*** 学院
毕业论文（设计）
题目：基于西门子S7-200的高炉小车
上料自控系统设计
系别：机电工程系
专业：电气自动化技术
班级：电气101
姓名：***
指导教师：***
2013年5 月18 日
***学院毕业设计（论文）任务书
学生姓名： *** 机电工程系电气自动化技术专业 101 班
毕业课题：基于西门子S7-200的高炉小车上料自控系统设计
教学时间：2013年 3月1日至 2013年 6 月 7 日
毕业设计内容及要求：
课题内容：
1、根据已确定的《基于西门子S7-200的高炉小车上料自控系统设计》课题进行调研。
2、学习有关西门子S7-200的的相关理论知识和操作。
3、掌握基于西门子S7-200的高炉小车上料自控系统设计的工作原理及系统整体功能分析。
4、对基于西门子S7-200的高炉小车上料自控系统设计的研究成果后期维护和完善做出提议和说明
课题要求：
1、题目：应简短、明确、有概括性，可分为主标题和副标题。
2、摘要：应扼要叙述本设计（论文）的主要内容、特点，文字要精炼，内容在400字左右。关键词3-5个。
3、目录：三级目录。
4、绪论：应说明课题的来源、目的、意义，对本课题已有研究情况的评述。
5、正文：对设计或研究做详细表述（计量单位统一用国家标准制，引用的数据或重要论断要注明出处。）
6、结论：概括说明所进行工作的情况与价值，分析其优缺点和特色，尤其要指出讨论的中心问题所在，并应指出存在问题和今后改进方向。
7、主要参考文献：按正文引用的先后顺序列出。
进度安排：
2013-2-25到2013-3-29(第0—4周)：完成相关的调研，写出调研报告。
2013-4-1到2013-4-12(第5—6周)：学习相关理论知识；根据课题内容收集有
关资料；拟定论文大纲。
2013-4-15到2013-5-17(第7—11周)：根据课题内容及要求，撰写毕业论文并
征求指导教师意见。
2013-5-20到2013-5-31(第12—13周)：完成论文修改，定稿论文，打印、装
订并提交论文。
2013-6-3到2013-6-14(第14—15周)：答辩准备并参加毕业答辩。
参考资料：
[1] SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2] 西门子（中国）有限公司.深入浅出西门子S7-200PLC（第三版）[M] 北京航空航
天大学出版社,2007.
[3] 丁镇生.传感器及传感技术应用[M].北京:电子工业出版社,1998.
[4] 陈建明.电气控制与PLC应用[M].北京:电子工业出版社,2009.
指导教师：*** 教研室主任：*** 系主任：***
2013年 3月 28 日
摘要
近年来，可编程逻辑控制器不断向低成本、小型化、高速度、高性能、高可靠性方面发展，编程语言也不断丰富。世界快速发展的今天，PLC以其优越的性能和高度的智能化等种种的优点获得的全世界的广泛认同，并且因其具有通用性强、编程简单、体积小、安装维护简便等优点，使其在工业控制领域中得到了日益广泛的应用，并占据了主导地位。
下面介绍设计流程,设计高炉小车上料系统的主电路，确定PLC的I/O 分配表，完成系统的硬件接线图等工作，用S7-200的SETP7 MicroWin32编写PLC程序，通讯、编译下载程序，通过PLC实现了高炉上料的控制。之后用三维力控组态软件实现对整个系统的监控，设计过程大体为画力控组态的画面组态、数据库的建立以及动化连接等，完成三维力控组态软件PC Auto3.62与PLC的通讯，设计设计好组态之后，在力控组态画面上可以实现PLC运行状态显示。
关键词：高炉上料；PLC；传感器；V4.0 STEP 7 MicroWIN SP5
目录
摘要 .......................................................................................................................................................... I V 目录 ........................................................................................................................................................... V 绪论 (6)
1高炉小车上料系统软硬件介绍 (1)
1.1PLC介绍 (1)
1.1.1西门子S7-200介绍 (1)
1.1.2 PLC编程介绍 (4)
1.2 传感器介绍 (4)
1.2.1磁性开关 (4)
1.2.2电感式接近开关 (5)
1.2.3光电传感器 (6)
1.3组态软件 (7)
1.3.1组态软件介绍 (7)
1.3. 2组态软件系统构成 (8)
1.3. 3组态软件的特点及功能 (9)
1.3. 4三维力控组态软件的介绍 (9)
2高炉小车上料系统设计 (11)
2.1高炉小车上料设计简述 (11)
2.2主电路设计 (11)
2.3 I/O分配表 (12)
2.4 PLC接线图 (12)
2.5 高炉小车上料的梯形图 (12)
