自动轧钢机的PLC控制[].doc

自动轧钢机的PLC控制[]———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期： 自动轧钢机的PLC控制摘 要随着生产力和科学技术的不断开展，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开展，并不断的丰富着人们的生活本设计是研制自动化程度高、工作可靠轧钢机的PLC控制系统，使其完成进料、轧钢、出料的自动化程序控制该设计充分利用了学习中讲述的可编程控制器〔PLC〕的多方面的设计知识和方法，再加上接近开关、压力阀的配合使用准确的实现了轧钢机从按下启动按钮开场，到接近开关有信号，输送电动机转，钢板到位后，另一个接近开关有信号轧钢机正转，电磁阀通电，给一个向下的下压量，同时输送电动停转，S2没有信号时，YA失电退回，M3反转，钢板退回，当S1在次有信号时重复以上动作，第三次轧钢完成后S2再次没有信号时，停机下量关键词：PLC， 传感器， 电磁阀，钢板， 正转， 反转目　录前　言 1第1章 可编程控制器的根本构造及原理 21.1 PLC的根本组成与各局部的作用 21.1.1 PLC的根本组成 21.1.2 PLC各局部的作用 21.2可编程控制器的主要原理 5第2章 系统的硬件设计 7 PLC机型选择 7 I/O分配表及其硬件原理图 82.3 主电路的设计 112.3.1 电动机的选择 112.3.2 自动轧钢机的工作方式 112.4 轧钢机的工作流程图 13第3章 系统软件的设计 143.1 软件的组成及其作用 143.1.1 PLC的内部资源 143.1.2 PLC的编程语言 15 PLC的梯形图程序 17第4章 系统常见故障分析及维护 21系统故障的概念 214.2 系统故障分析及处理 214.2.1 PLC主机系统 214.2.2 PLC的I/O端口 224.2.3 现场控制设备 224.3 系统抗干扰性的分析和维护 23结 论 24谢 辞 25参考文献 26附　录 27前　言 自动轧钢机在工业中应用很广泛，以前它采用的是继电器线路控制系统，该系统故障率高，维修不便，极大地影响其工作效率。

现代轧钢机开展的趋向是连续化﹑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 115 米的线材轧机﹑全连续式带材冷轧机﹑ 5500 毫米宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备轧机用的原料单重增大﹐液压 AGC ﹑板形控制﹑电子计算器过程控制及测试手段越来越完善﹐轧制品种不断扩大一些适用于连续铸轧﹑控制轧制等新轧制方法﹐以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊构造的轧机都在开展中本次设计的轧机采用了一整套先进的自动化控制系统，即日本三菱公司近年来推出了具有很高性能价格比的FX系列可编程控制器，全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施它的主要控制特点： 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．软件编制可靠性高等在设计时配有I∕O分配图，I∕O接线图，梯形图和语句表来完成设计的I∕O分配图是设计的第一步，它能让人清楚地知道PLC的输出和输入点数，并且能够为设计I∕O接线图做准备。

I∕O接线图是这个设计里很重要的一个图，它是整个设计完成后进入实际安装时必不可少的一个图梯形图是在设计PLC程序时做的，它是整个程序的核心语句表是在梯形图的根底上做出来的，它是为了方便往PLC里输入程序而设计的当所有的程序都做完了并固化在PLC里面之后就要进展硬件连接当硬件连接完了需要调试运行 第1章 可编程控制器的根本构造及原理可编程序控制器(Programmable Controller)原本应简称PC，为了与个人计算专称PC相区别，所以可编程序控制器简称定为PLC(Programmable Logic Controller)，但并非说PLC只能控制逻辑信号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的根本组成与各局部的作用1.1.1 PLC的根本组成PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽一样，但构造与工作原理那么大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要局部组成PLC的硬件系统构造如图1-1所示1.1.2 PLC各局部的作用1．主机主机局部包括中央处理器〔CPU〕、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。

CPU是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、做出逻辑判断和进展数据处理，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〔如电脑、打印机等〕的请求以及进展各种内部判断等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．输入/输出〔I/O〕接口I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件输入接口承受输入设备〔如按钮、传感器、触点、行程开关等〕的控制信号输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备〔如接触器、电磁阀、指示灯等〕I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点3．电源图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源4．编程编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。

