基于PLC的加热炉自动上料控制系统.docx

1、基于PLC的加热炉自动上料控制系统摘 要可编程逻辑控制器是集微处理器，存储器，输入输出接口与中断系统于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造，冶金，化工，能源，交通等各个行业。PLC具有较强的逻辑运算能力，可以实现各种开关量从简单到复杂的逻辑控制，在现代工业生产过程中，有许多连续变化的模拟量，如温度，压力，流量，液位等，可编程逻辑控制器可实现对模拟量的控制。本次设计针对加热炉自动上料控制系统，考虑到生产实际工程，以工业生产中常见的加热炉为主体，分析并设计它的自动上料控制系统。控制运料小车在生产轨道上的动作，生产轨道上设有行程开关，可以让小车自动发出信号，控制炉门的开闭，同时小车前进后退与卸料过程

2、都可以自动实现。这次设计完成了主电路，辅助电路的设计。另外设计出了控制系统对应的梯形图，通过PLC编程程序，用STEP-7软件和S7-200联机调试，成功地仿真了整个生产工程，运行良好，达到了设计的目标。通过组态王软件和S7-200联机调试，模拟加热炉自动上料控制系统的生产现场，也取得了很好的效果。关键词：S7-200PLC，加热炉，自动上料，STEP-7 PLC-BASED AUTOMATIC FEEDING OF THE FURANCE CONTROL SYSTEMABSTRACTProgrammable logic controller is a microprocessor, memo

3、ry, input-output interface with the interruption of the system in one device, has been widely used in machine building, metallurgy, chemical industry, energy, transportation and other industries. PLC logic with strong computing power, can achieve a variety of switch from the simple to the complex lo

4、gic control, in the process of modern industrial production, there are many analog continuous change, such as temperature, pressure, flow, level, etc., Programmable logic controller can be realized on the analog control. The design for the furnace control system for automatic feeding, taking into ac

5、count the production of the actual works to the common industrial production for the main furnace, analysis and design of its control system for automatic feeding. The controlled car track in the production of the action, the production on track with trip switch, so that cars can automatically send

6、a signal to control the opening and closing door, at the same time discharging car forward and backward process can be self-fulfilling. The design is completed the main circuit, auxiliary circuit design. In addition to design a control system corresponds to the ladder, through the PLC programming pr

7、ocedures, the STEP-7 software and S7-200 online debugging, the successful simulation of the entire production engineering, a good run, reaching the design goals. King view through S7-200 software and online debugging, simulation furnace automatic control system for the production of materials at the

8、 scene, but also achieved good results.KEY WORDS: S7-200PLC ,furnace, automatic feeding ,STEP-7摘要ABSTRACT前言第1章 可编程控制器概述1.1 可编程控制器的产生背景1.2 继电器控制系统与PLC控制系统的比较1.3 可编程控制器的综述与发展趋势1.3.1 可编程控制器的特点1.3.2 可编程控制器的分类1.3.3 可编程控制器的应用范围1.3.4 可编程控制器的发展趋势第2章 可编程控制器的硬件结构和工作原理2.1 PLC的硬件结构2.2 PLC的扫描工作原理2.3 S7-200系列PLC2

9、.3.1 S7-200系列PLC的主要功能2.3.2 S7-200系列的组网2.4 PLC的基本编程元件第3章 可编程控制器的设计技巧3.1 可编程控制器的编程3.1.1 可编程控制器的编程原则和技巧3.1.2 可编程控制器控制系统的设计步骤3.2 可编程控制器应用中常见的问题第4章 加热炉自动上料控制系统的设计4.1 设计的具体过程4.1.1 设计任务4.1.2 设计意义4.1.3 设计方案的选择4.1.4 设计流程图4.2 加热炉自动上料控制系统的方案实施4.2.1 分析生产过程并确定I/O点数4.2.2 合理分配I/O端口并制表4.3 绘制电路图与梯形图4.3.1 绘制主电路图4.3.2

10、 绘制辅助电路接线图4.3.3 画出梯形图4.4用STEP-7软件与S7-200联机调试第4章 组态王工程的建立与仿真5.1组态主画面的建立 5.1.1组态画面的建立5.1.2定义IO设备 5.1.3构造数据库5.2建立动画连接5.3组态王软件与S7-200联机模拟生产过程致谢参考文献附录外文资料译文前 言可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）通常称为可编程控制器，英文缩写为PLC，是以微处理器为基础，综合计算机技术，自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等优点，特别是它的高

