轧钢机PLC控制系统设计(课程设计)

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1、 摘要摘要 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(Programmable Logic Controller)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

2、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 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

3、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：关键词：可编程控制器（PLC） ，轧钢机设计，S7 系列 S7-300，控制仿真 目录 摘要 0 第 1 章 PLC 概述 . 2 1.1 PLC 的历史 2 1.2 PLC 基本结构 2 1.3 PLC 的特点 3 1.4 PLC 的功能 4 1.5 PLC 的网络通信 5 第 2 章 轧钢机控制设计. 6 2.1 设计任务 . 6

4、 2.2 设计要求 . 6 第 3 章 系统硬件设计. 7 3.1 总体设计 . 7 3.2 电机主电路 . 7 3.3 PLC 轧钢机 I/O 分配表 8 3.4 PLC 轧钢机 I/O 外部接线图 8 第 4 章 系统软件设计. 9 4.1 程序流程图 . 9 4.2 LAD 程序设计. 10 第 5 章 系统调试与仿真. 13 5.1 硬件组态调试 13 5.2 系统仿真 13 第 6 章 总结 17 参考文献. 17 附录：STL 程序语句 . 18 第第 1 1 章章 PLCPLC 概述概述 可编程逻辑控制器 PLC （Programmable Logic Controller） ，

5、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。 1.1 PLC1.1 PLC 的历史的历史 在 PLC 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、

6、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，PLC 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，这样节省了用户时间和成本。PL