毕业设计基于plc在平板硫化机控制系统的设计与实现Word格式.docx
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摘要
随着科学的发展，人们逐渐进入了自动化的时代，首先就体现在军事与工业上，其中最重要的技术之一就是可编程控制器的使用，亦可称为PLC；
其主要功能是功能强大，可靠性高，编程简单，联网方便，很快被普遍使用。
理所当然也成为我们学习的重要课程之一，为了让所学的知识融入到社会中，达到理论与实践相结合的目的，我们进行了这次综合实训。
在实训报告中，我用可编程控制器控制平板硫化机的运作，其中包括设计的要求与规格说明，还有各种图纸样例（电路原理图，，元器件位置图，接线图，及梯形图，元器件明细表等）。
本系统采用OMRON公司的CPM2A系列PLC作为处理器，利用CX-Programmer编程软件进行梯形图程序设计。
系统的主要功能为控制平板硫化机动作、加热、传送等步骤。
改善了平板硫化机动作过程的可操作性。
最后采用世纪星组态软件来实现监控系统画面的运行，实现了远程监控的功能。
关键词：
平板硫化机；
可编程控制器；
组态软件
Abstract
Thispaperdescribestheboardcuringpressisakindofpressuremachinewithheat.ItapplytoPowerElectronics,articlesfordailyuseandbigrubberproducts.
ThissystemusestheOMRONCorporationPLCoftheseriesastheprocessorsCPM2A,usingCX-Programmerprogrammingsoftwareforladderdiagramprogramming.Mainfunctionofthesystemiscontrollingtheboardcuringpressaction,heating,andtransfer.Controlontheboardcuringpresscontrolsystemtechnicalrequirements.Finaladoptionofcenturystarconfigurationsoftwareformonitoringtheoperationofthesystemscreen,enablesremotemonitoringcapabilities.
Theresearchisvaluableinengineeringandeconomicsignificance.Theboardcuringpresscontrolsystemensurethecuringquality.Notonlyrealizehighqualityrubberproductdevelopment,butalsodomesticreformtraditionalequipment,andtechnologyinnovation.
Keywords：
Theboardcuringpress;
PLC;
configurationsoftware
绪论
1）课题背景及意义
平板硫化机是一种带有加热平板的压力机，目前，平板硫化机的需求越来越多，但是现有的手动液压平板硫化机劳动强度大，工作效率低，并且人为影响产品质量的因素过多，导致产品合格率低、生产成本增加，越来越不能满足工厂需要，因此自动液压平板硫化机逐渐成为代替手动液压平板硫化机的产品[1]。
自动液压平板硫化机可以从机械结构、液压系统控制和电器控制上解决普通平板硫化机存在的缺陷。
自动平板硫化机具有以下优点[2]：
（1）通过PLC实现设备的自动化控制，可以消除人为因素对制品的影响，便于管理。
（2）模具开启采用推出轨道式设计，通过液压油缸的辅助作用开启模具，有效地降低了工人的劳动强度。
（3）模具的进出、主机油缸的升降均可实现快慢速切换，有效地提高了设备运行速度及稳定性。
2）平板硫化机控制系统的国内外研究现状
硫化机与热压机属同种设备，要求工艺相同，都是对加工对象加压加热。
热压机主要用于生产人造板，保证人造板在一定的温度和压力下实现粘合，形成致密物，而硫化机加工的主要对象是橡胶制品。
德国是世界上生产平板硫化机的厂家最为集中的国家。
德国Bison公司首创了钢带油膜型平板硫化机，这种硫化机是在热板与钢带之间用油膜进行相隔，油膜可起润滑、导热和压力传递的作用；
德国Ksters公司则首先推出了钢带辊子链型的平板硫化机，该机采用的是短轴多排辊子链毯与柱式机架；
德国Siempelkamp公司所推出的的Contiroll型平板硫化机更是采用大直径通轴辊子；
德国Dieffenbacher公司的CPS型平板硫化机采用上下混合加压式布局，机架的两侧拉板可通过旋转开启[3]。
平板硫化机的显著特点是平板化生产，没有辅助时间的消耗。
平板硫化机的硫化操作可包括装胶、闭合、热压、开启和卸胶五个步骤，然而连续硫化机则不需要装胶、闭合、开启和卸胶过程，工作的效率就此得到明显提高[4]。
1994年，枣庄微山湖橡胶有限公司投入1.4亿元资金，从德国的kamp公司引入了一条具有世界级水平的平板硫化生产线。
该平板硫化机与连续硫化机外形结构相似，只是两块热板间各加了一条钢带和环形辊子链，钢带和环形辊子链各自有一套可独立传动的装置。
工作的时候两条钢带一起运行，橡胶从生产线的一端进入硫化机，在两条钢带中间进行硫化工艺，成品的胶带则从硫化机的另一端传出。
橡胶在两条钢带中间夹着，热板的热量和压力通过钢带传递至橡胶上进行对橡胶硫化[5]。
辊子链在钢带和热板之间运动，用来减轻热板和钢带相对运动过程中产生的摩擦力。
