工业监控系统----轧钢机设计.doc

1、 课程设计说明书1、课程设计目的 可编程序控制器，英文全称Programmable Controller,简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC式微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，有照顾到了现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要

2、专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC应用于生产实践之中。（1）了解普通轧钢机的结构和工作工程。（2）弄清有哪些信号需要检测，写明各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。（3）弄清有哪些执行机构，写明从PLC到个执行机构的各输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。（4）绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。（5）编制PLC的程序，

3、结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。2、课程设计正文2.1技术要求（1）按下启动按钮，上下两扎辊电机（M1）启动运转，轧制方向为从右向左扎制。左右侧辊道电机（M2和M3）启动，逆时针运转，向左输送。（2）设备启动后，PLC检测有无等待的扎件，即S1是否有效。若无扎件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开扎件挡板，让扎件进入扎机的右侧轨道。（3）待扎件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭扎件挡板。（4）扎件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，有S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S

4、2有高电平变为低电平表示扎件已经通过了轧辊。扎件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。（6）1秒后启动左侧滚到向右输送。这是由安装在上轧辊上方的另一个这金属探测仪给出扎件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示扎件已经完全回到了轧辊右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。（8）1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。（9）重复（4）（8）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。（10）第三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒，把扎件送出扎机。结束该扎件的轧制工

5、程。（11）回到第二步但不需要4秒延时，（12）按下停止按钮结束工作。2.2 I/O地址分配输入：启动：I0.0 S1：I0.1 S2：I0.2 S3：I0.3 停止：I0.4输出：M1：Q0.0 M2：Q0.1 MF：Q0.2 MZ：Q0.3 Y2：Q0.4 挡板：Q0.5Y1：Q0.62.3模拟图Y22.4程序流程图开始M1、M2、MF启动扎件到来等待否是第一次轧制送到右边第二次轧制送到右边第三次轧制送出结束2.5梯形图3、课程设计总结或结论在这为期两周的课程设计中使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真

6、正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。而且更加理解了合作的重要性，只有通过大家的努力才能实现共同的目标。别且在老师的悉心指导下，使我们受益匪浅，学到了很多知识和技巧，对我们以后的学习和生活都有很大的帮助。1.3任务说明本课题的主要设计内容有：（1） 设计轧钢机运料小车的PLC程序（2） 设计轧钢机的MCGS组态环境 (3) 设计轧钢机的触摸屏界面 图1-1第二章 控制要求 当启动按钮SD按

7、下，电机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），电机M3反转（MF灯亮）。给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转重复上述过程。X2第一次接通，发光管A亮，表示有一向下压向量，第二次接通时，A、B亮，表示有两个向下压向量，第三次接通时，A、B、C亮，表示有三个向下压向量，若此时S2向下打，则在X2第三次接通断开时，电磁阀YU1灯灭，“A、B、C”全灭，“M2”灯亮送走钢板，按下启动开

8、关系统停止工作。图2-1第三章 MCGS界面设计3.1组态工程的建立1.启动“MCGS组态环境”，选择“文件/新建工程”，弹出如图3.1所示窗口。 图3.1 新建工程窗口图2. 将工程另存为“轧钢机模拟控制系统”，如图所示4.2所示。 图3.2 建立组态工程 3.2 创建组态画面1. 选择图4.3中的“用户窗口/新建窗口”。 图3.3 新建窗口2. 选择“窗口属性”，将窗口名称改为“轧钢机模拟控制系统”。 图3.4 设置窗口属性3. 在工具条中选择“工具条”。 图3.5 选择工具条4. 在“工具条”中选择“标签”。图3.6 添加标签5. 将标签调整到适合的大小，点击右键，选择“改字符”，将标签

