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基于PLC的自控轧钢机监控系统设计
摘 要
文章阐述了可编程控制器PLC在自控轧钢机监控系统中的应用，介绍了轧钢机的PLC控制系统的总体设计方案及设计过程，列出了具体的主要硬件电路，电梯的控制梯形图，在分析处理随机信号逻辑关系的基础上，指出了PLC的编程方法。本次所做的设计课题是基于PLC的自控轧钢机监控系统，它在钢铁生产过程中十分重要，主要采用S7-200系列机型进行程序设计，利用组态王软件对自动轧钢机进行画面组态，基于PLC自控轧钢机监控系统这个课题对现在的工业发展必不可少，不仅提高效率，而且能加快现在工业的快速发展。
关键词：轧钢机，PLC，组态
I
DESIGN OF CONTROLLED ROLLING MILL CONTROL SYSTEM BASED ON PLC
ABSTRACT
Recognized as the world's first PLC is the United States in 1969 Digital Equipment Corporation (DEC) developed. At present, PLC has been widely used in various industries at home and abroad, with the rapid development of modern industry, PLC in the factory has been very important, not only to improve efficiency and reduce unnecessary investment. The subject is made to the design of the controlled rolling mill based on PLC control system, it is very important in the steel production process, mainly S7-200 series models for program design, the software automatically with Configuration screen rolling machine group state, based on PLC controlled rolling mill control system the subject of the present industrial development is essential, not only efficiency but also can speed up the current rapid development of industry.
Keywords: Rolling mill，PLC，Configuration
II
目 录
前 言 ................................................. 1 第1章 绪论 ............................................ 2
1.1课题研究的背景及意义 ............................ 2
1.1.1 课题研究的背景 ............................ 2 1.1.2 课题研究来源 .............................. 3 1.1.3 课题研究的意义 ............................ 3 1.2 课题主要研究的内容 .............................. 3 第2章 PLC的基本结构及原理 ............................ 4
2.1 PLC的基本结构 ................................. 4
2.1.1 PLC的硬件结构 ............................ 4 2.1.2 PLC的软件结构 ............................ 7 2.2 工作原理 ........................................ 7 2.3 西门子S7-200系列PLC .......................... 9
2.3.1 S7-200 PLC特性 ............................ 9 2.3.2 S7-200主要功能模块介绍 ................... 10 2.3.3 S7-200PLC工作原理 ........................ 10
第3章 系统设计 ....................................... 11
3.1 硬件设计 ..................................... 12
3.1.1 控制系统I/O地址分配 .................... 12 3.1.2 电气控制系统原理图 ...................... 12 3.2 软件设计 ...................................... 14 第4章 轧钢机监控系统设计 ............................. 17
4.1 画面的开发方法 ................................. 17
4.1.1 监控画面的开发方法 ....................... 17 4.1.2 组态软件 ................................. 17 4.2 监控画面的设计 ................................. 18
4.2.1 组态工程的建立 ........................... 18 4.2.2 创建组态画面 ............................. 21
III
4.2.3定义IO设备 ............................... 23 4.2.4构建数据库 ................................ 27 4.2.5 建立动画连接 ............................ 29 4.2.6 运行调试 ................................ 32
第5章 软硬件调试 ..................................... 33 谢 辞 ................................................. 36 参考文献 .............................................. 37 外文资料翻译 .......................................... 38
IV
前 言
监控系统应用比较广泛，它可以是煤矿为防止瓦斯爆炸而建立的瓦斯报警监控系统；也可以是库房、重要建筑物为防止火灾而建立的火灾报警监控系统；也可以是工厂生产过程中的监控系统等等。各种监控系统所用的传感器、传输方式或许不同，但它们的工作原理是相似的：一般都是信息采集，信息传输，信息处理，信息反馈等几大功能。
在现代工业领域中PLC得到广泛应用，本次所做的设计课题是基于PLC的自控轧钢机监控系统，它在钢铁生产过程中十分重要，主要采用S7-200系列机型进行程序设计，利用组态王软件对自动轧钢机进行画面组态，课题设计控制要求（按启动开关，电机M1.M2运行，Y1给出向下的轧压量。当传送带上面有钢板时，S1传感器为ON。则电机M3正转，钢板轧过后，S1信号消失为OFF，检测传送带上面钢板到位的传感器S2有信号为ON,表示钢板到位，电磁阀2动作，电机M3反转，将钢板推回，Y1第二次给出比Y1第一次给出更大的轧压量，S2信号消失，S1有信号电机M3正转。当S1的信号消失，仍重复上述动作，完成二次轧压。当第三次轧压完成后，S2有信号，则停机。可以重新启动）。组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
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