 引言 轧机又称轧钢机，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，三辊式，四辊式和多辊式，轧钢机通常简称为轧机。 板带厚度精度是板带材的两大质量指标之一，板带厚度控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。带钢纵向厚度不均是影响产品质量的一大障碍，因此，轧机的一项重要课题就是带钢厚度的自动控制。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。实现厚度自动控制的系统称为“AGC"。 我国近年来从发达国家引进的一些大型的现代化的板带轧机，其关键技术是高精度的板带厚度控制和板形控制。板带厚度精度关系到

金属的节约、构件的重量以及强度等使用性能，为了获得高精度的产品厚度，AGC系统必须具有高精度的压下调节系统及控制系统的支持。 而对于轧机来说产生厚差的原因大致可分为三大类： （1）轧机方面的原因：轧辊热膨胀和磨损、轧辊弯曲、轧辊偏心和支撑辊轴承油膜厚度等都会产生厚度波动。它们都是在液压阀位置不变的情况下，使实际辊缝发生变化，从而导致轧出的带钢厚度产生波动。 （2）轧件方面的原因：厚度偏差会直接受到坯料尺寸变化的影响。它包括来料宽度不均和来料厚度不均的影响。 （3）轧制工艺方面的原因：轧制时前后张力的变化、轧制速度的变化等。 2 系统总体设计 厚度自动控制AGC （Automatic Gauge Control）是指钢板轧机在轧制过程中通过动态微调使钢板纵向厚度均匀的一种控制手段。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。 AGC系统一般包括有： 1）压下位置闭环：为了轧出给定厚度的轧件，首先必须在轧件进入辊缝之前，准确地设定空载辊缝。其次，在轧制过程中，为了使轧后的轧件厚度均匀一致，还必须随着轧制条件的变化及时的调整空

轧钢机电气控制系统设计

信电学院 课程设计说明书（2014/2015学年第二学期） 课程名称：可编程控制器课程设计 题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计周数： 设计成绩： 2015年7月9日

目录 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计内容 (2) 2.1可编程控制器概述 (2) 2.2课程设计正文 (2) 2.3轧钢机电气控制模版 (3) 2.3.1轧钢机简介 (3) 2.3.2热金属探测仪 (3) 2.3.3液压系统 (4) 2.3.4电机正反转 (4) 2.4 设备选择 (4) 2.5 系统的I/O口配置 (5) 2.6梯形图程序设计 (5) 2.7程序流程图 (9) 3、课程设计总结 (10) 4、参考文献 (11)

1、课程设计目的 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。 2、课程设计内容 2.1可编程控制器概述 可编程控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程库的存储器，用来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的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2.2课程设计正文 （1）按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。（2）设备启动5秒后，PLC检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。（3）待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）轧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，由S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后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秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示轧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）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秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。（11）回到第二步但不需要5秒的延时。（12）按下停止按钮结束工作。

冷轧轧机TDC控制系统

目录 冷轧轧机TDC控制系统 一．硬件和组态 二．系统软件 1.处理器功能简介 https://www.wendangku.net/doc/1b14874627.html,MON FUNCTIONS 通用功能 3.MASTER FUNCTIONS 主令功能: 4.STAND1-STAND5 机架控制系统1-5 冷轧轧机TDC控制系统 一．硬件和组态 TDC工业控制系统西门子公司SIMADYN D的升级换代产品，也是一种多处理器并行远行的控制系统。典型的TDC控制系统的配置是由电源框架、处理器摸板、I/O摸板和通讯摸板搭建构成。 电源框架含21个插槽，最多允许20个处理器同时运行。框架上方的电源可单独拆卸，模板不可带电插拔。 CPU551是TDC控制系统的中央处理器，带有一个4M记忆卡，程序存储在记忆卡内，电源启动时被读入CPU551中执行。可通过在线功能对处理器和存储卡中的程序作同步修改。 SM500是数字量/模拟量输入/输出模板,更换时注意跳线. CP50MO是MPI/PROFIBUS通讯摸板，更换时需要使用COM-PROFIBUS软件对其进行组态的软件下装。 CP5100是工业以态网的通讯摸板，更换时注意插槽跳线。 CP52A0是GDM通讯模板。GDM是不同框架的TDC之间进行数据交换的特有通讯方式，不同框架的TDC通过光缆汇总到GDM内，点对点之间的通讯更加直接，传输速度更快。 TDC控制系统的硬件需要在软件程序中进行组态和编译，然后下装到CPU中。 二．系统软件 包钢薄板厂冷轧轧机区域TDC控制系统按框架分为以下三个功能：