9、改为如图3.7所示 图3.7 字符标签可以看到许多的对象原件：选择“开关”，在选择“开关3”按确定 图3.8 启动开关 对开关3的属性设置图3.9 开关单元属性设置图3.10 开关单元属性设置选择“指示灯”，在选择“指示灯2”按确定图3.11 指示灯的选择出现如下图所示的页面，这样选择5次，五个绿灯，这样用来做M1，M2，MZ,MF,YU1图3.12 指示灯的选择同样的选择3次“指示灯16”用来做邮箱A,B,C。在“传送带”中选择“传送带5”。自己新建一个电动机的图然后保存在选取。在“开关”中选择“开关3”做启动按钮和“传感器33”作为检测信号。别对所选的图形进行文字说明，点击，然后在图形边拉

10、取适当的大小进行编辑，如图：图3.13 指示灯名称编辑双击M1进行编辑，去掉边框，作如下设置图3.14 M1动画组态属性设置分别做完之后得到如下的控制界面：图3.15 控制界面3.3动画连接双击YU1进行如下设置，M1,M2,MZ,MF,YU1皆为这种设置： 图3.16 YU1单元属性设置图3.17 YU1单元属性设置图3.18 YU1动画组态属性设置启动按钮的设置如下图：图3.19 启动按钮SD单元属性设置图3.20 启动按钮SD单元属性设置对指示灯A的设置，B.C方法相同图3.21 指示灯A单元属性设置图3.22 指示灯A单元属性设置传感器S1的设置，S2方法相同图3.23 传感器S1单元

11、属性设置图3.24 传感器S1单元属性设置设置玩后进行实时数据库的设置：点击新增对象，出现“Data1”。图3.25 新增数据对M1，M2，MZ,MF,YU1，A,B,C,传感器S1，S2进行设置 图3.26 数据对象属性设置设置完后的实时数据库如下图 图3.27 实时数据库3.4编制循环策略运行策略中循环策略的设置 图3.28 循环设置 图3.29 脚本程序第四章 设备连接在MCGS组态软件开发平台上，单击“设备窗口”，再单击“设备组态”按钮进入设备组态。在“设备工具箱”中，选中“通用串口父设备”和“三菱FX系列编程口”。基本设置如下： 图4.1 通用串口设备属性图4.2 设备属性图4.3

12、设备属性图4.4 设备属性第五章 PLC运行调试5.1 设计思想及程序框图图5.1 程序流程图5.1 I/O地址表输入启动S1 S2输出M1M2MZMFABCYU1X0X1X2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7表5-1 输入输出地址表5.2 PLC程序1.启动SD按钮，电机M1、M2运行 2钢板在传送带上行进2秒后电机M2停止工作 3.检测传送带上有无钢板 4.检测钢板是否到位 5.A、B、C灯亮分别代表下压量次数1、2、3次 6.下压量次数 7.清零三个计数器 8.启动时对C3清零 第六章 触摸屏控制画面及制作过程创建工程图 6-1创建工程制作开机画面，其中校标设置为，换页面按钮跳转至“主菜单

13、”图 6-2 开机画面选择图形图 6-3 选择图形图 6-4轧钢机总操作图图 6-5 轧钢机操作图图6-6 轧钢机操作图图 6-7 轧钢机操作图 第七章 小结 在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是机械手臂的plc控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。通过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用

14、中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到

15、实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于plc设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，

16、少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。第八章 问题解答1.动画的动作变化非常慢，为什么？ 答：在“主控窗口系统属性系统参数”，可以修改闪烁周期和动画刷新周期时间，适当减小时间可以加快变化速度2.能够分解现有图库中的图并进行二次组合吗？ 答：可以，将图从图库中提取出来后，在右键单机出菜单中选择“排列”菜单项，从弹出的二级菜单中可以看到分解图符或分解单元菜单项，选择其中的命令即可，如果没有上述菜单项则说明该图不是由图符会单元组成的，不能分解。3.卸载MCGS时如何保留我的图库并再次利用？ 答：如果需要安装和卸载的MCGS版本相同或系统元件库相同那末在卸载之前先将MCGS中program目录中的Library。Lib拷贝到别处保存起来，安装新的MCGS后，用该文件将同名文件覆盖即可。39