plc加热炉自动送料控制系统设计.doc

课程设计任务书1. 设计题目：加热炉自动送料控制系统设计2. 设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，立即停止。 3）要求可以实现回原点、单周期、连续控制。3. 设计要求 1）画出端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书 4. 进度安排1)理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 2天2）PLC顺序功能图与梯形图设计 5天3）说明书撰写 2天4）答辩 1天指导教师：主管院长： 年 月 日目 录 前言 2摘要 3第一部分PLC概述 4PLC设计任务书及基本要求 5PLC选型 7第二部分I/O端口分配表 8加热炉自动控制送料系统设计思想 9 程序流程图 10 梯形图 11 语句指令表 18 总结 21附注：参考文献 前言 加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace） 对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。 自动化学科有着光荣的历史和重要的地位，20世纪50年代我国政府就十分重视自动化学科的发展和自动化专业人才的培养。现在，世界上有很多非常活跃的领域都离不开自动化技术，比如机器人、月球车等。另外，自动化学科对一些交叉学科的发展同样起到了积极的促进作用，例如网络控制、量子控制、流媒体控制、生物信息学、系统生物学等学科就是在系统论、控制论、信息论的影响下得到不断的发展。在整个世界已经进入信息时代的背景下，中国要完成工业化的任务还很重，或者说我们正处在后工业化的阶段。 工业加热炉的炉温应当按照生产工艺要求维持在一定的数值。但是炉的热负荷经常在变化(例如常常要打开炉门取出已加热的工件和送入冷的工件)，在这种条件下要靠自动控制技术准确控制炉温，保持炉温的误差很小。而靠人力调整则难以做到，从而会造成能源的浪费甚至影响产品质量。 人们每年都把许多重量达到吨级的人造地球卫星准确送入位于数百千米乃至数万千米高空的预先计算好的轨道，并一直保持其姿态正确，也就是使它的太阳能电池帆板保持指向太阳，使它的无线电天线保持指向地球。这只有依靠先进的自动控制技术才能做到。 然而在国际形势日益复杂、科学技术日益进步的今天，人造地球卫星和宇宙飞船已经不能完全满足需要，近年来出现的“空天飞行器”要求既能在大气层外飞行，又能在返回大气层以后转为像飞机那样自主地高速航行，而不像人造卫星或宇宙飞船那样在返回大气层以后只能被动地降落地面。研制这种“空天飞行器”必须解决的技术难题之一就是智能自主控制技术。 课程设计基本要求1、课程设计题目：加热炉自动送料控制系统2、设计内容：机械系统包括自动台车、机械臂起吊装置、冷却槽和夹紧装置四部分。控制动作主要包括：台车的前进后退、机械臂的上升下降、夹钳的夹紧松开、冷却槽的前进后退。示意图如图所示。动作控制要求：启动装料台取料装料1#炉夹钳冷却装料台取料装料2# 1#炉加热完毕 炉台车退到1#炉1#炉出料卸料台卸料夹钳冷却 2#炉加热完毕装料台取料装料1#炉台车前进到2#炉2#炉出料卸料台卸料 PLC的选型：西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小型PLC，即可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。PLC的控制主机，使用西门子S7200系列作为整个系统的主控制机。我们使用的是18输入/8输出共26个数字量的I/O点的CPU选用S7200CPU2261、本机数字输入： 24路数字量输入.2、本机数字输出： 16路数字量输出3、最大的数字量I/O： 2564、最大的模拟量I/O： 32AI/32AO 5、扩展模块的数量： 7个模块6、内部存储器位： 256位7、定时器总数： 256定时器8、计数器总数： 256计数器 第二部分I/O分配加热炉自动控制送料系统设计思想：设计PLC应用系统时，首先是进行PLC应用系统的功能设计，即根据被控制对象的功能和工节要求，明确系统必须要做的工作和必备的条件。然后是进行PLC应用系统功能分析，即通过分析系统功能，提出PLC控制系统的结构形式、控制信号的种类、数量，系统的规模、布局。最后根据系统分析的结果，具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。其控制系统的设计思想及其步骤如下：（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和被控要求，如控制的本方式，操作方式。（2）根据被控对象对PLC控制系统的功能要求和所需要的输入、输出信号的点数等，选择合适类型的 PLC。 （3）根据控制要求所需的用户输入、输出设备，确定PLC的I/O点数，并设计I/O端口的接线图。（4）根据生产工艺要求，画出系统工作循环图表。（5）根据系统工作循环图表设计出梯形图。