彩钢瓦成型设备控制系统设计.doc

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

彩钢瓦成型设备控制系统设计

摘要

彩钢瓦常用建筑工地和民用的仓库等临时建筑。

彩钢瓦是通过彩钢压瓦机轧制。

本文设计了一种基于可编程控制器S7-200PLC的彩钢压瓦机的控制系统。

当彩钢板输送过来时，采用的光电编码器检测系统就会对彩钢板的运动位移进行自动计数，当记录的数与设定值相同时就会启动液压剪切系统来剪切彩钢板；在料架和压辊之间安装光电开关来检测有无料，有料正常工作，无料则报警停机；传动电机由变频器进行变频调速。

本设计主要包括系统总体设计、控制系统设计、系统软件设计，具体介绍了彩钢压瓦机控制系统的结构组成，确定相关的电路参数，选择各个元器件的型号，绘出系统的硬件接线图，软件的流程图以及程序的清单。

本设计的彩钢瓦成型设备控制系统，其剪切精度比较高，控制系统简单，操作方便，程序的运行也比较稳定，能够提高生产效率，具有一定的应用价值和经济价值。

关键词：

可编程控制器，光电编码器，变频调速，自动控制，液压剪切

Thecontrolsystemdesignofcolorsteeltilemoldingequipment

ABSTRACT

Colorwattsisoftenusedinconstructionandcivilwarehouseandoftenplaces,itisproducedbycolorsteeltilepress.Inhere,wedesignacolorsteeltilemoldingequipmentcontrolsystemandtoachieve,andthiscontrolsystembasedonprogrammablecontrollerS7-200PLC.Whenthethinsteelplatecome,photoelectricencoderautomaticcountingthesizeofthesteel,ifthesizeisconsistentwiththesetvalue,thehydrauliccuttingsystemwillstartandshearthinsteelplate;photoelectricswitchtodetectwhetherthematerial,ifhasmaterial,toworkproperly,ifnomaterial,itwillalarm;thedrivemotortofrequencycontrolbytheinverter.Thedesignincludessystemdesign,systemhardwaredesign,systemsoftwaredesign,introductionthestructureandcompositionofthecolorsteeltilepresscontrolsystem.Determinetherelevantcircuitparameters,selectthecomponentsofthemodel,anddrawthewiringdiagramofthesystem’shardwareandsoftwareflowchartandalistofprocedures.

Thedesignofthecoloredsteeltilemachineautomaticcontrolsystem,highcuttingprecision,thecontrolsystemissimple,easytooperateandrunstable,canimprovetheproductionefficiency,ithasacertainvalueandeconomicvalue.

KEYWORDS:

keywordsPLC,photoelectricencoder,frequencyspeed,Automaticcontrol,hydraulicshear

4

目　录

前　言 1

第1章绪论 2

1.1彩钢压瓦机发展历程和发展趋势 2

1.2设计的背景 3

1.3设计的主要内容 3

1.4本章小结 4

第2章彩钢压瓦机控制系统总体设计 5

2.1彩钢压瓦机系统的结构及工作原理 5

2.2控制系统的功能要求 6

2.3方案论证 6

2.4本章小结 7

第3章彩钢瓦成型设备控制系统设计 8

3.1彩钢瓦成型设备控制系统设计的内容 8

3.2有无料检测 8

3.2.1光电开关的工作原理 8

3.2.2光电开关的选型和使用 9

3.3彩钢瓦剪切控制 10

3.3.1行程开关工作原理 10

3.3.2行程开关的选型和使用 10

3.4彩钢瓦的长度检测 12

3.4.1光电编码器工作原理 12

3.4.2光电编码器的选择和安装 13

3.5电机控制 15

3.5.1变频器工作原理 15

3.5.2变频器的选型和使用 15

3.6控制PLC 17

3.6.1PLC的选择 17

3.6.2PLC端口的分配 17

3.7电机控制电路设计 18

3.8电源分配电路设计 19

3.9本章小结 20

第4章系统软件设计 21

4.1控制系统主流程 21

4.2控制系统功能模块 22

4.2.1控制系统功能模块框图 22

4.2.2参数设置程序 23

4.2.3自动控制程序 23

4.2.4手动控制流程图及程序 25

4.2.5液压系统程序 26

4.3编程软件的选择 27

4.4本章小结 27

结　论 28

谢辞 29

参考文献 30

附　录 31

外文资料翻译 38

FrequencyVariationSpeedControl 38

1ThePopularityandProspectofFrequencyVariationSpeedControl 38

2FrequencyVariationSpeedControlledMode 40

变频技术 44

1变频技术的普及前景 44

2变频调速控制方式 45

前　言

彩钢瓦常用建筑工地和民用的仓库等临时建筑。

随着彩钢瓦的普遍应用，现在有许多的大型工矿的厂房、钢结构屋架、仓库和大设备，都使用了彩钢瓦，有的还使用了琉璃式的彩钢设备，使得我们的生活的建筑的外观更加的整洁、漂亮，更加的丰富多彩。

