轧钢机系统的模拟控制

目录

1.绪论 (2)

2.课题介绍 (7)

3.课程设计内容及要求 (9)

3.1 控制要求 (9)

3.2 设计要求 (11)

3.3 控制原理 (11)

3.4 控制方案 (11)

4.硬件设计 (12)

4.1硬件设计要求轧钢机系统结构 (12)

4.2元器件选择 (13)

4.3元器件清单 (14)

4.4硬件控制原理图 (14)

5.软件设计 (16)

5.1 I/O 地址表 (17)

5.2 程序设计及说明 (18)

6.运行调试 (20)

7.小结 (22)

附录 (23)

参考文献 (23)

1.主电路 (24)

2.控制电路 (25)

3.总梯形 (26)

1.绪论

可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller，简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它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是微机技术与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的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，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；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

随着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，而且很大程度的提高了生产效率，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。

早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。

可编程控制器综合了计算机技术、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。

可编程逻辑控制器PLC具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。

目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智

能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统，现场总线控制系统，这将使PLC 的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。

本设计是基于PLC 的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上有无钢板，若S1有信号（即开关为ON ），表示有钢板，电机M3正转，信号指示灯MZ 亮。S1的信号消失（即为OFF ），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON ），表示钢板到位，电磁阀动作，指示信号灯YU1亮，电机M3反转，指示信号灯MF 亮。此时，Y 给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转……如此重复上述过程。

A ．可编程控制器的基本结构

可编程控制器主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成（如下图所示）。

1、CPU 模块

CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU ）和存储器组成。它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC 的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。

2、I/O 模块

接触器电磁阀指示灯电源 电源 限位开关选择开关按钮

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟输入信号。

可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。

3、电源

可编程序控制器一般使用220V交流电源。可编程序控制器内部的直流稳压电源为各模块内的元件提供直流电压。

4、编程器

编程器是PLC的外部编程设备，用户可通过编程器输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。也可以通过专用的编程电缆线将PLC与电脑联接起来，并利用编程软件进行电脑编程和监控。

5、输入/输出扩展单元

I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。

6、外部设备接口

此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。

B.可编程控制器的工作原理

可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。在运行状态，可编程序控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。

除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段。

在内部处理阶段，可编程序控制器检查CPU，模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。

在通信服务阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。

在输入处理阶段，可编程序控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。

在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。

在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的通/断状态传送到输出锁存器。

C.可编程控制器的编程语言概述

现代的可编程控制器一般备有多种编程语言，供用户使用。IEC1131-3—可编程序控制器编程语言的国际标准详细的说明了下述可编程控制器编程语言：1）顺序功能图

2）梯形图

3）功能块图

4）指令表

5）结构文本

其中梯形图是使用得最多的可编程控制器图形编程语言。梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制，主要特点如下：

1）可编程控制器梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器（即硬件继电器），而是在软件中使用的编程元件。每一编程元件与可编程序控制器存储器中元件映像寄存器的一个存储单元相对应。

2）梯形图两侧的垂直公共线称为公共母线（BUS bar）。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路的分析方法，可以想象左右两侧母线之间有一个左正右负的直流电源电压，当图中的触点接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流（Power flow）从左到右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。

3）根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是按梯形图中从上到下、从左到右的顺序进行的。

4）梯形图中的线圈和其他输出指令应放在最右边。

5）梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用。D.可编程控制器的编程步骤

（1）确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序。

（2）分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是送信号到PLC，哪些是外围设备是接收来自PLC信号的。并将PLC的输入、输出口与之对应进行分配。

（3）设计PLC程序画出梯形图。梯形图体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系。

（4）实现用计算机对PLC的梯形图直接编程。

（5）对程序进行调试（模拟和现场）。

（6）保存已完成的程序。

显然，在建立一个PLC控制系统时，必须首先把系统的需要的输入、输出数量确定下来，然后按需要确定各种控制动作的顺序和各个控制装置彼此之间的相互关系。确定控制上的相互关系之后，就可进行编程的第二步──分配输入输出设备，在分配了PLC的输入输出点、内部辅助继电器、定时器、计数器之后，就可以设计PLC程序画出梯形图。在画梯形图时要注意每个从左边母线开始的逻辑行必须终止于一个继电器线圈或定时器、计数器，与实际的电路图不一样。梯形图画好后，使用编程软件直接把梯形图输入计算机并下载到PLC进行模拟调试，修改→下载直至符合控制要求。这便是程序设计的整个过程。

