热处理车间烘房的plc控制系统设计及仿真(附件)【字数：12234】
摘 要随着社会在快速的发展，德国工业4.0的口号近年来也一直在响应。自动化行业业务迎来了爆发性的增长。在20世纪80年代初那个时候，热处理车间的烘房生产效率很差，车间的设备都是人工操作的概率比较大。到了20世纪末的时候，由简单的继电器构建的继电器电路，能够简单的操作的应用到车间的烘房，但是人工长期操作自动化程度不高的设备还是影响了产品的生产效率。本次毕业设计首先认真分析了任务书中的任务内容和要求，设计出一套在现实中可行的热处理烘房技术，采用西门子S7-200 PLC做主控制器，在系统按下启动按钮首先来控制烘房的温度，当烘房的温度达到目标设定值后，烘房的两个电动门同时打开，然后推料缸动作，把工件放到预热区和加热区，当行程开关检测到有料到位，再同时关闭同时两个电动门并计时加热，然后时间到了，两个电动门再同时打开，然后推料缸再次动作。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景与现状 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2发展现状 1
1.1.3研究意义 1
第二章 系统组成与分析 2
2.1自控系统总体方案设计 2
2.1.1设计目标 2
2.1.2设计任务 2
2.1.3系统控制要求 2
2.2温度传感器的选择 3
2.2.1 热电偶的定义及工作原理 4
2.2.2 运算放大器的工作原理 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1 PLC的背景 5
3.2 PLC技术特征 5
3.3 PLC的工作过程 6
3.4 PLC的选型 6
3.5 固态继电器的选型 8
3.6 电气原理图设计 9
3.6.1 主电路设计 9
3.6.2 控制电路接线图设计 10
3.6.3 PLC输入输出接线图设计 10
3.6.4 模拟量输入接线图设计 12
第四章 系统软件设计 13
4.1 PLC的运行方式 13
4.1.1 PLC的编程语言 13
4.2 PLC输入输出口分配 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.3 PLC编程软件简介 15
4.4 系统流程图设计 18
4.5 PLC程序设计 19
第五章 硬件仿真设计 20
5.1硬件仿真的介绍 20
5.2硬件仿真的过程 20
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附录I 28
附录II 31
第一章 绪论
1.1背景与现状
1.1.1研究背景
产品的多样化，社会的需求量来看，提高企业的生产率同时还能够降低企业所支出的企业成本，还能快速稳定的满足客户所要求的产品的质量和数量。工业自动化对于企业来讲，是非常重要的，提高生产效率不能一直靠人工，人也会老去，也会在生产过程中出现失误导致人身伤害，企业还要支付昂贵的医疗赔偿费用。机器可以通过自动化控制，能够24小时不间断生产，产品质量也得到了保证，机器出现故障的时候它会自动停机，不会因为一个失误对整个系统产生危害，自动化控制就可以避免这个问题。
1.1.2发展现状
社会发展的速度快速早在改革开放初期早就体现，那个时候人力就是第一生产力，随到了上个世纪90年代初得时候，在生产线自动控制部分，迎来了突破性得发展，以继电器有核心得控制低压电器得到了应用，机电一体化系统在自动化生产线上已经开始应用生产。到了21世纪初，PLC技术的发展越来越成熟，成熟在哪里，成熟在PLC的应用指令越来越简化易掌握，PLC工程师可以很快的上手去做一个项目，PLC支持的通讯功能也越来越强大，支持之前的点多点通讯，DP通讯，发展至今以太网通讯也越来越成熟，PLC以太网通讯成熟的同时也带动了触摸屏技术的发展，触摸屏也要开发多种通讯接口，从原来起初的9针的通讯物理接口到目前绝大多数触摸屏厂家都会生产的RJ45以太网接口，通讯的距离的延长对于控制来说，是有百利而无一害的。以太网通过工业级的以太网交换机，还可以把数据传送到很远的上位机监控平台。
1.1.3研究意义
以前的继电器功能，很死板，接线电路复杂，出现故障时，维修很不方便。通过PLC作为主控制器，能够更大程度上，把生产线控制系统的联动，通过PLC的中程序设计来处理复杂的逻辑控制要求，对未来的热处理车间烘房控制技术提供了可行性的指导意义。
第二章 系统组成与分析
2.1自控系统总体方案设计
2.1.1设计目标
小型生产线控制的应用环境中自动化控制部分还是很重要的，在企业产品的加工过程中，对系统的加工工艺要求要理解透彻，要使自己的系统中的容量及其规格能够满足绝大数客户的要求，在论文设计初期就要遵循以下设计目标：
按照毕设课题，设计工艺控制要求。
系统选择什么品牌的PLC。
确定系统中有多少数字量输入信号，多少数字量输出信号多少模拟量输入
信号，多少模拟量输出信号，也就说PLC的输入输出点大概有多少，确定好PLC的主控模块型号，和扩展模块型号。
规划好IO分配表。
设计电气接线原理图。
按照工艺要求设计，设计PLC程序。
2.1.2设计任务
本课题完成一个热处理车间烘房的PLC控制系统设计任务。按照工序要求，自动完成烘房工作规定的每道工序。烘房的控制有手动和自动两种工作方式，可用开关选择工作方式，并应各有必要的短路、过载、失电压保护。设计控制电路运用组态软件或利用实验室的电气设备进行部分硬件仿真。
2.1.3系统控制要求
