轧钢机PLC控制系统设计(课程设计)

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1、武汉理工大学《机电传动与控制》课程设计说明书摘要可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，它是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC。PLC广泛用于自动化生产线上，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

2、促进了生产力的快速发展，并不断改变着人们的生活。有些生产机械工作台需要按一定顺序实现自动往返运动，有还要求某些位置有一定时间停留，以满足生产工艺要求。PLC自动控制可以轻松实现这些要求，因此PLC在工业控制领域扮演着重要的角色。本次的课程设计要求设计的是轧钢机的PLC自动控制。使用型号为西门子公司S7系列的S7-300的PLC实现在轧制中前进、后退、锻压的往复运动过程。当按下启动按钮，M1、M2运行，待加工钢板存储区中的钢板自动往传送带上运送。若S1检测到有钢板在传送带上时，M3电动机正转，指示灯M3F

3、亮。当传送带上的钢板已过S1检测信号且S2检测到钢板到位时，电磁阀YV动作，M3电动机反转，指示灯M3R亮。Y1锻压机向钢板冲压一次，S2信号消失。当S1再次检测到有信号时，M3电动机正转，如此重复3次，停机1分钟，将已加工好的钢板放入加工后钢板存储区。并通过I/O地址的分配，实现PLC与控制路线的接口连接，经过调试仿真，达到设计要求。关键词：可编程控制器（PLC），轧钢机设计，S7系列S7-300，控制仿真武汉理工大学《机电传动与控制》课程设计说明书目录摘要1第1章PLC概述31.1PLC的历史31.

4、2PLC基本结构31.3PLC的特点41.4PLC的功能51.5PLC的网络通信6第2章轧钢机控制设计72.1设计任务72.2设计要求7第3章系统硬件设计83.1总体设计83.2电机主电路83.3PLC轧钢机I/O分配表93.4PLC轧钢机I/O外部接线图9第4章系统软件设计104.1程序流程图104.2LAD程序设计11第5章系统调试与仿真145.1硬件组态调试145.2系统仿真14第6章总结18参考文献18附录：STL程序语句19武汉理工大学《机电传动与控制》课程设计说明书第1章PLC概述可编程逻辑

5、控制器PLC（ProgrammableLogicController），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，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。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。1.1PLC的历史在P

6、LC问世之前，工业控制领域中是继电器控制站主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等，而PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现，以及流程加工行业（如汽车制造业）对生产流程迅速、频繁变更的需求，P

7、LC技术出现并快速发展。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃，使早期的PLC从最初的逻辑控制、顺序控制，发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。但是，仍然沿用着顺序扫描、程序控制等基本模式及CPU+通信+I/O的基本结构。PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节

8、省了用户时间和成本。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。PLC的诸多优点确定了其在工业中的广泛应用。1.2PLC基本结构武汉理工大学《机电传动与控制》课程设计说明书图1PLC结构1.中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：a.接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误