流程图： 梯形图：取料子程序:放料子程序: 冷却子程序:控制程序编程：主程序: LD M2.6A I0.4O SM0.1O I2.1O M0.0AN M0.1= M0.0LD M0.0A I0.0A I0.4A I1.0O M0.1AN M0.2= M0.1CALL 取料子程序LD M3.3A M0.1A I1.0O M0.2AN M0.3= M0.2LD M0.2A I0.6O M0.3AN M0.4= M0.3CALL 放料子程序LD M3.6A M0.3A I1.0O M0.4AN M0.5= M0.4LD M0.4A I0.4LD I0.2A I1.0OLDO M0.5AN M0.6= M0.5LD I0.1A I1.4OLDO M2.2AN M2.3= M2.2LD M3.3A I0.7A I1.5O M2.3AN M2.4= M2.3CALL 取料子程序LD M2.3A M3.3A I1.0O M2.4AN M2.5= M2.4LD M2.4A I0.5O M2.5AN M2.6AN M0.5= M2.5CALL 放料子程序LD M3.6A M2.5A I1.0A I0.1O M2.6AN M0.0= M2.6LD I2.1R M0.1, 35LD I0.3A I0.0O M2.7AN M3.0= M2.7R Q0.1, 1= Q0.0LD M2.7A I1.0= M3.7= Q0.6LD M3.7A I1.3O M4.0AN M4.1AN Q0.0= M4.0= Q0.1LD M4.0A I1.1O M4.1AN M4.2= M4.1TON T37, 300LD M4.1A T37O M4.2AN M4.3AN Q0.1= M4.2= Q0.0LD M4.2A I1.0O M4.3AN M0.6AN M1.7AN Q0.6= M4.3= Q0.7ENDCALL 冷却子程序LD M4.3A M0.5A I1.4O M0.6AN M0.7= M0.6CALL 取料子程序LD M3.3A M0.6A I1.0O M0.7AN M1.0= M0.7LD M0.7A I0.7O M1.0AN M1.1= M1.0CALL 放料子程序LD M3.6A M1.0A I1.0O M1.1AN M1.2= M1.1LD M3.3A I0.6A I1.5O M1.2AN M1.3= M1.2CALL 取料子程序LD M1.2A M3.3A I1.0O M1.3AN M1.4= M1.3LD M1.3O M3.0AN I0.4= M3.0R Q0.3, 1LD M3.0A I0.4R M3.0, 1R Q0.4, 1LD M0.4O M1.1O M1.3O M1.5O M2.0O M2.4O M2.6O M3.0= Q0.2LD M0.2O M0.7O M2.2= Q0.3END取料子程序: LD M0.1O M1.2O M1.7O M2.3O M0.6O M3.1AN M3.2AN Q0.0= M3.1= Q0.1LD M3.1A I1.2O M3.2AN M3.3AN Q0.5= M3.2= Q0.4LD M3.2A I1.7O M3.3AN M0.2A I0.5O M1.4AN M1.5= M1.4CALL 放料子程序LD M3.6A M1.4A I1.0O M1.5AN M1.6= M1.5LD M1.5A I0.4O M1.6AN M1.7AN M2.2= M1.6CALL 冷却子程序LD M4.3A M1.6A I1.4AN I0.1O M1.7AN M2.0= M1.7CALL 取料子程序LD M3.3A M1.7A I1.0O M2.0AN M2.1= M2.0LD M2.0A I0.6O M2.1AN M2.2= M2.1CALL 放料子程序LD M3.6A M2.1A I1.0AN M0.7AN M1.3AN M1.7AN M2.4AN Q0.1= M3.3= Q0.0END放料子程序: LD M0.3O M1.0O M1.4O M2.1O M2.5O M3.4AN M3.5AN Q0.0= M3.4= Q0.1LD M3.4A I1.2O M3.5AN M3.6= M3.5= Q0.5LD M3.5A I2.0O M3.6AN M0.4AN M1.1AN M1.5AN M2.2AN M2.6AN M0.5AN Q0.1= M3.6= Q0.0END冷却子程序: LD M0.5O M1.6O M3.7AN M4.0AN Q0.7总结：经过2周的实训，使我学会了很多。在这2周里，我和我的小组完成了实训项目。首先我学会了团队合作，没有我们组一起的努力，也就没有最终的成果。在这次实训当中，我负责整报告、画图这些部分，这也是我第一次接触到Visio这个软件，通过老师的教导，我学会了如何去将项目的一些电路图和分布图完成，这让我受益匪浅。在这次的实训当中，我对PLC的使用也有了近一步的了解，虽然我们组分工明确，但在程序编写或者调试的时候，大家都参与了进来，也互相弥补着自己的不足。我本来对一些PLC梯形图的编写不太熟练，也对项目分析得不太准确，但是有了老师和组员的帮助，我还是有着不少的了解，但还是存在着自己的不足。通过实训，我进一步得肯定我自己的不足之处，但对自己所学的知识有了更加明确的认识，并且我相信，在以后的学习当中，我会弥补我自己本身存在的不足，主动得发挥团队合作精神，争取在其他方面，包括编写程序这块 内容中得到提高。 这次实训在大家的帮助下，得以圆满的成功，无论是团队合作这方面还是个人动手这方面，我们都得到了很好的锻炼。也通过这次实训，我们对PLC这门课有了对知识更进一步的渴望。我相信，汗水不会白费的，我们以后的成功是有目共睹的。参考文献：1 陈白宁,段智敏,刘文波.机电传动控制【M】 .沈阳:东北大学出版社2: SIEMENS公司. SIMATIC S7-200可编程序控制系统手册 【S】3 殷华文. 可编程序控制器及工业控制网络【M】 4 胡学林.可编程控制器教程基础篇M.北京:电子工业出版社,.21