2.5.1主程序 (12)
2.5.2运行控制子程序 (14)
2.5.3装料子程序 (16)
2.5.4卸料子程序 (16)
2.6 高炉小车上料的上位机设计 (17)
2.6.1组态画面 (17)
2.6.2定义数据变量 (18)
2.6.3动画连接 (18)
2.6.4编写控制流程 (18)
2.7西门子S7-200与三维力控组态软件通讯 (18)
3 上下位机联机统调 (21)
3.1 下位机调试 (21)
3.2联机调试 (21)
结论 (22)
致谢 (23)
参考文献 (24)
附录 (25)
绪论
钢铁行业是我国重工业之一，是我国的支柱产业。高炉上料是炼铁生产的重要环节，可靠完美的上料自动控制及数据采集对于高炉的顺利稳产、降低焦化、提高产量质量起着重要的作用。现在国内外钢铁企业都非常关注高炉产量如何提高的问题，也都在积极应用高炉上料自动化系统。高炉上料自动化系统主要解决以下几方面的问题：在工艺上要保证自动化系统能够正确的按照料单进行配料，并且能安规定的顺序把料送进高炉；在电气设计上要保证系统有一定数目的检测点，以保证给控制器能够对输入的信号作出准确的处理并进行对外控制；在软件上要保证监控系统的准确可靠性。
高炉的上料在高炉冶炼过程中有重要的地位，早期高炉上料控制系统多采用继电器逻辑控制，主要存在两大缺陷，一是由于冶炼工艺的要求，使得控制系统复杂，连锁环节多，导致故障点多，故障率高，维修工作量大；二是工作模式只有手动和机旁两种操作方式，手动操作用于生产，机旁操作用于机构调整，不能实现自动化生产。
随着电子技术的发展及普及应用，采用PLC作为主控制器实现高炉上料系统的自动控制成为技术进步的必然。它有效解决了传统继电控制的缺陷，提高高炉上料系统的稳定性，安全性，可靠性和自动化。为高炉的稳定，高产创造了技术和设备条件。已在国内冶金行业逐步推广。
1高炉小车上料系统软硬件介绍
1.1PLC介绍
1.1.1西门子S7-200介绍
可编程控制器的英文为Programmable Controller，在二十世纪七十至八十年代一直简称为PC。由于到九十年代,个人计算机发展起来也称PC，加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司首次将可编程控制器定名为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）。
国际电工委员会IEC在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的控制器，用来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的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
它以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。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。
西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。
小型PLC中，CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的单元，通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功
能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。四种型号的PLC具有下列特点：
（1）集成的24V电源
可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。
（2）高速脉冲输出
具有2路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。
（3）通信口
CPU221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU226、CPU226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。
（4）模拟电位器
CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。
（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿做出响应。
（6）EEPROM存储器模块（选件）
可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。
（7）电池模块
用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
（8）不同的设备类型
CPU 221~226 各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。
（9）数字量输入/输出点
CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224 具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM
具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。
（10）高速计数器
CPU221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz 的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号
西门子S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比，系统组成如下图。
图1.1 S7200-PLC系统组成
如图1.1所示：S7200PLC由主机、输入/输出接口、电源、模块扩展接口和外部设备接口、计算机编程软件等几个主要部分组成。
在本设计中由于工程不大以及实际需求功能上考虑，S7-200系列性价比高，所以选择S7-200PLC。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，I/O数量及软件容量等，因此限制着控制规模。考虑输入输出点的数量，CPU226具有24个输入点和16个输出点，能够满足设计的需求，又因为实验室中有现成的CPU226可以直接使用，不必再挑选器件，浪费时间。所以最终选择S7-200CPU226型号的PLC。
1.1.2 PLC编程介绍
用户的PLC程序可以用梯形图语言或指令表语言编写。梯形图程序主要由触点、线圈等软元件组成，触点代表逻辑的“输入条件”，线圈代表逻辑的“输出条件”，程序的逻辑运算按从左到右、从上到下的方向执行。触点和线圈等组成的独立电路称为网络，允许以网络为单位，给梯形图加注释，通常程序按网络编号的顺序执行。
程序梯形图与继电器系统电气原理图类似。梯形图程序仿真电路中电流的流动，通过一系列的逻辑输入条件，决定是否有逻辑输出。一个梯形图程序包括左侧提供“电流”的母线，闭合的触点允许电流通过它们流到下一个元件，而打开的触点阻止电流的流动。指令表语言类似计算机的汇编语言，用户既可以输入梯形图，也可以输入指令表，两者可由编程软件V4.0 STEP 7 Micro WIN SP4自动转换。
1.2 传感器介绍
1.2.1磁性开关
高炉小车系统所使用的液压缸都是带磁性开关的液压缸。这些液压缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，这样就提供了一个反映液压缸活塞位置的磁场。而安装在液压缸外侧的磁性开关则是用来检液压缸活塞位置，即检测活塞的运动行程的。
有触点式的磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。顶出到位检测（I1.2）、缩回到位检测（I1.3）均是这种传感器。舌簧开关成型于合成树脂块内，并且一般还有动作指示灯、过电压保护电路也塑封在内。图1.2是带磁性开关液压缸缸的工作原理图。当液压缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。触点闭合或断开时发出电控信号，在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断顶出及缩回缸的运动状态或所处的位置，以确定活塞杆是否被顶出或返回。
在磁性开关上设置的LED显示用于显示其信号状态，供调试时使用。
磁性开关动作时，输出信号“1”，LED亮；磁性开关不动作时，输出信号“0”，LED不亮。
磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧定螺栓，让磁性开关顺着液压缸滑动，到达指定位置后，再旋紧紧定螺栓。
磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到PLC 输入公共端，棕色引出线应连接到PLC输入端。磁性开关的内部电路如图1.3中虚线框内所示。
图1.2 带磁性开关液压缸的工作原理图
图1.3磁性开关的内部电路
1.2.2电感式接近开关
原点检测开关（I0.4）是一个无触点的电感式接近传感器，用来提供直线运动的起始点信号。
电感式接近开关是利用电涡流效应制造的传感器。电涡流效应是指，当金属物体处于一个交变的磁场中，在金属内部会产生交变的电涡流，该涡流又会反作用于产生它的磁场这样一种物理效应。如果这个交变的磁场是由一个电感线圈产生的，则这个电感线圈中的电流就会发生变化，用于平衡涡流产生的磁场。
利用这一原理，以高频振荡器（LC振荡器）中的电感线圈作为检测元件，当被测金属物体接近电感线圈时产生了涡流效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路（包括检波、放大、整形、输出等电路）将该变化转换成开关量输出，从而达到检测目的。电感式接近传感器工作原理框图如图1.4所示。
图1.4 电感式接近传感器工作原理框图
1.2.3光电传感器
“光电传感器”是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。