3）本论文的主要内容
本文主要通过对现有平板硫化机控制系统的调研和分析，依据用户对平板硫化机控制系统的要求，确定以可靠性高、使用简单、维护方便、编程PLC作为主要控制设备来设计平板硫化机控制系统，并引入计算机对平板硫化机控制系统进行远程监控与管理，保证整个系统运行可靠，安全节能，获得最佳的运行工况。
具体而言，论文包括以下内容：
第一章介绍对课题进行分析和研究的基础上，提出了系统的设计方案和思路，确定论文主要的研究内容和研究方法。
第二章对控制系统的设计做了详细的分析和研究，对硬件进行选择。
第三章介绍平板硫化机控制系统的核心控制系统PLC的软件设计。
第四章介绍世纪星组态软件的设计，通过组态软件世纪星对平板硫化机控制系统的实时监控。
4）本章小节
本章介绍了平板硫化机控制系统的国内外研究现状以及平板硫化机控制系统的研究背景和现实意义，以及本课题的来源和主要研究工作。
1平板硫化机控制系统的设计
1.1平板硫化机控制优缺点
1.11在硫化机上使用可编程序控制器的优点
（1）简化输入设备及其本身的接线，如万能转换开关、按钮等可从复杂的多组组合简化为单组组合。
限位开关、按钮等的接线可只接一组接点（常开或常闭），另一种状态可通过PC内部识别，这样大大地降低了外围设备的接线姓。
（2）用软件代替继电器的倾接线.改变控制要求方便。
PC机采用有微型计算机为核心的电子线路，是多种电子式继电器、定时器和计数器的组合体，它们之间的连线（即内部接线）通过指令用编程器进行.如果按照现场要求改变控制方式，修改控制线路，只需用编程器对指令进行修改即可，十分方便。
（3）用半导体元件将继电器有触点控制改为PC机无触点控制，大大提高了。
J靠性相稳定性，将原继电器盘控制装町的故障，如继电器线圈烧坏、线圈粘连、线阁吸合不紧、接点脱落等继电器本身的故障彻底消除。
（4）扩展I/0饥架有两种电源型号选择：
①使用100～120VAC或200～240VAC电源；
②使用24VDC电源。
输入设备如按钮、选择开关、行程开关、压力调节器等可用24VDC电源作为信号源，这样可避免由于生产环境温度过高而造成行程开关、压力调节器等短路现象，提高了维修工人的安全性，降低了维修工作埠。
输出端可通过200～240VDC电源直接驱动电磁阀、接触器等输出负载。
（5）除了有CPU错误、电池错误、扫描时间错误、存贮器错误、Hostink错误、远程I/O错误等自诊断功能和能判断PC机自身故障外，对应于I/O每一个点都有信号指示灯，指示I/0的0N/OFF状态，根据I/O指示灯的显示可准确、快捷地判断PC机外围设备的故障。
（6）根据控制要求，可方便地构成最合适的系统，且便于扩展。
如果硫化机需增加和改进外围控制系统，在主CPU上再加扩展元件，以后设备需联网，可很方便地构成系统。
本系统以由一台平板硫化机、一台液压站，一台PLC、一个远传压力表及若干辅助部件构成。
各部分功能如下：
（1）液压站用来提高压力来推动平板硫化机的升降；
（2）PLC用于处理平板硫化机的各个动作控制；
（3）外围辅助电路用以当自动控制系统出现故障时，可以通过人工调节方式维持系统运行，以保障连续生产。
1.2硬件及通讯
本系统采用了欧姆龙的CPM2A型号PLC。
平板硫化机控制系统控制环节采用上位机和下位机组成，下位机直接控制运行，上位机负责对该控制系统的工作运行的状况进行监视，其中上位机（计算机）通过COM端口用RS-232与PLC相连进行通信的，而PLC需先接入220V交流电源，再将启动﹑停止按钮各个开关通过24V直流电源连接到PLC的输入端口上（系统硬件接线图见图1.1所示）。
1.2.1PLC简介
PLC，全称：
可编程序控制器（ProgrammableLogicController），它是一种为在工业生产应用而设计的电子运算系统，它是当今发达国家工业标准的自动控制设备之一，PLC是以微处理机作为基础，并且综合了一些计算机技术、通信技术和自动控制技术等先进技术。
综合现代科技而发展出来的一种新型自动控制工业设备。
由于PLC采用了集计算机、仪器仪表、电气控制于一身的“三机一体化”的综合技术，具有诸多特点：
成本低、维修方便、可靠性非常高、抗千扰的能力、简单易懂的编程等，加上在发展过程中，产品的产业化、标准化和系列化，使PLC在从最早的逻辑控制到顺序控制，快速的扩展到连续控制，并且开始进入了过程控制和批量控制的领域，成为工业自动化系统的支柱。
因此PLC与其它的控制器相比它更加适合工业控制环境和市场的要求。
目前，PLC在大、中、小型领域、大容量、强功能等方面有了很大的飞跃。
图1.1PLC硬件连线图
1.2.2PLC的工作原理
PLC采用了不同于一般计算机的扫描方式。
工作过程：
图1.2扫描过程
如图1.2所示，当PLC在工作状态时，工作过程一般有三个阶段，即输入采样、执行用户程序和刷新输出三个阶段。
在完成上述三个阶段称为一个扫描周期。
在整个运行过程期间，CPU以一定的循环时间来重复执行上面三个阶段[6]。
（1）输入采样阶段：
在输入采样阶段，PLC以扫描的方式分别读取所有数据和输入状态，并且将它们存进I/O映像区中的相应的单元内。
结束后，进行执行用户程序和输出阶段。
（2）用户程序执行阶段：
在执行用户程序阶段，PLC总是按由上至下，由左到右的顺序依次扫描梯形图，并且按照先上后下、先左后右的顺序对构成的逻辑线路进行运算，根据运算结果，刷新逻辑线圈在系统RPM存储区中对应位的状态。
（3）刷新输出阶段：
基于PLC控制的平板硫化机控制系统，当执
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