2.课题介绍

钢铁的用途十分广阔,在国民经济中起着极为重要的作用。可以说,钢铁生产水平是衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术水平的重要标志。由于科技的进步和人们生活水平的提高，生产设备和产品的更新，人们对钢材的产量和质量提出了更高的要求，为了提高生产率，降低原材料和能源的消耗及产品的成本。需要进一步完善轧钢设备制造水平，在这种形势下设计新型的轧钢机对其原有的钢铁生产线进行技术更新是非常必要的。随着计算机控制技术的不断完善和发展,在冶金生产中,通过采用新的控制思想和新的行算机控制手段,以提高产品质量带来更大的经济效益,这是冶金生产的技术进步的必的计算机控制手段,以提高产品质量带来更大的经济效益,这是冶金生产的技术进步的必由之路。

轧钢技术发展前景世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩短和简化上, 最终形成轧材性能高品质化、品种规格多样化、控制管理计算机化等。展望未来, 轧钢工艺和技术的发展主要体现在以下几方面:

1.铸轧一体化利用轧辊进行钢材生产, 因其过程连续、高效、可控且便于计算机等高新技术的应用, 在今后相当一段时间内, 以辊轧为特征的连续轧钢技术仍将是钢铁工业钢材成型的主流技术, 但轧钢前后工序的衔接技术必将有长足的进步。在 2O 世纪, 由于连铸的发展, 已经逐步淘汰初轧工序。而连铸技术生产的薄带钢直接进行冷轧, 又使连铸与热轧工序合二为一。铸轧的一体化, 将使轧制工艺流程更加紧凑。同时, 低能耗、低成本的铸轧一体化, 也是棒、线、型材生产发展的方向。

2.轧制过程清洁化在热轧过程中, 钢的氧化不仅消耗钢材与能源, 同时也带来环境的污染, 并给深加工带来困难。因此, 低氧化燃烧技术和低成本氢的应用都成为无氧化加热钢坯的基本技术。酸洗除鳞是冷轧生产中最大的污染源, 新开发的无酸清洁型(AFC)除鳞技术, 可使带钢表面全无氧化物、光滑, 并具有金属光泽。无氧化(或低氧化)和无酸除鳞(氧化铁皮)这两项被称为绿色工艺的新技术, 将使轧钢过程清洁化。

3.轧制过程柔性化板带热连轧生产中压力调宽技术和板形控制技术的应用, 实现了板宽的自由规程轧制。棒、线材生产的粗、中轧平辊轧辊技术的

应用, 实现了部分规格产品的自由轧制。冷弯和焊管机也可实现自由规格生产。这些新技术使轧制过程柔性化。

4.高新技术的应用20 世纪轧钢技术取得重大进步的主要特征是信息技术的应用。板形自动控制, 自由规程轧制, 高精度、多参数在线综合测试等高新技术的应用使轧钢生产达到全新水平。轧机的控制已开始由计算机模型控制转向人工智能控制, 并随着信息技术的发展, 将实现生产过程的最优化, 使库存率降低, 资金周转加快, 最终降低成本。

5.钢材的延伸加工在轧钢生产过程中, 除应不断挖掘钢材的性能潜力外, 还要不断扩大多种钢材的延伸加工产业, 如开发自润滑钢板用于各种冲压件生产, 减少冲压厂润滑油污染; 开发建筑带肋钢筋焊网等, 把钢材材料生产、服务延伸到各个钢材使用部门。随着工业的发展和轧钢技术的进步, 轧钢工艺的装备水平和自动控制水平不断提高, 老式轧机也不断被各种新型轧机所取代。按照我国走新型工业化道路的要求, 轧钢技术发展的重点也转移到可持续发展上, 在保证满足环保要求的条件下, 达到钢材生产的高质量和低成本。