2．1 处理器功能简介 1．COMMON FUNCTIONS 通用功能： 处理器1：SIL: 模拟功能 SDH: 轧制参数管理 IVI: 人机画面 处理器2：MTR: 物料跟踪系统 WDG: 楔形调整功能 处理器3: ADP: 实际值管理2．MASTER FUNCTIONS 主令功能: 处理器1: MRG-GT: 轧机区域速度主令 处理器2: THC-TH: 轧机厚度控制入口区域 处理器3: THC-TX: 轧机厚度控制出口区域 处理器4: SLC: 轧机滑差计算 ITG: 张力计接口 处理器5: LCO-LT: 轧机区域生产线协调3．STAND1-STAND5 机架控制系统1-5 处理器1: CAL: 机架标定 SCO: 通讯接口 MAI: 手动干涉 ITC: 机架间张力控制 处理器2: SDS: 机架压下系统 处理器3: RBS: 机架弯辊系统

轧钢机电气控制系统plc设计

科信学院 课程设计说明书（2008 /2009 学年第一学期） 课程名称：可编程序控制器设计任务书 题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级：电气及自动化05-1班 学生姓名：杨晓娜 学号：050062107 指导教师：安宪军 设计周数：2周 设计成绩： 2009年1月9日

目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计正文 (1) 三、可编程序控制器概述 (1) 四、轧钢机电气控制模板 (2) 五、编制梯形图 (2) 六．实验程序 (6) 十二、课程设计总结或结论 (7) 十三、参考文献 (8)

一、课程设计目的 了解普通轧钢机的结构和工作过程；弄清有那些信号需要检测；弄清有那些执行机构；绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/0地址分配表；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。 二、课程设计正文 1．控制要求 （1）按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。（2）设备启动5秒后，PLC 检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。（3）待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）轧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，由S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后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秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示轧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）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秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。（11）回到第二步但不需要5秒的延时。（12）按下停止按钮结束工作。 三、可编程序控制器概述 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来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的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。 四、轧钢机电气控制模板

20辊轧机电气控制系统介绍

20辊轧机电气控制系统介绍 发布时间：2007-11-15 来源：打印该页 一系统概述 某冷轧不锈钢板厂采用西门子S7 300系列的315-2DP控制器作为主控制单元，安置于主操作台上作为主站，采用2套西门子ET200 远程站作为从站，安置于前后两个操作箱内接受现场操作工控制指令。ET200远程站与CPU315－2DP主站之间采用PROFIBUS现场总线连接进行通讯。轧机采用前卷取、后卷取、主轧三台直流电机完成整个不锈钢板的张力轧制。直流电机采用西门子6RA70直流调速器进行控制，控制器与CPU315－2DP之间采用PROFIBUS现场总线通讯。 同时还为此轧机配置了一台平整机，电器配置完全相同，只在功能，电机功率等参数上与主轧机略有不同。 二系统要求 1．采用西门子6RA70直流调速器作为电机控制单元，调速器可以独立采集安装于电机上的编码器读取的数据，安装于轧机上的张力传感器读取的数据，作为基本参数高速运算得到当前系统所实际需要的张力，控制直流电机让其达到需要的张力。 2． PLC控制器控制液压，压下，润滑，等外部设备，同时将操作工设定的数据实时的通过PROFIUBS现场总线传输给6RA70直流调速装置。 3．采用油马达，利用液压装置实现对轧机机心的压力控制，采用上，下各10个轧辊相互之间的挤压力实现对不锈钢板的轧制。 4．甲方要求轧制线速度，主轧120M/分，平整 90M/分。 5．该设备为国内首家自发研制的20辊轧机。 三系统配置与功能实现 根据现场实际情况和功能扩展要求，主轧机我们采用两台450KW的直流电机作为前后卷取电机，采用一台1250KW的电机作为主轧电机，平整机我们采用两台250KW的直流电机作为前后卷取电机，采用一台400KW的电机作为平整电机。采用西门子S7 300系列的315-2DP的CPU 作为主控制器，采用ET200分布式I/O作为前后操作箱的控制装置。 西门子S7-300、6RA70控制器、分布式I/O ET200，特点如下： 1．采用CPU315-2DP作为主控制器，利用CPU315内存大、速度快、支持PROFIBUS现场总线的特点，充分满足轧钢行业要求响应速度快，控制灵敏，要求复杂，现场施工简单的要求；2．采用远程I/O方案，最大限度减少接线；