光电式接近开关主要由光发射器和光接收器构成。如果光发射器发射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达光接收器的量将会发生变化。光接收器的敏感元件将检测出这种变化，并转换为电气信号，进行输出。大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。
按照接收器接收光的方式的不同，光电式接近开关可分为对射式、反
射式和漫射式3种，如图1.5所示。
高炉小车上料系统中的料足检测（I0.5）、卸料完成检测（I1.4）均为漫射式光电开关，所以这里着重介绍漫射式光电开关。
漫射式光电开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之若接近开关的前方一定距离内出现物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。图 1.5(b)为漫射式光电接近开关的工作原理示意图。
图1.5光电式接近开关原理
1.3组态软件
1.3.1组态软件介绍
随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在
工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。
1.3. 2组态软件系统构成
按照系统环境划分，从总体上讲，组态软件是由两大部分构成的：系统开发环境：是自动化工程设计工程师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境。通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统,供系统运行环境运行时使用。系统开发环境由若干个组态程序组成，如图形界面组态程序、实时数据库组态程序等。系统运行环境：在系统运行环境下，目标应用程序被装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境由若干个运行程序组成，如图形界面运行程序、实时数据库运行程序等。组态软件支持在线组态技术，即在不退出系统运行环境的情况下可以直接进入组态环境并修改组态，使修改后的组态直接生效。自动化工程设计工程师最先接触的一定是系统开发环境，通过一定工作量的系统组态和调试，最终将目标应用程序在系统运行环境投入实时运行，完成一个工程项目。
1.3. 3组态软件的特点及功能
延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级。
封装性（易学易用）。通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。
通用性。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。
1.3. 4三维力控组态软件的介绍
力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，它基于Windows98/NT/2000/XP操作系统运行，最大特点是以灵活多样的“组态方式”，而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简洁的工程实现方法。
力控软件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O 驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。
(1)工程管理器（Project Manager）
工程管理器用于创建工程、工程管理等用于创建、删除、备份、恢复、选择当前工程等。
(2)开发系统（Draw）
开发系统是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。
(3)界面运行系统（View）
界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面，脚本、动画连
接等工程。
(4)实时数据库（DB）
实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
(5) I/O驱动程序（I/O SERVER）
I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通信。它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。
(6)网络通信程序（NetClient/NetServer）
网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。
(7)通信程序（PortServer）
通信程序支持串口、电台、拨号、移动网络通信。通过力控在两台计算机之间，使用RS232C接口，可实现一对一（1：1方式）的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机（1：N方式）的通信，同时也可以通过电台、MODEM、移动网络的方式进行通信。