11、可靠性和较强的恶劣工业环境适应能力更是得到用户的好评。它将传统的继电器控制技术和现代计算机信息处理技术的优点结合起来，成为工业自动化领域中最重要，应用最多的控制设备。目前已广泛应用于冶金、能源、化工、交通、电力等行业，并已跃居现代工业控制三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）的首位。可编程控制器在工业控制领域中应用十分广泛，用继电器控制的系统中，要完成一个任务，需要有导线接入设备（按钮、控制开关、限位开关、传感器等）与用若干中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的具有一定逻辑功能的控制电路相连接，然后通过输出设备（接触器、电磁阀等执行系统）去控制被控对象的动作或运行。这种控制系统称作接线

12、控制系统，所实现的逻辑称为布线逻辑，即输入对输出的控制作用是通过“接线程序”来实现的。这种控制系统的设备体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度不高、通用性和灵活性差，已不能满足现代化生产过程中生产工艺复杂多变的控制要求。传统的继电器接触器控制模式，它是由接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制系统。尤其是它在辅助电路方面的设计较为复杂，接线繁多。另外它的使用具有单一性，即一台控制装置是针对某一固定程序的设备而设计，当程序变更是，就需要重新配线。PLC以微处理器为核心的新兴工业控制器。它把计算机的功能完备、灵活性、通用性好等优点和继电器接触器控制系统的操作方便、价格低、简单易懂等优点结合起

13、来，成为一种适应工业环境的通用控制装置，并独具一格地采用以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使编程方法和程序输入更加简捷，即使不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术。对于工业生产尤其是车床或生产流水线的控制采用PLC控制，很容易实现，另外它的成本低，通用性和耐用性都很强.在国外，可编程控制器产生于20世纪60年代末期，当时美国的汽车工业竞争十分激烈，各生产厂家为适应市场需求，不断更新汽车型号，要求相应的加工生产线随之改变，整个继电器接触器顺序控制系统也要重新设计和配置。这样不但造成设备的浪费，而且新系统的接线也十分费时。为了尽可能减少重新设计继电器控制系统和接线所需的成本和

14、时间，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）向全球招标开发研制新型的工业控制装置以取代继电器控制装置，特定10项招标的技术要求： （1）编程简单方便，可在现场修改程序。 （2）硬件维护方便，采用插件式结构。 （3）可靠性要高于继电器控制装置。 （4）体积小于继电器控制装置。 （5）可将数据直接送入管理计算机。 （6）成本上可与继电器控制装置竞争。 （7）输入可以是交流115V。 （8）输出交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀。 （9）扩展时，原有系统只需做很小的改动。 (10)用户程序存储器的容量至少可以扩展到4KB。1969年美国数字设备公司（DEC）根据通用汽车公司（GM）

15、向全球招标的技术要求，研制了第一台可编程逻辑控制器，投入通用汽车公司的生产线过程控制系统中，取得了极佳的效果。1971年，日本从美国引进了这项技术，并很快研制成了日本第一台可编程控制器。随后德国，法国也研制了自己的可编程控制器并在工业领域开始使用。我国从1974年开始研制，并与1977年开始工业应用。20世纪70年代末到80年代初，随着微电子技术的发展，微处理技术日趋成熟，使可编程控制器的处理速度大为提高，同时增加了许多特殊的功能：数值运算、函数运算、查表等，使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，而且还可以对模拟量进行控制。进入20世纪80年代后，随着大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，以

16、16位和32位微处理器构成的微机化可编程控制器得到了惊人的发展，使之在概念、设计、性价比等方面有了重大突破。可编程控制器具有了高速计数、中断技术、PID控制等功能，同时联网通信能力也得到了加强，这些都使得可编程控制器的应用范围和领域不断扩大。近10年来，我国的PLC研制、生产、应用也发展很快。特别是在应用方面，在引进一些成套设备的同时，也配套引进不少PLC。如上海宝刚第一期工程，就采用了250台，第二期也采用了108台。又如天津化纤厂、秦川电站、北京吉普车生产线、西安的彩电和冰箱生产线等等都采用了PLC控制。第1章 可编程控制器概述 1.1 可编程控制器的产生背景在20世纪60年代以前，工厂里实现生产过程自动控制的设备