自动控制原理第六章课后习题答案(免费)

自动控制原理第六章课后习题答案（免费） 线性定常系统的综合 6－1 已知系统状态方程为： ()100102301010100x x u y x ? -???? ? ?=--+ ? ? ? ?????= 试设计一状态反馈阵使闭环系统极点配置为－1，－2，－3. 解: 由()100102301010100x x u y x ? -???? ? ?=--+ ? ? ? ?????=可得: (1) 加入状态反馈阵()0 12K k k k =,闭环系统特征多项式为: 32002012()det[()](2)(1)(2322)f I A bK k k k k k k λλλλλ=--=++++-+--+- (2) 根据给定的极点值,得期望特征多项式: *32()(1)(2)(3)6116f λλλλλλλ=+++=+++ (3) 比较()f λ和*()f λ各对应项系数,可得:0124,0,8;k k k === 即:()408K =

6－2 有系统： ()2100111,0x x u y x ? -????=+ ? ?-????= （1） 画出模拟结构图。 （2） 若动态性能不能满足要求，可否任意配置极点？ （3） 若指定极点为－3，－3，求状态反馈阵。 解(1) 模拟结构图如下: ∫ ∫-1 -2 1 u ++y (2) 判断系统的能控性； 0111c U ?? =?? -?? 满秩，系统完全能控，可以任意配置极点。 (3)加入状态反馈阵01(,)K k k =,闭环系统特征多项式为: ()2101()det[()](3)22f I A bK k k k λλλλ=--=+++++ 根据给定的极点值,得期望特征多项式: *2()(3)(3)69f λλλλλ=++=++ 比较()f λ和*()f λ各对应项系数,可解得:011,3k k == 即:[1,3]K =

系统解耦控制

实验二、 系统解耦控制 一、实验目的 1、 掌握解耦控制的基本原理和实现方法。 2、 学习利用模拟电路实现解耦控制及实验分析。 二、实验仪器 1、 TDN —AC/ACS 型自动控制系统实验箱一台 2、 示波器 3、 万用表 三、实验原理与内容 一般多输入多输出系统的矩阵不是对角阵，每一个输入量将影响所有输出量，而每一个输出量同样受到所有输入量的影响，这种系统称为耦合系统。系统中引入适当的校正环节使传递矩阵对角化，实现某一输出量仅受某一输入量的控制，这种控制方式为解耦控制，其相应的系统称为解耦系统。解耦系统输入量与输出量的维数必相同，传递矩阵为对角阵且非奇异。 1、 串联控制器()c G s 实现解耦。 图2-1用串联控制器实现解耦 耦合系统引入控制器后的闭环传递矩阵为 1 ()[()()()]()()p c p c s I G s G s H s G s G s -Φ=+ 左乘[()()()]p c I G s G s H s +，整理得 1()()()[()()]p c G s G s s I H s s -=Φ-Φ 式中()s Φ为所希望的对角阵，阵中各元素与性能指标要求有关， 在()H s 为对角阵的条件下，1 [()()]I H s s --Φ仍为对角阵， 1 1 ()()()[()()]c p G s G s s I H s s --=Φ-Φ

设计串联控制器()c G s 可使系统解耦。 2、 用前馈补偿器实现解耦。 解耦系统如图2-2， 图2-2 用前馈控制器实现解耦 解耦控制器的作用是对输入进行适当变换实现解耦。解耦系统的闭环传递函数 1()[()]()()p p d s I G s G s G s -Φ=+ 式中()s Φ为所希望的闭环对角阵，经变换得前馈控制器传递矩阵 1()()[()]()d p p G s G s I G s s -=+Φ 3、 实验题目 双输入双输出单位反馈耦合系统结构图如图。 图2-3 系统结构图 设计解耦控制器对原系统进行解耦，使系统的闭环传递矩阵为 10 (1) ()10(51)s s s ????+? ?Φ=? ???+? ? 通过原系统输出量（1,2y y ）与偏差量（1,2e e ）之间的关系