(8)Web服务器程序（Web Server）
Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。
(9)控制策略生成器（StrategyBuilder）
控制策略生成器是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件，采用符合IEC1131-3标准的图形化编程方式，提供包括：变量、数学运算、逻辑功能、程序控制、常规功能、控制回路、数字点处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。控制策略生成器与力控的其它程序组件可以无缝连接。
2高炉小车上料系统设计
2.1高炉小车上料设计简述
小车的上下运行可以通过电机M1的正反转来实现，并通过两个交流接触器KM1和KM2来控制，传送带的转动，为小车装料可以通过电机M2实现，由交流接触器KM3控制，由此画出高炉小车上料的主电路。小车的翻斗卸料通过一个二位五通双向电控阀控制。当小车运行到远点，检测到车内无料，传送带电机得电，为小车装料，检测到料满后，传送带停止，装料结束，随后小车上行，碰到上限位开关后，电机停转，顶出电磁阀得电，小车翻斗卸料，检测到卸料完成后，缩回电磁阀得电，小车料斗缩回，缩回到位，小车下行，进入下一个循环。运行过程中，按下急停按钮，小车立即停止运行，按下停止按钮，得完成一个周期后才能停止。
2.2主电路设计
图2.1主电路
2.3 I/O分配表
表2.1 S7200-PLC I/O分配表
2.4 PLC接线图
如图2.2所示。
2.5 高炉小车上料的梯形图2.5.1主程序
如图2.3所示。
网络一
一上电，对所有的交流接触电器，电磁阀，及子程序的顺序状态继电器复位。
网络二
按下启动按钮，运行控制子程序顺序状态继电器S10.0之一，并调用运行控制子程序。
网络三
按下急停按钮，所有的交流接触器，电磁阀复位，高炉上料系统停止所有动作。
网络四
按下停止按钮，顺序状态继电器是S10.0复位，即完成一个周期后小车自动停止。
图2.2 PLC接线图
图2.3 主程序
2.5.2运行控制子程序
如图2.4所示。
网络一
顺序状态继电器S10.0开始。
网络二
检测到小车不在远点，反转下行交流接触器得电，电机反转，小车下行，下行到原点，检测到原点，电机停转，小车停住，检测到无料，开始
运料小车的模拟控制 一、实验目的 用PLC构成运料小车控制系统 二、实验内容 实验示意图如图1所示。 图1 运料小车实验示意图 1．控制要求 ①、单步运行 按下启动按钮SD后，选择单步运行按钮A1，按一次A1，小车运行一步；系统进入装料→右行R1→右行R2→右行R3→卸料→左行L1→左行L2→左行L3，最后按停止按钮ST 复位。 ②、单周期运行
按下启动按钮SD后，选择单周期运行按钮A2，小车来回运行一次后停止，最后按停止按钮ST复位。 ③、自动运行 按下启动按钮SD后，选择自动运行按钮A3，系统进入装料→右行→卸料→左行→装料循环，最后按停止按钮ST复位。 ④、手动运行 按下启动按钮SD后，选择手动运行按钮A4，系统通过ZL、XL、RX、ZX四个按钮的状态来决定小车的运行方式。按下装料开关ZL，系统进入装料状态，灯S1亮，S1灭，按下右行按钮RX，灯R1、R2、R3依次点亮，模拟小车右行，按下卸料按钮XL系统进入卸料状态，灯S2亮，S1灭，按下左行按钮XL，灯L1、L2、L3依次点亮，模拟小车左行。最后按停止按钮ST复位。 2．I/O分配 输入输出 起动SD：I0.0 装料S1：Q0.0 停止ST：I0.1 卸料S2：Q0.1 装料ZL：I0.2 右行R1：Q0.2 卸料XL：I0.3 右行R2：Q0.3 右行RX：I0.4 右行R3：Q0.4 左行XL：I0.5 左行L1：Q0.5 单步A1：I0.6 左行L2：Q0.6 单周期A2：I0.7 左行L3：Q0.7 自动A3：I1.0 手动A4：I1.1 3．按图所示的梯形图输入程序。 4．调试并运行程序。
运料小车P L C控制 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
运料小车自动循环控制系统 一、任务描述： 设计一个运料小车自动循环控制系统，运料小车的动作顺序如下所述： 小车可以在A、B两点间运动，A、B两处各有一个行程开关。 小车可以在A、B两点间运动，A、B两处各有一个行程开关。 小车可以在A、B两点间运动，A、B两处各有一个行程开关，小车到A点停10S装料， 小车可以在A、B两点间运动，A、B两处各有一个行程开关，小车到A点停10S装料，随后驶向B点， 小车可以在A、B两点间运动，A、B两处各有一个行程开关，小车到A点停10S装料，随后驶向B点，到B点停5S卸料。
小车可以在A、B两点间运动，A、B两处各有一个行程开关，小车到A点停10S装料，随后驶向B点，到B点停5S卸料。完成后再返回A点， 二、小车动作流程图设计： 根据上述运料小车的动作顺序要求，设计的流程图如下图所示： 三、PLC控制的I/O地址分配： 各地址分配如下表1所示 表1：输入/输出信号地址对照表 四、PLC控制的梯形图设计： 1、控制要求的描述： 1).启动要求： a.如果停止的小车未装料则按下启动SB1按钮，让小车启动并左行去装料； b.如果停止的小车已装料则按下启动SB2按钮，让小车启动并右行去卸料； 即：将一组启动按钮（SB1、SB2）分别串接在小车左、右行的控制线路中。 2).互锁要求： a.按下启动按钮SB1（或SB2）可使小车实现左行（或右行）且只能保持一种运动状 态；