轧钢机发展到21世纪的今天，已经采用了一整套先进的自动化生产控制系统，全线生产过程和操作监控均由计算机控制各个主要特点：

（1）网络化快速通讯；

（2）系统响应速度快；

（3）传动设备动态、静态精度高；

（4）轧件跟踪、定位准确；

（5）软件编制可靠性高；

3.课程设计内容及要求

3.1 控制要求

（1）.按下启动按钮，上下两扎电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧道电机（M2和M3）启动，逆时针运转，向左输送。（2）.设备启动3秒后，PLC检测有无等待的轧件，传感器S1的信号为ON(表示有钢板)。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）.待轧机完全进入后（设需时5秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）.轧件在右侧道推动下进入轧下轧制，轧间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，即S2有信号为ON。

（5）.S2信号消失表示轧件已经通过了轧。

（6）.1秒后启动左侧道向右输送。

（7）.S1信号为ON表示轧件已经完全回到了轧右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧道运转。

（8）.重复第（4）~（7）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。

（9）.第三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由搞定平变为低电平后，左侧道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束盖轧件的轧制过程。

（10）.回到第二步。

（11）.按下停止按钮结束工作。

3.2 设计要求

当启动按钮SD接通，电机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），电机M3反转（MF灯亮）。给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转……重复上述过程。

3.3 控制原理

当启动按钮按下，电机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1有信号（为ON），表示有钢板，则电机M3正传，S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀Y2动作，电机M3反转。

3.4 控制方案

1)轧钢机控制系统电动机均由交流接触器完成起,停控制,电机M3要采用正,反转控制。

2)轧钢机系统中设两个传感器一个检测有无钢板，还有一个检测钢板是否到位。

3)负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器,实现短路保护。

4) PLC选用继电器输出型。

5) PLC自身配有24V直流电源,外接负载时考虑其供电容量.PLC接地端采用第三种接地方式,提高抗干扰能力。

4.硬件设计

4.1硬件设计要求轧钢机系统结构

轧机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备，包括有主要设备，辅助设备，起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。其主要由轧辊，轧辊轴承，机架，轧辊调整装置，上轧辊平衡装置和换辊装置组成。轧辊是使金属塑性变形的部件。轧辊轴承支撑轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大，因此要求轴承摩擦系数小，具有足够的强度和刚度，而且要便于更换轧辊，轧机机架由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置，需有足够的强度和刚度承受轧制力。轧机轨座用于安装机架，并固定在地基上，又称地胶板。承受工作机座的重力和倾翻力矩，同时确保工作机座安装尺寸的精度。轧辊调整装置，用于调整辊缝，使轧件打到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”，有手动、电动、和液压三种。手动压下装置多用在型材料轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机、减速机、制动机、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器、球面垫块和测压仪等部件；它的传送效率低，运动部分的转动惯性大，反应速度慢，调整精度低。上轧辊平衡装置用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。传动装置由电动机、减速机、齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设备。如原料准备、加热、翻译、剪切、矫直、冷却、探伤、热处理、酸洗等设备。