第十章_解耦

第10章 解耦控制系统 当再同一设备或装置上设置两套以上控制系统时，就要考虑系统间关联的问题。其关联程度可通过计算各通道相对增益大小来判断。如各通道相对增益都接近于1，则说明系统间关联较小；如相对增益于1差距较大，则说明系统间关联较为严重。对于系统间关联比较小的情况，可以采用控制器参数整定，将各系统工作频率拉开的办法，以削弱系统间的关联的影响。如果系统间关联非常严重，就需要考虑解耦的办法来加以解决。解耦的本质是设置一个计算装置，去抵消过程中的关联，以保证各个单回路控制系统能独立地工作。 为了便于分析，下面对2×2系统的关联及其解耦方法进行研究。具有关联影响的2×2系统的方块图如图10—1所示。 从图10—1可看出，控制器c 1的输出p 1（s ）不仅通过传递函数G 11（s ）影响Y 1，而且通过交叉通道传递函数G 21（s ）影响Y 2。同样控制器c 2的输出p 2（s ）不仅通过传递函数G 22（s ）影响Y 2，而且通过交叉通道传递函数G 12（s ）影响Y 1。 上述关系可用下述数学关系式进行表达： Y 1（s ）=G 11（s ）P 1（s ）+G 12（s ）P 2（s ） （10—1） Y 2（s ）=G 21（s ）P 1（s ）+G 22（s ）P 2（s ） （10—2） 将上述关系式以矩阵形式表达则成： ?? ? ?????????=??????)()()() ()()()()(212221121121s P s P s G s G s G s G s Y s Y （10—3） 或者表示成： Y （s ）=G （s ）P （s ） （10—4） 式中 Y （s ）——输出向量； P （s ）——控制向量； G （s ）——对象传递矩阵： ?? ? ? ??=)() ()() ()(22211211s G s G s G s G s G （10—5） 所谓解耦控制，就是设计一个控制系统，使之能够消除系统之间的耦合关系， R 1 ） R 2 图10—1 2×2关联系统方块图

棒材连轧生产线电气控制.doc

七、棒材连轧生产线电气控制系统材料清单 1、棒材线轧机、飞剪传动控制系统 序号名称规格型号单位数量单价金额主材厂家1.11000KW进线柜1000KW直流电机控制柜台9 每套包含以下主材： 1）进线配电柜1000*1000*2200台1 2）ME开关ME-250000台1人民 3）电枢电抗器AC660V 1900A台1德瑞 4）辅材套1 1.21000KW整流柜1000KW直流电机控制柜台9 每套包含以下主材： 1)主控柜1000*1000*2200台1 2)空开NF125-CP 125A台1三菱 3)空开NF63-CP 50A台2三菱 4)接触器S-V50 220VAC台1三菱 5)接触器S-V10 220VAC台1三菱 6)热继电器THN20KP 36A台1三菱 7)热继电器THN12KP 2.1A台1三菱 8)西门子 PLC6ES7 214-1BD21-0XB0台1西门子 9)脉冲放大板ZLZJ-006/MCF0块1 10)整流装置散热器1800A 不可逆台1 11)可控硅1800A块6西电 12)辅材套1 2.11250KW进线柜1250KW直流电机控制柜台1 每套包含以下主材： 1）进线配电柜1000*1000*2200台1 2）ME开关ME-2500台1人民3）电枢电抗器AC660V 1900A台1德瑞4）辅材套1 2.21250KW整流柜1250KW直流电机控制柜台1 每套包含以下主材： 1)主控柜1000*1000*2200台1 2)空开NF125-CP 125A台1三菱 3)空开NF63-CP 50A台2三菱 4)接触器S-V50 220VAC台1三菱 5)接触器S-V10 220VAC台1三菱 6)热继电器THN20KP 36A台1三菱 7)热继电器THN12KP 2.1A台1三菱 8)西门子 PLC6ES7 214-1BD21-0XB0台1西门子 9)脉冲放大板ZLZJ-006/MCF0块1

