plc加热炉自动送料控制新版专业系统设计.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》所要求控制循环。
2）按停止按钮，立即停止。
3）要求能够实现回原点、单周期、连续控制。

3. 设计要求
1）画出端子分配图和次序功效图
2）设计并调试PLC控制 梯形图
3）设计说明书
4. 进度安排
1)了解题目要求，查阅资料，确定设计方案 2天
2）PLC次序功效图和梯形图设计 5天
3）说明书撰写 2天
4）答辩 1天

指导老师：

主管院长： 年 月 日
目 录

序言… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …2
摘要… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …3
第一部分
PLC概述… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …4
PLC设计任务书及基础要求 … … … … … … … … … … … … … …5
PLC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
程序步骤图… … … … … … … … … … … … … … … … … … …10
梯形图… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …11
语句指令表… … … … … … … … … … … … … … … … … … 18
总结… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …21

附注：参考文件

序言
加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace） 对加热炉出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行自动控制。早期加热炉自动控制仅限控制出口温度，方法是调整燃料进口流量。现代化大型加热炉自动控制目标是深入提升加热炉燃烧效率，降低热量损失。为了确保安全生产，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历史和关键地位，20世纪50年代中国政府就十分重视自动化学科发展和自动化专业人才培养。现在，世界上有很多很活跃领域全部离不开自动化技术，比如机器人、月球车等。另外，自动化学科对部分交叉学科发展一样起到了主动促进作用，比如网络控制、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、信息论影响下得到不停发展。在整个世界已经进入信息时代背景下，中国要完成工业化任务还很重，或说我们正处于后工业化阶段。
工业加热炉炉温应该根据生产工艺要求维持在一定数值。不过炉热负荷常常在改变(比如常常要打开炉门取出已加热工件和送入冷工件)，在这种条件下要靠自动控制技术正确控制炉温，保持炉温误差很小。而靠人力调整则难以做到，从而会造成能源浪费甚至影响产品质量。
大家每十二个月全部把很多重量达成吨级人造地球卫星正确送入在数百千米乃至数万千米高空预先计算好轨道，并一直保持其姿态正确，也就是使它太阳能电池帆板保持指向太阳，使它无线电天线保持指向地球。这只有依靠优异自动控制技术才能做到。
然而在国际形势日益复杂、科学技术日益进步今天，人造地球卫星和宇宙飞船已经不能完全满足需要，多年来出现“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”必需处理技术难题之一就是智能自主控制技术。

课程设计基础要求

1、课程设计题目：加热炉自动送料控制系统
2、设计内容：
机械系统包含自动台车、机械臂起吊装置、冷却槽和夹紧装置四部分。控制动作关键包含：台车前进∕后退、机械臂上升∕下降、夹钳夹紧∕松开、冷却槽前进∕后退。示意图图所表示。
动作控制要求：
开启―→装料台取料―→装料1#炉―→夹钳冷却―→装料台取料―→装料2#
1#炉加热完成
炉―→台车退到1#炉――――――→1#炉出料―→卸料台卸料―→夹钳冷却―
2#炉加热完成
→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选型：
西门子企业SIMATIC S7-200系列属于小型PLC，即可用于替换继电器简单控制场所，也可用于复杂自动化控制系统。
PLC控制主机，使用西门子S7―200系列作为整个系统主控制机。
我们使用是18输入/8输出共26个数字量I/O点CPU
选择S7―200CPU226
1、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、最大数字量I/O： 256
4、最大模拟量I/O： 32AI/32AO
5、扩展模块数量： 7个模块
6、内部存放器位： 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应用系统功效设计，即依据被控制对象功效和工节要求，明确系统必需要做工作和必备条件。然后是进行PLC应用系统功效分析，即经过分析系统功效，提出PLC控制系统结构形式、控制信号种类、数量，系统规模、布局。最终依据系统分析结果，具体确实定PLC机型和系统具体配置。其控制系统设计思想及其步骤以下：（1）深入了解和分析被控对象工艺条件和被控要求，如控制本方法，操作方法。
（2）依据被控对象对PLC控制系统功效要求和所需要输入、输出信号点数等，选择适宜类型 PLC。
（3）依据控制要求所需用户输入、输出设备，确定PLCI/O点数，并设计I/O端口接线图。
（4）依据生产工艺要求，画出系统工作循环图表。
（5）依据系统工作循环图表设计出梯形图。