4.2元器件选择

PLC型号：本设计中PLC选用的是三菱FX2n系列，

本设计中有输入/输出点是3输入/9输出

考虑到15％的备用点

则需输入点：3*（1+15%）=3.45，取整数4

输出点：9*（1+15%）=10.35 取整数11

所以选用FX2n－32MR的PLC

拖动电动机M： 5.5kW、AC380V、11.6A、1440r/min。

熔断器FU： IFU≧2IN

其中：IFU是熔断器熔体的额定电流

IN是电动机的额定电流

IFU≧2*11.6=23.2A

所以熔断器选用RT14—32型号。

热继电器： IRT=(0.95～1.05)IN

其中：IRT是热继电器的额定电流

IN是电动机的额定电流

IRT=(0.95～1.05)*11.6=11.02A～12.18A

所以热继电器选用JR16—20/3型号。

接触器： IC=PN／（KUN）

其中：IC是接触器触头电流

PN是电动机额定功率

K是经验系数一般取1～1.4

UN是电动机额定电压

IC=5.5*1000/[（1～1.4）*380]=10.33A～14.47A

所以接触器选用CJ10—20型号。

指示灯HL： 0.25W,DC24V。电磁阀Y1: 100mA,AC220V。

4.3元器件清单

4.4硬件控制原理图

5.软件设计

5.1 I/O 地址表

5.2 程序设计及说明

1）按下SB1,电机M1，M2，M3正转

2）3秒后S1有信号

3）打开轧件挡板，5秒后，关闭轧件挡板

4）S2有信号，判断S2信号是否够三次

5）M1,M2正转停机

6)M3反转

7）S1有效信号，M3反转停机

8）延时三秒，轧件送出

6.运行调试

本设计是利用两个传感器来检测外来信号的，从而实现对主电路的控制功能。利用传感器S1来检测传送带上有无钢板，若S1有信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转，信号指示灯MZ亮。S1的信号消失（即为OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作，指示信号灯YU1亮，电机M3反转，指示信号灯MF亮。此时，Y给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转……如此重复上述过程。

由于时间和知识掌握的不够全面等各种原因，所以，调试过程不是非常成功总结了调试中遇到的问题

(1)有部分参数设置的不够精确，还有一些现象不能够完全的演示出来。

调试时的注意事项

(1)注意输入、输出信号线一定不要按错或接反，以免增加调试工作量。

(2)认真检查输入程序。根据执行出现的错误逻辑现象，判断出错程序段，逐步缩小范围，最后纠正错误、完成调试。

(3)位置发生错误时，关掉可编程序控制器电源，将转盘位移到最下方，并将码盘置位，然后重新通电，将程序中位置计数器复位。

GX Developer的使用:

GX Developer的基本使用方法与一般基于Windows操作系统的软件类似，在这里只介绍一些用户常用的几点对PLC操作的用法：

（1）工程菜单

在软件菜单里的工程菜单下选择改变PLC类型即根据要求改变PLC类型。

1）在读取其他格式的文件选项下可以将FXGP_WIN-C编写的程序转话成GX 工程。

2）在写入其他格式的文件选项下可以将用本软件在编写的程序工程转化为FX工程。

（2）在线菜单

PLC的轧钢机控制系统设计

封面

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。

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。

轧钢机matlab仿真

河南工业大学 控制系统仿真 姓名：张天赐 班级：自动化103 学号：201123910415 成绩： 2013年10月30 日

中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂开始用轧机﹔轧制厚 15mm 以下的铁板﹐ 6 ～ 120mm 的方﹑圆钢。 1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300mm 小型轧机。随着冶金工业的发展﹐现已有多种类型轧机。 1.1轧钢机的原理图及结构 轧钢机原理图 轧钢机的主要设备有工作机座和传动装置作机座（轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。）轧辊轴承，支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大﹐因此要求轴承摩擦系数小﹐具有足够的强度和刚度﹐而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大﹐摩擦系数较小﹐但承压能力较小﹐且外形尺寸较大﹐多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦轴承﹐比较便宜﹐多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压﹑静压和静 - 动压三种。优点是摩擦系数比较小﹐承压能力较大﹐使用工作速度高﹐刚性好﹐缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多

用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。 轧机机架，由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置﹐需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架﹐具有较高强度和刚度﹐主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成﹐便于换辊﹐主要用于横列式型材轧机。传动装置（电动机﹑减速机﹑齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。） 轧钢机系统框图 轧钢机调速系统的组成和原理 采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，单闭环系统就难以满足需要，这主要是因为在单闭环系统中不能控制电流和转矩的动态过程。电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，并不能很理想地控制电流的动态波形。 在起动过程中，始终保持电流（转矩）为允许的最大值，使电力拖动系统以最大的加速度起动，到达稳态转速时，立即让电流降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。 为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最I的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以大值 dm