即：将各自的辅助继电器的常闭触电串接在对方的控制线路上。 b.当小车左行压到SQ1时，则小车停下来并开始装料，时间一到开始右行； 即：SQ1的常闭触点串接在小车左行控制线路中，同时将其常开触点串接在装料启动控制线路中，定时继电器的常开触点并接到左行控制线路中，同时将它的常闭触点串接到装料启动控制线路中。这样就达到了互锁的目的，同样小车卸料再左行的互锁也是如此。 2).停止要求： 当按下停止按钮SB3时，无论小车处于左行还是右行状态都能及时原地停下来； 即：将停止按钮的常闭开关串接在两条左、右行的控制线路上。 2、编写梯形图程序： 根据上述要求编写运料小车自动循环控制的PLC梯形图如下：
课题：高炉自动上料（配料）控制系统的设计与制作 系部：机电工程学院 专业：电气自动化技术 班级： 姓名：李瑞 学号： 指导老师： 2019．3．15 第28 页共20页
目录 摘要 (31) 第一章序言 (31) 1.1课题意义 (32) 1.2课题来源 (33) 1.3国内外高炉自动控制系统的研究现状和趋势 (33) 1.3.1高炉计算机控制发展 (33) 1.3.2炼铁自动化技术的现状 (34) 1.3.3高炉自动化系统的发展趋势 (34) 1.4毕业设计主要任务 (35) 1.5本章小结 (35) 第2章高炉上料生产工艺 (35) 2.1高炉上料系统的组成与工作原理 (36) 2.1.1高炉上料系统自动控制概述 (37) 2.1.2高炉上料控制系统流程 (37) 2.2高炉炼铁生产工艺简介 (39) 第三章可编程控制器及PID控制 (39) 3.1可编程控制器 (40) 3.2PID控制 (41) 第四章高炉上料系统的软件设计 (42) 4.1PLC程序设计 (42) 4.2槽下设备运转控制 (45) 4.3主卷上料小车的连锁控制 (45) 结束语 (47) 谢辞 (47) 参考文献 (48) 第30页共20页
在冶金企业中，高炉给料系统是一个非常重要的复杂的设备系统。为了保证高炉进料的稳定、安全、高效工作，高炉进料计算机自动控制的设计与实现显得尤为重要。在提高控制系统控制精度的基础上，进一步提高了高炉进给操作的可靠性、安全性和稳定性，为高炉的生产提供了可靠的保证。本文结合实际科研项目——高炉进料系统自动改造，开发设计了一套高炉进料生产线自动控制系统。本项目跟踪国内外先进技术，采用目前先进的无钟炉具设备，提高设备可靠性，降低备件消耗，节约成本。在国内外生产过程控制技术发展的基础上，开发设计了可编程控制器控制系统。在本系统中，PLC作为核心部件，对整个生产线起到监控作用，各种电磁阀等机械部件发出控制指令，并结合组态软件完成论文的要求。根据PLC的输入和输出点进行硬件配置;根据PLC编程的特点，采用与工厂电路图最接近的方法——梯形图编制软件，并将软件划分为几个模块。通过组态软件实现操作界面、数据显示、设备状态、布匹设置、历史趋势、打印管理。用户可以修改各种数据。在原有常规控制系统的基础上进行了优化。采用PID控制对进给流量阀进行调节和控制。采用精确的结构模型对高炉进料系统进行了详细的分析，有效地解决了进料流量阀相对误差较大的问题，实现了快速调整，为高炉稳定高产创造了条件。 关键词：高炉自动上料系统；PLC；PID控制 第一章序言 高炉炼铁在钢铁冶金行业中，是最重要的组成部分。高炉炼铁是一个连续的过程，其通过氧化还原反应，将铁矿石还原生成生铁。各种原料包括铁矿石、焦炭和助熔剂按成分比例，由炉顶加料装置批次被送至高炉内，炉喉面要维持在一定的高度。铁矿石和焦炭在炉中变化成为交替的层状结构，在下降的过程中，矿石逐渐变成铁水和熔渣，聚集在炉中，并定期从释放口放出。高炉供料系统是炼铁生产的重要组成部分，供料系统通过料车分开，分为配料系统和上料系统前后两部分，本文主要阐述上料系统的硬件和软件的设计。 第28 页共20页
第三章控制系统设计 3.1控制系统工作原理 3.1.1运料小车的运动流程 某自动生产线上运料小车的运动如图3-1所示，运料小车由一台三相异步电动机拖 动，电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行。在生产线上有5个编码为1—5的站点供小车停靠，在每个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制除了启动按钮和停止按钮之外，还设有5个呼叫按钮开关（HJ1-- HJ5）分别与5个停靠 站点相对应。 3.1.2设备控制要求 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下: （1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮， 系统停止工作; （2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭钮 HJ所对应的停靠站时停止； （3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭按 钮HJ所对应的停靠站时停止； （4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭钮 开关HJ1--HJ5应具有互锁功能，先按下者优先 3. 2小车运动分析 小车在呼叫按钮之间的运动如图3-2所示， 图3-2小车在呼叫按钮之间的运动 图3-1运料小车示意图 HJ的编码时，小车向右运行运行到按 HJ的编码时，小车向左运行，运行到 HJ的编码时，小车保持不动；呼叫按