课题任务的内容和要求：是为某厂热处理车间新建一个烘房，该烘房分高温和低温两个烘区。工件从烘门进入烘房低温区预热 20min，再进入高温区继续加热 l5min，然后送出烘房。工件送出烘房后还要由轴流风机吹冷l5min，工件风冷30min后，由电笛通知工人。上述预热、加热、风冷各工序均需时间控制。工件进出烘房及在烘房内的推进均由物料传送系统自动控制，每完成一个工序均由物料传送系统移动工件 (下图中工件的位置A、B、C、D之间是等距离的)，以便操作下一步工序。工件连续不断地送入烘房，当第一个工件由低温区送入高温区的同时，第二个工件被送入低温区。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景与现状 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2发展现状 1
1.1.3研究意义 1
第二章 系统组成与分析 2
2.1自控系统总体方案设计 2
2.1.1设计目标 2
2.1.2设计任务 2
2.1.3系统控制要求 2
2.2温度传感器的选择 3
2.2.1 热电偶的定义及工作原理 4
2.2.2 运算放大器的工作原理 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1 PLC的背景 5
3.2 PLC技术特征 5
3.3 PLC的工作过程 6
3.4 PLC的选型 6
3.5 固态继电器的选型 8
3.6 电气原理图设计 9
3.6.1 主电路设计 9
3.6.2 控制电路接线图设计 10
3.6.3 PLC输入输出接线图设计 10
3.6.4 模拟量输入接线图设计 12
第四章 系统软件设计 13
4.1 PLC的运行方式 13
4.1.1 PLC的编程语言 13
4.2 PLC输入输出口分配 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.3 PLC编程软件简介 15
4.4 系统流程图设计 18
4.5 PLC程序设计 19
第五章 硬件仿真设计 20
5.1硬件仿真的介绍 20
5.2硬件仿真的过程 20
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附录I 28
附录II 31
第一章 绪论
1.1背景与现状
1.1.1研究背景
产品的多样化，社会的需求量来看，提高企业的生产率同时还能够降低企业所支出的企业成本，还能快速稳定的满足客户所要求的产品的质量和数量。工业自动化对于企业来讲，是非常重要的，提高生产效率不能一直靠人工，人也会老去，也会在生产过程中出现失误导致人身伤害，企业还要支付昂贵的医疗赔偿费用。机器可以通过自动化控制，能够24小时不间断生产，产品质量也得到了保证，机器出现故障的时候它会自动停机，不会因为一个失误对整个系统产生危害，自动化控制就可以避免这个问题。
1.1.2发展现状
社会发展的速度快速早在改革开放初期早就体现，那个时候人力就是第一生产力，随到了上个世纪90年代初得时候，在生产线自动控制部分，迎来了突破性得发展，以继电器有核心得控制低压电器得到了应用，机电一体化系统在自动化生产线上已经开始应用生产。到了21世纪初，PLC技术的发展越来越成熟，成熟在哪里，成熟在PLC的应用指令越来越简化易掌握，PLC工程师可以很快的上手去做一个项目，PLC支持的通讯功能也越来越强大，支持之前的点多点通讯，DP通讯，发展至今以太网通讯也越来越成熟，PLC以太网通讯成熟的同时也带动了触摸屏技术的发展，触摸屏也要开发多种通讯接口，从原来起初的9针的通讯物理接口到目前绝大多数触摸屏厂家都会生产的RJ45以太网接口，通讯的距离的延长对于控制来说，是有百利而无一害的。以太网通过工业级的以太网交换机，还可以把数据传送到很远的上位机监控平台。
1.1.3研究意义
以前的继电器功能，很死板，接线电路复杂，出现故障时，维修很不方便。通过PLC作为主控制器，能够更大程度上，把生产线控制系统的联动，通过PLC的中程序设计来处理复杂的逻辑控制要求，对未来的热处理车间烘房控制技术提供了可行性的指导意义。
第二章 系统组成与分析
2.1自控系统总体方案设计
2.1.1设计目标
小型生产线控制的应用环境中自动化控制部分还是很重要的，在企业产品的加工过程中，对系统的加工工艺要求要理解透彻，要使自己的系统中的容量及其规格能够满足绝大数客户的要求，在论文设计初期就要遵循以下设计目标：
按照毕设课题，设计工艺控制要求。
系统选择什么品牌的PLC。
确定系统中有多少数字量输入信号，多少数字量输出信号多少模拟量输入
信号，多少模拟量输出信号，也就说PLC的输入输出点大概有多少，确定好PLC的主控模块型号，和扩展模块型号。
规划好IO分配表。
设计电气接线原理图。
按照工艺要求设计，设计PLC程序。
2.1.2设计任务
本课题完成一个热处理车间烘房的PLC控制系统设计任务。按照工序要求，自动完成烘房工作规定的每道工序。烘房的控制有手动和自动两种工作方式，可用开关选择工作方式，并应各有必要的短路、过载、失电压保护。设计控制电路运用组态软件或利用实验室的电气设备进行部分硬件仿真。
2.1.3系统控制要求
课题任务的内容和要求：是为某厂热处理车间新建一个烘房，该烘房分高温和低温两个烘区。工件从烘门进入烘房低温区预热 20min，再进入高温区继续加热 l5min，然后送出烘房。工件送出烘房后还要由轴流风机吹冷l5min，工件风冷30min后，由电笛通知工人。上述预热、加热、风冷各工序均需时间控制。工件进出烘房及在烘房内的推进均由物料传送系统自动控制，每完成一个工序均由物料传送系统移动工件 (下图中工件的位置A、B、C、D之间是等距离的)，以便操作下一步工序。工件连续不断地送入烘房，当第一个工件由低温区送入高温区的同时，第二个工件被送入低温区。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/168.html