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/8410148003.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

热处理加热炉某电气控制系统设计

实用文案 课程设计说明书（2013 /2014 学年第学期） 课程名称：《可编程序控制器》课程设计 题目：热处理加热炉电气控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：二周 设计成绩： 2014 年 6 月 27 日

1、课程设计目的 通过对加热炉控制系统的设计，在了解其自动控制的基础上进一步熟悉可编程序控制器梯形图的设计及其开发软件的使用，并通过对PID控制部分的应用加深对PLC处理模拟量过程的了解及其使用方法。最后把书本知识和实践结合起来，加深对PLC的理解及梯形图编程的掌握。 2、课程设计内容及要求 2.1 设计内容 （1）了解热处理加热炉的结构和工作过程。 （2）逐一明确各路检测信号到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）逐一明确从PLC到个执行机构的输出通道，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，编制I/O地址分配表。 （5）编制PLC的程序，结合实验室现有设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上演示控制过程。 （6）编写课程设计说明书。说明书要阐明各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路或驱动电路的设计，写明设计过程中的分析、计算、比较和选择，画出程序流程图，并附上源程序。 2.2 技术要求 （1）初始状态：电炉不通电，电机不通电，小车停在炉外SQ3位置（SQ3亮，SQ4灭），炉门关闭（SQ2亮，SQ1灭）。 （2）按下启动按钮，电机M2正转，炉门打开（SQ2灭）。 （3）炉门完全打开（SQ1亮）后，电机M2停转，同时起动M1正转（SQ3灭），运送工件的小车向炉膛内运动。 （4）小车到达炉膛内SQ4位置后（SQ4亮），电机M1停转，同时起动M2反转（SQ1灭）。（5）当炉门完全关闭后（SQ2）亮，电机M2停转。 （6）解热：给炉膛内的加热电炉丝通入最高电压，工件开始加热。 （7）保温：当工件温度达到设定温度（摄氏度）的95%时，转入保温阶段。保温阶段采用PID控制，用PLC内置的PID功能实现。 （8）保温12秒钟后，关闭电炉丝停止加热，同时起动电机M2正转，炉门打开（SQ2灭）。

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；

轧钢机PLC控制系统设计

轧钢机P L C控制系统 设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

轧钢机PLC控制系统设计 1 问题分析及解决方案 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。 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 主电路图 主电路图如图3。 图3 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 控制流程图 控制流程图如图5。 图5 T 型图程序 开始 起始位置检测 起始位置检测 起始位置检测 左侧位置检测 左侧位置检测 左侧位置 检测 A 档轧钢 B 档轧钢 C 档轧钢 回起始位 回起始位 结束 Y N Y Y Y Y Y N N N N N

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

PLC 自动轧钢机

《PLC》大型作业任务书 一、设计目的： 进一步了解和掌握PLC的基本工作原理及应用，熟练PLC编程和程序调试。 二、设计内容 1.PLC控制系统原理设计和分析：控制方案、控制方式、元素定义、参数设定。 2.PLC控制系统原理结构分析：控制原理、工作过程、结构框图、原理电路、连接方式及接线。 3.PLC控制系统编程：程序状态转移图、程序梯形图、程序语句表。 4.PLC控制系统调试：程序输入、建立连接、程序运行、结果分析。 三、设计题目： 自动轧钢机系统 四、设计要求： 自动轧钢机系统 五、进程安排（一周）： 1.下达任务书：课题题目介绍及选择，明确设计要求和工作进度，考核方式。 2.系统原理设计：PLC控制系统原理设计和分析：完成原理结构分析、原理结构框图、程序状态转移图、程序梯形图。 3.设计审核及答疑：PLC控制系统设计方案论证分析，设计原理分析，控制方式、参数及程序检查，过程问题分析。 4.系统调试及答辩：PLC控制系统上机运行、程序调试，问题答辩。 5.设计说明书编写和提交 六、考核方式： 1.平时纪律和考勤占30% 2.设计说明书占70%

前言 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

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：

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)

