论文的参考 - 图文

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目 录

1 引言 ................................................................. 2 2 轧钢机控制系统设计分析 ............................................... 4 2.1 轧钢机控制系统分析 ................................................. 4 2.2 Siemens S7-200 系列PLC ............................................. 7 2.3 系统输入与输出与PLC的硬件连接 .................................... 11 2.4 本章小结 .......................................................... 12 3 PLC对轧钢机控制系统的实现 ........................................... 13 3.1 顺序控制设计法与顺序功能图 ........................................ 13 3.2 轧钢机控制系统的顺序功能图 ........................................ 13 3.3 以转换为中心的编程方法 ............................................ 15 3.4 轧钢机控制系统梯形图 .............................................. 15 3.5 本章小结 .......................................................... 16 4 PLC和组态王通信的实现方式 ........................................... 17 4.1 组态王6.53的特点 ................................................. 17 4.2 S7-200 PLC的网络通信协议 .......................................... 18 4.3 数据交换存储区的定义 .............................................. 19 4.4 组态软件与PLC的通信设置 .......................................... 19 4.5 数据采集的实现 .................................................... 24 4.6 本章小结 .......................................................... 25 5 组态软件对现场状态监控的实现 ........................................ 26 5.1 轧钢机控制系统监控程序 ............................................ 26 5.2 变量和数据的定义 .................................................. 28 5.3 监控软件中的动画连接设计 .......................................... 29 5.4 本章小结 .......................................................... 31 结 束 语 .............................................................. 32 致 谢 ................................................................. 33 参考文献 .............................................................. 34 附录（一） ............................................................ 35 附录（二） ............................................................ 38

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1 引言

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轧钢机主要由主电机、主传动、主机座（工作机座）三部分组成。主电机主要根据轧机在工作中是否需要调速来定。需调速，采用直流电机；反之，有飞轮采用异步电机，没飞轮采用同步电机。主传动由减速机、人字齿轮座、主联轴器等组成。它是否采用飞轮，根据轧机的作业方式和负荷图来定。主机座由机架、轧辊、轧辊轴承及压下平衡装置组成。

可编程序控制器（Programmable Controller）简称为PC或PLC，日本电器控制学会曾对可编程序控制器作了一个定义：“可编程序控制器是将逻辑运算、顺序控制、时序、计数以及算术预算等控制程序，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制的装置。”

随着现代工业自动化程度的提高，特别是一些具有高精度，实现现场监控工作将需要自动化程度更高的系统来进行完成。这样一来，对控制系统 精确、稳定、可靠的控制就显得十分的重要。近年来随着大规模集成电路的发展，使得以微处理起为核心的组成的可编程序控制器得以迅速的发展，并广泛应用与各种领域中，以满足现代化大生产的高效的、大量的自动化要求。今天，相当多的大中型控制系统都采用上位计算机加可编程序控制器的方案，通过串行通信借口或网络通信模块交换数据信息，以实现分散控制和集中管理。上位计算机主要完成数据通信、网络管理、人机界面和数据处理的功能。数据的采集和设备的控制一般有可编程序控制器等现场设备完成.

本课题采用PLC作为轧钢机控制系统的控制器，是充分考虑到PLC硬件柔性化、抗干扰能力强、控制能力强、构成控制系统简单、设计周期短以及可维护性好等特点，使得轧钢机控制系统功能强、可靠性高，和硬件结合即可应用于工业现场。

在Windows操作系统中，使用Visual C++、Visual Basic等可视化编程软件，可以用比较少的时间设计美观漂亮、使用方便的人机界面，但是Visual C++、Visual Basic等可视化编程软件与种类繁多的现场设备的通信仍然比较麻烦，实现人机界面与现场 设备与现场设备湖动的程序的设计也是比较复杂。随着对工业自动化的要求越来越高，以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，“监控和数据采集系统”越来越受到用户的重视。为了解决上述问题，由于工业控制的组态软件应运而生。国际上比较著名的组态软件In touch、Fix等，国内也涌现出了组态王、力控等一批组态软件。有的可编程序控制器厂商也推出了自己的组态软件，如Siemens公司的WINCC

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和GE-Fanuc公司的CIMPLICITY等。

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组态软件的出现降低了系统集成的难度，节约了大量的设计时间，提高了系统的可靠性。

本课题采用北京亚控科技发展有限公司的工业控制组态软件——组态王6.53（演示版）。组态王6.53是运行在Windows98/NT/2000上的一种组态软件，并支持现有的大多数工业控制设备和数据采集设备。使用组态王，用户可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”，在任何需要的时候把生产现场的信息实时地传送到控制室，保证信息的畅通。组态王易于学习和使用，拥有丰富的工具箱、图库和操作向导，既可以为开发节省的大量时间，又能提高系统性能。本课题利用组态王6.53使用Siemens 的PPI协议通过PPI/PC电缆与PLC进行通信，将轧钢机控制系统的控制器S7-200 PLC的各种数据采集到上位计算机，现场操作人员和管理人员都可以看到各种数据。操作人员不需要深入生产现场，就可以获得实时数据，优化控制现场作业，提高生产效率。

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2 轧钢机控制系统设计分析

2.1 轧钢机控制系统分析

2.1.1 轧钢机控制系统的工作方式和运行流程图

轧钢机控制系统工作方式： 第一步：按启动按钮，电机转动。

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M1电机控制轧钢机的两个轧辊，M2电机控制后传送带。当按下启动按钮后，M1，M2电机转动，轧钢机的上（下）轧辊正转，下（上）轧辊反转；传送带E开始传送钢板。

第二步：开始轧钢。

M3电机控制前传送带。当传感器S1检测钢板已经到位后，M3反转，带动传送带F向前传送，钢板传送到轧辊位置进行轧钢。当传感器S2检测到钢板说明一次轧钢，此时A灯亮，M3正转带动传送带反转。

传感器S1检测钢板已经到位后，M3反转，带动传送带F向前传送，钢板传送到轧辊位置进行轧钢。当传感器S2检测到钢板说明 第两次轧钢，此时AB灯亮，M3正转带动传送带反转。

传感器S1检测钢板已经到位后，M3反转，带动传送带向前传送，钢板传送到轧辊位置进行轧钢。当传感器S2检测到钢板说明第三次轧钢，此时ABC灯亮，M3正转带动传送带反转。

传感器S1检测钢板已经到位后，M3反转，当传感器S2检测到钢板说明成品已经完成。

第三步：结束，开始下次轧钢

当ABC灯亮，且S2检测到钢板。说明成品已经完成，系统停机，过八秒钟后自动重启，开始下一个轧钢过程。

若按下紧急按钮，系统将全部停机待下次重新上电启动。 轧钢机控制系统运行流程图：