通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接，并利用专用的软件进展电脑编程和监控5．输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于将扩大外部输入/输出端子数的扩展单元与根本单元〔即主机〕连接在一起1.2 可编程控制器的主要原理 CPU连续执行用户程序、任务的循环序列称为扫描，CPU的扫描周期包括读输入、执行程序、处理通信请求、执行CPU自诊断测试及写输出等内容PLC可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备它一直周而复始地循环扫描并执行由系统软件规定好的任务用户程序只是扫描周期的一个组成局部，用户程序不运行时，PLC也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程序和读输入、写输出这几局部内容典型的PLC在一个周期中可完成以下5个扫描过程1. 自诊断测试扫描过程为保证设备的可靠性，及时反响所出现的故障，PLC都具有自监视功能自监视功能主要由时间监视器完成WDT是一个硬件定时器，每一个扫描周期开场前都被复位WDT的定时可由用户修改，一般在100～200ms之间其它的执行结果错误可由程序设计者通过标志位进展处理2. 与网络进展通信的扫描过程一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的PLC系统才有通信扫描过程，这一过程用于PLC之间及PLC与上位计算机或终端设备之间的通信。

3. 用户程序扫描过程机器处于正常运行状态下，每一扫描周期内部包换扫描过程该过程在机器运行中是可控的，即用户可以通过软件进展设定用户程序的长短，会影响过程所用的时间.第2章 系统的硬件设计2.1 PLC机型选择由于本次设计的内容不是那么复杂，结合实际生产状况来考虑选用三菱的FX2N-32MR-001型号的PLC来完本钱次设计的控制要求在轧钢机控制系统中有5个输入和6个输出考虑到I/O接口要留有10﹪~15﹪的预留所以输入得有6个接口，输出得有7个接口而FX2N-32MR-001型号的PLC有16个输出和16个输入，能够满足设计要求FX2N-32MR-001型号的PLC的工作电压为220V，50∕60HZPLC的根本构造如图1-1所示他主要有六局部组成：CPU〔中央处理器〕、存储器、输入∕输出〔I∕O〕接口电路、电源、外设接口、输入∕输出〔I∕O〕扩展接口其外形图如图2-1所示: 图2-1 FX2N-32MR-001的外形图2.2 I/O分配表及其硬件原理图轧钢机有4台电动机当按下SB1启动油泵M4，按下SB3加工开场，S1有信号表示有钢板，电动机M1 M2转，钢板到位后，S2有信号M3正转，电磁阀YA通电，给一个向下的下压量，同时M1 M2停转，S2没有信号时，YA失电退回，M3反转，钢板退回，当S1在次有信号时重复以上动作，第三次轧钢完成后S2再次没有信号时，停机下量。

其I/O接口的分配如表2-1所示：表2-1 I/O分配表输入输出油泵启动按扭X0传送电机M1Y0油泵停顿按扭X1传送电机M2Y1自动加工按扭X2轧钢电机M3正转Y2钢板传送接近开关X3反转Y3轧钢接近开关X4电磁阀YAY4油泵电机M4Y5在本次系统设计中，将5个输入信号和6个输入信号按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O点一一对应，编排地址如图2-2所示电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式，利用图形符号和工程符号表示电路各电器元件中导电部件和接线端子连接关系的电路图电气原理图并不按电器元件实际布置来绘制，而是根据它在电路中所起的作用画在不同的部位上电气原理图具有构造简单、层次清楚的特点，适合研究和分析电路工作原理，在设计研发和生产现场等方面得到广泛应用如图2-3所示:图2-2 I/O端子接线图图2-3电器原理图2.3 主电路的设计2.3.1 电动机的选择根据需要本次设计的轧钢机控制系统，不需要多大的功率为了简化产品构造电动机的转速不宜过高本次设计选用YB132S-8型号的电动机其具体的参数如表2-2所示:表2-2电动机参数型号功率/KW满载转速堵转转矩最大转矩同步转速750r/minYB132S-87102.3.2 自动轧钢机的工作方式操作面板，分别有SB1启动，SB2停顿，SB3加工三个按扭。

工作时，先按下SB1启动按扭，油泵电机启动，使液压系统进入正常工作；然后按下SB3加工按扭，轧钢机开场工作，传感器S1开场检测是不是有钢板，假设有钢板传送电机M1和M2起动，使钢板向左运动，当钢板传送到传感器S2位置时，S2发出信号使电磁阀动作，起动液压系统向下压住钢板，同时M1和M2停转，轧钢电机M3正转使钢板继续向左运动，直到钢板超出S2，S2检测不到钢板而使电磁阀复位，同时M3反转当S1再次有信号时重复以上动作直到第3次S2检测不到信号时，使钢板退回，M3停转待工作完毕后按下SB2停顿按扭，使轧钢机停机如图2-4所示：图2-4构造示意图2.4 轧钢机的工作流程图我们根据设计要求绘制了整个系。