轧钢机模拟实验汇总

GE实验室开放实验 轧钢机模拟实验 学院：电气信息工程学院 班级：自动化13-01 姓名：周满满 学号：541301010160 一、硬件介绍：

1、IC695PSD040 电源模块 1)电源(绿色/琥珀黄) 当LED为绿色时，意味着电源模块在给背板供电。当LED为琥珀黄时，意味着电源已加到电源模块上，但是电源模块上的开关是关着的 2)P/S 故障(红色) 当LED亮起时，意味着电源模块存在故障并且不能提供足够的电压给背板 3)温度过高(琥珀黄) 当LED亮起，意味着电源模块接近或者超过了最高工作温度 4)过载(琥珀黄) 当LED亮起, 意味着电源模块至少有一个输出接近或者超过最大输出功率 2、IC695CPU310 CPU模块

CPU 能够支持多种语言，包括： 继电器梯形图语言 1) 指令表语言 2) C 编程语言 3) 功能块图 4) Open Process 5) 用户定义的功能块 6) 结构化文本 7) SFC 8) 符号编程 3、IC695ETM001 以太网通信 以太网模块上有七个指示灯，简要说明： Ethernet OK 指示灯 指示该模块是否能执行正常工作。该指示灯开状态表明设备处于正常工作状态，如果指示灯处于闪烁状态，则代表设备处于其他状态。假如设备硬件或者是运行时有错误发生，Ethernet OK 指示灯闪烁次数表示两位错误代码。 LAN OK 指示灯 指示是否连接以太网络。该指示灯处于闪烁状态，表明以太网接口正在直接从以太网接收数据或发送数据。如果指示灯一直处于亮状态，这时以太网接口正在激活地访问以太网，但以太网物理接口处于可运行状态，并且

轧钢机控制系统

成绩： 课程设计报告书 所属课程名称机电传动控制（含PLC） 题目轧钢机控制系统 分院机电学院 专业、班级机械设计制造及其自动化 学号 学生姓名 指导教师

目录 前言 1课程设计任务书 (1) 2总体设计 (2) 2.1控制系统框架 (2) 2.2主线路接线图 (2) 3硬件系统设计 (2) 3.1系统所需的硬件 (2) 3.2系统设计 (3) 3.3 I/O端口接线 (4) 3.4 I/O地址分配 (4) 4程序设计 (5) 4.1总体设计过程，程序流程图 (5) 4.2操作过程 (6) 4.3 PLC梯形图操控程序 (7) 4.4语句表 (10) 4.5实验现象图块 (10) 5程序调试及结果分析 (13) 6总结 (13) 7参考文献 (14)

前言 轧机的主要设备有工作机座和传动装置；工作机座由轧辊、轧辊轴承、机架、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。轧辊是使金属塑性变形的部件，它包括轧辊轴承、轧机机架、轧机轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置等。 中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂 ( 轧钢厂 ) 开始用轧钢机轧制厚 15mm 以下的铁板， 6 ～ 120mm 的方﹑圆钢。 1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300mm 小型轧机。随着冶金工业的发展，现已有多种类型轧机。 现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化，产品质量高，消耗低。 60 年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、 H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115m的线材轧机、全连续式带材冷轧机、 5500mm宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。 应用PLC控制达到自动化。PLC即可编程序控制器，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，转为在工业现场应用而设计，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应用于生产实践之中。 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，而且很大程度的提高了生产效率，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。

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。

PLC轧钢机课程设计

PLC轧钢机课程设 计

课程设计说明书 课 程 名 称:电气控制设备课程设计 课 程 代 码: 9127028 题 目: 学 生 姓 名: 学 号: 年级/专业/班: 学院(直属系) : 应用技术学院 指 导 教 师 : 徐 全

摘要 本设计阐述了PLC在轧钢机系统中的应用，介绍了轧钢机的PLC控制系统的总体设计方案和过程，列出了具体的硬件、软件设计，包括梯形图，控制流程图及仿真，在分析的基础上指出了PLC的编程方法。本次设计课题是基于PLC的自控轧钢机系统，它在钢铁生产过程中非常重要，对现在的工业发展必不可少。 关键词：PLC 轧钢机