轧机厚度自动控制AGC系统说明

轧机厚度自动控制AGC系统 使 用 说 明 书 中色科技股份有限公司 装备所自动化室 二零零九年八月二十五日

目 录 第一篇 软件使用说明书 第一章 操作软件功能简介 第二章 操作界面区简介 第三章 操作使用说明 第二篇 硬件使用说明书 第一章 接口板、计算机板跨接配置图 第三篇 维护与检修 第一章 系统维护简介及维护注意事项 第二章 工程师站使用说明 第三章 检测程序的使用 第四章 常见故障判定方法 第四篇 泵站触摸屏操作说明 第五篇 常见故障的判定方法 附录： 第一章 目录 第二章 系统内部接线表 第三章 系统外部接线表 第四章 系统接线原理图 第五章 系统接口电路单元图

第一篇 软 件 说 明 书

第一章 操作软件功能简介 ．设定系统轧制参数； ．选择系统工作方式； ．系统调零； ．显示时实参数的棒棒图、馅饼图、动态曲线； ．显示系统的工作方式、状态和报警。 以下就各功能进行分述： １、在轧机靠零前操作手需根据轧制工艺，设定每道次的入口厚度、出口厚度和轧制力等参数。也可以在轧制表里事先输入，换道次时按下道次按钮，再按发送即可。 ２、操作手根据不同的轧制出口厚度，设定机架控制器和厚度控制器的工作方式，与轧制参数配合以得到较理想的厚差控制效果。 ３、在泄油状态下，操作手通过在规定状态下对调零键的操作，最终实现系统的调零或叫靠零，以便厚调系统正常工作。 ４、在轧制过程中，以棒棒图、馅饼图和动态曲线显示厚调系统的轧制速度、轧制压力、开卷张力、卷取张力、操作侧油缸位置、传动侧油缸位置、压力差和厚差等实时值。（注意：轧机压靠前操作侧油缸位置、传动侧油缸位置显示为油缸实际移动位置。轧机压靠后操作侧油缸位置、传动侧油缸位置显示的是辊缝值。）

轧钢机PLC控制系统设计

轧钢机PLC控制系统设计 1 问题分析及解决方案 1.1 问题描述 在冶金企业中轧钢机是重要 的组成部分，运用PLC实现对轧钢 机的模拟，如右图。 当起始位置检测到有工件时， 电机M1、M2开始转动M3正转， 同时轧钢机的档位至A档，将钢板 轧成A档厚度，当钢板运行到左检 测位，电磁阀得电动作将左面滚轴 升高，M2停止转动，电机M3反 转将轧钢板送回起始侧。 此时起始侧再检测到有钢板， 轧钢机跳到B档，把钢板轧成B档厚度，电磁阀得电，将滚轴下降，M3正转，M2转动，当左侧检测到钢板时M2停止转动，电磁阀得电将滚轴抬高M3反转，将钢板运到起始侧。 如此循环直到ABC三档全部轧完，钢板达到指定的厚度，轧钢完成。 1.2 分析过程 该工作过程分为三个时序，当起始位置第一次检测到信号时，A档轧钢；起始位置第二次检测到信号时，B档轧钢；起始位置第三次检测到信号时，C档轧钢。由于每个档位都要工作一段时间才能切换，可以用两个定时器来实现。 2 PLC选型及硬件配置 PLC选型及硬件配置如图1。 图1

3 分配I/O地址表 I/O地址表如图2。 图2 4 主电路图及PLC外部接线图 4.1 主电路图 主电路图如图3。 图3

4.2 PLC外部接线图 PLC外部接线图如图4。 图4 5 控制流程图及梯形图程序 5.1 控制流程图 控制流程图如图5。 图5

5.2 T型图程序

6 程序调试 6.1 问题调试 为了解决A、B、C三个档位的时序问题，我选择用三条T型图程序来实现，但输出有重复，导致T型图程序运行正确但仿真出现错误。于是我改变方案，采用了M存储器来代替输出，仿真成功。 6.2 仿真图 A档运行： 传送回初始位： B档运行： C档运行：