彩钢瓦是通过彩钢压瓦机轧制。

彩钢压瓦机的结构合理，操作方便，功能齐全，钢料经过送料、压型、切断而成彩钢瓦。

彩钢瓦机采用变频调速、电脑控制，所以计量准确。

使用自动化控制软件，实现了生产的信息化管理。

机组整体的控制系统采用高集成的网络，使得其自动化系统的性能更加优越。

设备可以单独安装和使用，但是需要人工进行装料。

如果能够安装自动化的装料和卸料等装置，来组成彩钢瓦设备生产流水线，则可以自动生产，完全不需要进行人工操作。

本文根据彩钢压瓦机的发展趋势和市场需求，设计了一个基于S7-200PLC的自动控制系统，该系统具有结构简单、安装方便、操作简捷、控制精度高等优点，具有一定的经济和使用价值。

本文共分四章介绍了对彩钢压瓦机控制系统的设计。

第一章为绪论，主要介绍了设计的背景和设计的目的意义，以及设计的现状和彩钢压瓦机的发展趋势，并对设计的主要内容进行了介绍；第二章为系统的总体设计，包括对控制系统的功能要求、系统的结构组成及工作原理，对两种方案进行了论证和取舍；第三章为彩钢瓦成型设备控制系统设计，其中有彩钢瓦长度检测控制、有无料检测、电机控制和彩钢瓦截断控制，还对电机的控制电路、电源的分配电路进行了设计；第四章是系统的软件设计，介绍了整个控制系统的控制流程，并对控制系统的各功能模块进行了介绍和编程。

本文在编写的过程中参考了大量的文献资料，并得到了指导老师的认真指导，但由于自己的水平有限，内容难免会有错误和不当之处，恳请大家的批评指正。

第1章绪论

1.1彩钢压瓦机发展历程和发展趋势

我国压瓦机的发展历程既是一波三折的又是漫长的。

在我国的国民经济复苏及第一个五年计划期间里，我国砖瓦机械制造业经历了从无到有，并且在最后得到了迅猛的发展。

刚开始国家计划对外引进的设备进行仿造改制，并安排在矿山机械厂和建筑机械厂进行生产。

后来，一些彩钢瓦厂在自己的车间和设备的基础上，也开始了对彩钢瓦设备和配件进行生产。

当时生产的彩钢瓦设备种类较少，而且技术比较落后，主要生产的有琉璃瓦设备普通型彩钢机、单板机、小型辊压机等。

在这期间，因为前苏联引进的砖瓦机设备和轮窑焙烧技术，县级以上的砖瓦企业开始了半机械化生产模式，我国的砖瓦机械制造技术和水平得到了很大的提高。

在1965年到1985年的期间里，国家成立了专门的砖瓦研究所，而且在1966年吉林市砖瓦厂研制并成功生产出了粉煤灰产配比达到了百分之五十的烧结砖。

在这个基础上，1968年又在徐州吉祥的荣山砖厂和四川的砖瓦厂研制并成功生产出了煤矸石全内燃烧结砖；在天津的长征砖瓦厂研究出隧道窑一次码烧生产工艺；在北京市南湖渠砖厂研究出小断面一次码烧工艺。

而且在国家的投资下，又在南京的新宁砖瓦厂、西安的实验砖瓦厂、常熟的砖瓦厂成功建造了普通型多孔砖的生产线及空心砖的生产线。

在无锡市的利农砖瓦厂建造了空心砖制品的生产线。

同时，在国家相关部门的组织下，在相关科研和设计单位的紧密配合下，建设了一大批生产砖瓦机械的企业，并且都成为了主干，生产出了年产量达到五六千万的真空挤砖机等产品。

在这期间，我国砖瓦工业装备的技术水平由30年代的一无所有达到了60年代的国际水平。

在1985年至今的期间里，由于国家的改革开放，使得我国的国民经济和城乡的基本建设开始了高速的发展。

有了国家强有力的政策支撑，我国的砖瓦行业自身也在努力的在土地资源及能源的节约、环境保护和资源的综合利用上大力发展，以黏土、煤矸石、页岩和粉煤灰为原料的烧结空心制品整套设备和生产技术也完全发展成熟。

在这个时期内，我国的工艺技术水平大幅度的提高，其中全内燃焙技术也达到了上世纪80到90年代的世界水平。

现如今我国在彩钢瓦设备的需求点主要是集中在中大型、重型的高端产品上。

我国在金加和金切的进口数量和金额上虽然都出现了下降，不过加工中心的增速依然是正的，这就显示出我国对于高端机床的需求依旧是很大的。

由于市场的需求，我国的机床企业在研发上努力提高，产品的机构也进一步的优化，彩钢瓦设备的市场竞争力也得到了很高的提升。

彩钢瓦压型设备的行业是随着砖瓦行业的发展而得到发展的，从无到有，从小至大，彩钢行业实现了自主的升级以及技术的更新换代，也开发出了很多的拥有自主知识产权的技术，整个行业正朝着更好更高的目标向前进着。

所以，未来在我国机床替代进口的空间依然很大。

1.2设计的背景

彩钢瓦压型设备由放料、压型、剪切组成。

其组成部分包括：

整机、PLC控制系统、自动剪切系统和液压泵站系统。

该设备采用高水平的自动控制系统，能够实现生产的信息化管理。

整机的自动化控制系统运用了高集成的网络，使得自动化系统的性能更加优越。

能够生产出强度高、平整美观、结实耐用的产品，广泛应用在民用和工业所用的建筑，包括厂房、车库、仓库、影院、体育馆和展览馆等。

随着彩钢瓦成型设备在我国的发展和普及，现在有许多的工矿的厂房、钢结构的屋架、仓库和大型的设备都使用了彩钢瓦，甚至有的也使用了琉璃