步骤图：

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 M2.6
A I0.4
O SM0.1
O I2.1
O M0.0
AN M0.1
= M0.0
LD M0.0
A I0.0
A I0.4
A I1.0
O M0.1
AN M0.2
= M0.1
CALL 取料子程序
LD M3.3
A M0.1
A I1.0
O M0.2
AN M0.3
= M0.2
LD M0.2
A I0.6
O M0.3
AN M0.4
= M0.3
CALL 放料子程序
LD M3.6
A M0.3
A I1.0
O M0.4
AN M0.5
= M0.4
LD M0.4
A I0.4
LD I0.2
A I1.0
OLD
O M0.5
AN M0.6
= M0.5
LD I0.1
A I1.4
OLD
O M2.2
AN M2.3
= M2.2
LD M3.3
A I0.7
A I1.5
O M2.3
AN M2.4
= M2.3
CALL 取料子程序
LD M2.3
A M3.3
A I1.0
O M2.4
AN M2.5
= M2.4
LD M2.4
A I0.5
O M2.5
AN M2.6
AN M0.5
= M2.5
CALL 放料子程序
LD M3.6
A M2.5
A I1.0
A I0.1
O M2.6
AN M0.0
= M2.6
LD I2.1
R M0.1, 35
LD I0.3
A I0.0
O M2.7
AN M3.0
= M2.7
R Q0.1, 1
= Q0.0
LD M2.7
A I1.0
= M3.7
= Q0.6
LD M3.7
A I1.3
O M4.0
AN M4.1
AN Q0.0
= M4.0
= Q0.1
LD M4.0
A I1.1
O M4.1
AN M4.2
= M4.1
TON T37, 300
LD M4.1
A T37
O M4.2
AN M4.3
AN Q0.1
= M4.2
= Q0.0
LD M4.2
A I1.0
O M4.3
AN M0.6
AN M1.7
AN Q0.6
= M4.3
= Q0.7
END

CALL 冷却子程序

LD M4.3
A M0.5
A I1.4
O M0.6
AN M0.7
= M0.6
CALL 取料子程序
LD M3.3
A M0.6
A I1.0
O M0.7
AN M1.0
= M0.7
LD M0.7
A I0.7
O M1.0
AN M1.1
= M1.0
CALL 放料子程序

LD M3.6
A M1.0
A I1.0
O M1.1
AN M1.2
= M1.1
LD M3.3
A I0.6
A I1.5
O M1.2
AN M1.3
= M1.2
CALL 取料子程序
LD M1.2
A M3.3
A I1.0
O M1.3
AN M1.4
= M1.3
LD M1.3
O M3.0
AN I0.4
= M3.0
R Q0.3, 1
LD M3.0
A I0.4
R M3.0, 1
R Q0.4, 1
LD M0.4
O M1.1
O M1.3
O M1.5
O M2.0
O M2.4
O M2.6
O M3.0
= Q0.2
LD M0.2
O M0.7
O M2.2
= Q0.3
END
取料子程序:
LD M0.1
O M1.2
O M1.7
O M2.3
O M0.6
O M3.1
AN M3.2
AN Q0.0
= M3.1
= Q0.1
LD M3.1
A I1.2
O M3.2
AN M3.3
AN Q0.5
= M3.2
= Q0.4
LD M3.2
A I1.7
O M3.3
AN M0.2

A I0.5
O M1.4
AN M1.5
= M1.4
CALL 放料子程序

LD M3.6
A M1.4
A I1.0
O M1.5
AN M1.6
= M1.5
LD M1.5
A I0.4
O M1.6
AN M1.7
AN M2.2
= M1.6
CALL 冷却子程序
LD M4.3
A M1.6
A I1.4
AN I0.1
O M1.7
AN M2.0
= M1.7
CALL 取料子程序
LD M3.3
A M1.7
A I1.0
O M2.0
AN M2.1
= M2.0
LD M2.0
A I0.6
O M2.1
AN M2.2
= M2.1
CALL 放料子程序
LD M3.6
A M2.1
A I1.0
AN M0.7
AN M1.3
AN M1.7
AN M2.4
AN Q0.1
= M3.3
= Q0.0
END
放料子程序:
LD M0.3
O M1.0
O M1.4
O M2.1
O M2.5
O M3.4
AN M3.5
AN Q0.0
= M3.4
= Q0.1
LD M3.4
A I1.2
O M3.5
AN M3.6
= M3.5
= Q0.5
LD M3.5
A I2.0
O M3.6
AN M0.4
AN M1.1
AN M1.5
AN M2.2
AN M2.6
AN M0.5
AN Q0.1
= M3.6
= Q0.0
END
冷却子程序:
LD M0.5
O M1.6
O M3.7
AN M4.0
AN Q0.7

总结：
经过2周实训，使我学会了很多。在这2周里，我和我小组完成了实训项目。首先我学会了团体合作，没有我们组一起努力，也就没有最终结果。在这次实训当中，我负责整汇报、画图这些部分，这也是我第一次接触到Visio这个软件，经过老师教导，我学会了怎样去将项目标部分电路图和分布图完成，这让我受益匪浅。
在这次实训当中，我对PLC使用也有了近一步了解，即使我们组分工明确，但在程序编写或调试时候，大家全部参与了进来，也相互填补着自己不足。我原来对部分PLC梯形图编写不太熟练，也对项目分析得不太正确，不过有了老师和组员帮助，我还是有着不少了解，但还是存在着自己不足。经过实训，我深入得肯定我自己不足之处，但对自己所学知识有了愈加明确认识，而且我相信，在以后学习当中，我会填补我自己本身存在不足，主动得发挥团体合作精神，争取在其它方面，包含编写程序这块 内容中得到提升。
这次实训在大家帮助下，得以圆满成功，不管是团体合作这方面还是个人动手这方面，我们全部得到了很好锻炼。也经过这次实训，我们对PLC这门课有了对知识更深入渴望。我相信，汗水不会白费，我们以后成功是有目共睹。

参考文件：
[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企业. 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,.