自动控制及计算机控制(LABVIEW)

自动控制概述 (2) 自动控制理论部分 (5) 实验一典型环节的电路模拟与软件仿真研究 (5) 实验二典型系统动态性能和稳定性分析 (13) 实验三典型环节（或系统）的频率特性测量 (17) 实验四线性系统串联校正 (23) 实验五典型非线性环节的静态特性 (27) 实验六非线性系统相平面法 (32) 实验七非线性系统描述函数法 (38) 实验八极点配置全状态反馈控制 (43) 实验九采样控制系统动态性能和稳定性分析的混合仿真研究 (49) 实验十采样控制系统串联校正的混合仿真研究 (53) 自动控制理论软件说明 (57) 第一章概述 (57) 第二章安装指南及系统要求 (61) 第三章功能使用说明 (62) 第四章使用实例 (70) 计算机控制技术部分 (71) 实验一 A/D与D/A 转换 (73) 实验二数字滤波 (77) 实验三 D(s)离散化方法的研究 (79) 实验四数字PID控制算法的研究 (82) 实验五串级控制算法的研究 (85) 实验六解耦控制算法的研究 (89) 实验七最少拍控制算法的研究 (93) 实验八具有纯滞后系统的大林控制 (98) 实验九线性离散系统的全状态反馈控制 (99) 计算机控制软件说明 (109) 第一章概述 (109) 第二章安装指南及系统要求 (114) 第三章 LabVIEW编程及功能介绍 (115)

一．实验系统功能特点 1．系统可以按教学需要组合，满足“自动控制原理”课程初级与高级实验的需要。只配备ACCT-I 实验箱，则实验时另需配备示波器，且只能完成部分基本实验。要完成与软件仿真、混合仿真有关的实验必须配备上位机（包含相应软件）及USB2.0通讯线。 2．ACCT-I实验箱内含有实验必要的电源、信号发生器以及非线性与高阶电模拟单元，可根据教学实验需要进行灵活组合，构成各种典型环节与系统。此外，ACCT-I实验箱内还可含有数据处理单元，用于数据采集、输出以及和上位机的通讯。 3．配备PC微机作操作台时，将高效率支持“自动控制原理”的教学实验。系统提供界面友好、功能丰富的上位机软件。PC微机在实验中，除了满足软件仿真需要外，又可成为测试所需的虚拟仪器、测试信号发生器以及具有很强柔性的数字控制器。 4．系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。除了指导书所提供的10个实验外，还可自行设计实验。 二．系统构成 实验系统由上位PC微机（含实验系统上位机软件）、ACCT-I实验箱、USB2.0通讯线等组成。ACCT-I 实验箱内装有以C8051F060芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过USB口与PC微机连接。 1．实验箱ACCT-I简介 ACCT-I控制理论实验箱主要由电源部分U1单元、与PC机进行通讯的数据处理U3单元、元器件单元U2、非线性单元U5～U7以及模拟电路单元U9～U16等共14个单元组成，详见附图。 (1)电源单元U1 包括电源开关、保险丝、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V以及1.3V～15V可调电压的输出，它们提供了实验箱所需的所有工作电源。 (2)信号、数据处理单元U3 内含以C8051F060为核心组成的数据处理卡（含软件），通过USB口与上位PC进行通讯。内部包含八路A/D采集输入通道和两路D/A输出通道。与上位机一起使用时，可同时使用其中两个输入和两个输出通道。可以产生频率与幅值可调的周期方波信号、周期斜坡信号、周期抛物线信号以及正弦信号，并提供与周期阶跃、斜坡、抛物线信号相配合的周期锁零信号。结合上位机软件，用以实现虚拟示波器、测试信号发生器以及数字控制器功能。 (3)元器件单元U2 单元提供了实验所需的电容、电阻与电位器，另提供插接电路供放置自己选定大小的元器件。 (4)非线性环节单元U5、U6和U7

轧钢机电气控制系统设计

信息与电气工程学院 课程设计说明书（2013 /2014 学年第 2 学期） 课程名称：《可编程序控制器应用》课程设计题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级：电气工程及其自动化1104班 学生姓名： 学号： 指导教师：刘增环、岑毅南等 设计周数： 2 周 设计成绩： 2014 年7月11 日