1.PLC概述 (3) 1.1 PLC历史 (4) 1.2 PLC基本结构 (5) 1.3 PLC的工作原理 (6) 1.4 PLC的特点 (7) 1.5 PLC的功能 (8) 2. 轧钢机控制设计 (9) 2.1轧钢机介绍及发展 (9) 2.2 设计任务 (10) 3．系统硬件设计 (12) 3.1 总体设计 (12) 3.2 主电机回路 (13) 3.3 PLC轧钢机I/O分配表 (13) 3.4 PLC轧钢机I/O外部接线图 (14) 4．系统软件设计 (15) 4.1 程序设计的一般方法 (15) 4.1.1 经验设计法 (15)

4.1.2 逻辑设计法 (16) 4.1.3 顺序设计法 (16) 4.2程序设计 (17) 4.1.1 梯型图 (17) 4.4.2控制流程图 (23) 5.系统调试 (25) 6.改进措施 .................................. 错误!未定义书签。 6.1电机调速控制.......................... 错误!未定义书签。 6.1.1.变频调速控制.................... 错误!未定义书签。 6.1.2.张力控制........................ 错误!未定义书签。 6.2 轧钢机检测警报---温度报警............ 错误!未定义书签。7．系统结论 . (31) 8.参考文献 (33) 1.PLC概述 可编程逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller）一种数字运算操作的电子系统，是以微机处理器为基础，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技术。它采用一类可编程的存储器，用于其内

基于PLC的轧钢机控制系统设计

题目：基于PLC的轧钢机控制系统设计 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。

冷轧轧机飞剪控制系统

转帖]冷轧轧机飞剪控制系统 冷轧轧机飞剪控制系统 张亮1，张期2 (1.本钢工学院，辽宁本溪117000；2.本溪钢铁集团公司冷轧厂，本溪 117000) 摘要：飞剪是轧机线的重要组成部分，本文介绍本钢冷轧连续酸洗—轧机联合机组中的轧机飞剪控制系统的控制原理及控制过程，该飞剪是目前世界上先进的飞剪设备之一。 关键词：轧机；飞剪；控制 中图分类号：TG333 文献标识码：B Flying Shear Control System in the Tandem Mill ZHANG Liang1,ZHANG Qi2 (1.Benxi Iron and Steel Engineering College，Benxi 11700，China；2. Benxi Iron and Steel Group Company，Benxi 117000，China) Abstract：The flying shear is an important part of the tandem mill line．The article introduces the structure principle of the system control and the control process of the continue pickling line coupled with the tandem mill of the cold rolling strip Bengang.The flying is one of the newest developed flying at present． Key words：tandem mill；flying shear；control 1 概述 本钢冷轧轧机电气控制系统由法国CMS公司设计与调试，轧机出口采用转鼓式飞剪（简称飞剪），其作用是不停机用于分卷剪切，使带钢平稳地过渡到另一台卷取机进行卷取，飞剪主电机状态、转速、故障报警均由计算机控制与监视，主传动采用JR4000D（FDPS）全数字直流调整系统。 2 飞剪的特点及主要技术数据 飞剪主要由刀刃、刀夹、滚筒和固定架等组成，控制系统采用可控硅反并联逻辑无环流速度控制以及带钢跟踪，刀刃跟踪控制系统。该系统剪切控制精度高，定位控制准确，飞剪剪切的技术数据如下：剪切厚度0.4～3.00mm；剪切宽度700～1525mm；剪切速度60～300m/min。 根据工艺要求，飞剪安装在距离第四机架9.100m的位置，在这短矩离之内，以确保切割精度，通过对带钢的准确跟踪和刀刃的跟踪，从而完成对飞剪的切断控制，飞剪剪切过程示意图如图1。正常运行顺序为： 停止→加速→剪切→减速→返回到初始位置→停车；若剪切失败则为：停止→加速→剪切(失败)→紧急停