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以来，经过三十多年发展与实践，其功能和性能已经有了很大的提高，从当初用于逻辑控制和顺序控制领域扩展到运动和过程控制领域。可编程序控制器简称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，PLC的程序编程，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用程序编制形象、直观、方便易学，灵活的方便将PLC 运用到生产实践中。 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，而且很大程度上提高了生产效率，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。 本设计是基于PLC的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上是否有钢板，若S1有信号，表示有钢板，电机M3、M2启动，信号指示灯Y1亮。S1的信号消失，检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号，表示钢板到位，电磁阀动作，指示灯Y2亮，电机M3反转，之后S3有信号时，钢件重复以上过程三次，即轧钢三次后满足要求，完成后，把轧件送出轧机。结束该轧件后重复上述过程进行下个轧件的过程。这种结合完成了工业上轧钢技术的大大进步。

一课程设计任务简介 (3) 1.1 设计题目 (3) 1.2 课程设计的目的 (3) 1.3 设计要求 (3) 二硬件电路设计 (5) 2.1 可编程序控制器概述 (5) 2.2 方案选定 (5) 2.3总体控制系统框架 (5) 2.4硬件系统设计 (5) 2.5 I/O地址分配 (6) 三程序设计 (7) 3.1程序流程图 (7) 3.2操作过程 (8) 3.3实验现象图块 (9) 四课程设计总结 (12) 五参考文献 (13) 附录一梯形图 (14)

轧钢机电气控制系统设计

目录 1.课程设计目的 (2) 2.课程设计正文 (2) 2.1可编程序控制器概述 (2) 2.2控制要求 (2) 2.3轧钢机电气控制模板 (3) 2.3.1热金属检测器 (3) 2.3.2液压系统 (3) 2.3.3电机正反转 (4) 2.3.4电磁阀 (4) 2.4编制程序 (5) 2.4.1程序流程图 (5) 2.4.2 I/O地址表 (6) 2.4.3 实验梯形图 (6) 2.4.4实验程序 (10) 3.课程设计总结 (13) 4.参考文献 (13)

1.课程设计目的 通过对轧钢机的设计，深入了解轧钢机的结构和工作过程，实现轧钢机的控制，加强了解PLC的梯形图，指令表，外部接线图，PLC设计原理及其控制，和工作原理。 2.课程设计正文 2.1可编程序控制器概述 “可编程序控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其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的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2.2控制要求 【1】按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。设备启动5秒后，PLC检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。 【2】轧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，由S2仿真，高电平表示正在轧制。S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。 【3】1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。S3由高电平变为低电平表示轧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。 【4】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。重复完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。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秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。回到第二步但不需要5秒的延时。按下停止按钮结束工作。

自动控制系统及应用复习资料

复习 一、填空题 1、如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。C6、C7是输入滤波电容。 2、电流断续时KZ—D系统的机械特性变软，相当于电枢回路的电阻值增大。 3、脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。 4、采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。 5、典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。 6、下图为单闭环转速控制系统。 (1)图中V是； (2)图中Ld是，它的作用是； (3)图中采用的是调节器，它的主要作用是； (4)此系统主电路由相交流电供电； (5)此系统具有负反馈环节； (6)改变转速，应调节___________电位器； (7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节___________电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是___________。 解： (1)图中V是晶闸管整流器； (2)图中Ld是平波电抗器，它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流；

(3)图中采用的是PI 即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求； (4)此系统主电路由 三 相交流电供电； (5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___RP1__电位器； (7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节_RP2_电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。 7、下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A ，B ，C ，D 分别为坐标变换模块，请指出A 是 矢量旋转逆变换 1 -VR ， B 是二相静止坐标变成三相静止坐标变换， C 是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换， D 矢量旋转变换，上述等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。 8、下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A ，B 分别为坐标变换模块，请指出A 是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换，B 是矢量旋转变换，其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。 9、采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M 法适用于测高速，T 法适用于测低速。 10、只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。 11、可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。 12、α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段。 13、电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。 14、永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。 15、SVPWM 以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM 以正弦电压为控制目标。 二、选择题 1、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（A ）。 A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。 B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。 C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。 D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。