根据生产工艺要求设计出小车在运料过程中的速度变化情况如图 3-3所示,
Us) 图3-3小车在两呼叫按钮之间运料过程中速度变化情况 根据料车运料过程中速度曲线图"确定变频器的频率变化情况如图3-4所示, 图3-4 变频器的频率变化情况 根据系统控制要求，分析出如下系统控制流程图，
3.3运料小车控制系统的PLC选型和资源配置3.3.1控制系统图 控制系统如图3-5所示
运料小车的控制运行文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
第三章控制系统设计 控制系统工作原理 3.1.1 运料小车的运动流程 3.1.2 设备控制要求 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下： （1）按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作； （2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭HJ的编码时，小车向右运行运行到按钮HJ所对应的停靠站时停止； （3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭HJ的编码时，小车向左运行，运行到按钮HJ所对应的停靠站时停止； （4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭HJ的编码时，小车保持不动；呼叫按钮开关HJ1--HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。 3．2 小车运动分析 小车在呼叫按钮之间的运动如图3-2所示，
图3-2 小车在呼叫按钮之间的运动 根据生产工艺要求设计出小车在运料过程中的速度变化情况如图3-3所示， 图3-3 小车在两呼叫按钮之间运料过程中速度变化情况 根据料车运料过程中速度曲线图"确定变频器的频率变化情况如图3-4所示， 图3-4 变频器的频率变化情况 根据系统控制要求，分析出如下系统控制流程图，
图 3-5 控制系统流程图运料小车控制系统的PLC选型和资源配置 3.3.1 控制系统图 控制系统如图3-5所示
系统资源分配 3.5.1 I\ O地址分配 由于CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不再需要输入＼输出模块。采用I＼O自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X000— X015，输出端子对应的输出地址是Y000—Y011。 3.5.2 数字量输入部分 这个控制系统的输入有启动按钮开关、停止按钮开关、5个呼叫按钮开关、5
重庆科技学院 毕业设计（论文）题目1350M3高炉主上料装置设计 学院机械与动力工程学院 专业班级设维08-01 学生姓名宋卫学号2008630644 指导教师何正春职称工程师 评阅教师职称 2011年 6 月8 日
重庆科技学院 毕业设计（论文）任务书 院（系）机械与动力工程学院 专业班级设维08-01 学生姓名宋卫学号2008630644 指导教师何正春职称工程师 题目：1350M3高炉主上料装置设计 ______________________________________ （任务起止日期2011年03月21 日至2011年06月24日） 系主任年月日
学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年月日
摘要 本次毕业设计是关于13503 m高炉主上料装置的设计。首先进行充分的调研，包括设备的使用条件、环境条件，作好详细的资料调研收集，了解高炉炼铁的生产工艺过程，分析各种可能的方案，进行必要的可行性和必要性分析，根据要求设计出能根据炼铁工艺的要求，满足13503 m高炉炉顶上料的高炉上料装置，并且有较好的使用和维护性能。对设计的输送设备的主要零部件进行强度校核，主要标准件的选取进行充分的理论计算分析。最后设计出了能满足要求的带式输送机上料装置。 关键词：高炉上料装置驱动装置
第三章控制系统设计 控制系统工作原理 3.1.1运料小车的运动流程 某自动生产线上运料小车的运动如图 3-1所示，运料小车由一台三相异步电动机拖动， 电机正转，小车向右行，电机反转，小车向左行。在生产线上有 5个编码为1 —5的站点 供小车停靠，在每个停靠站安装一个行程开关以监测小车是否到达该站点。对小车的控制 除了启动按钮和停止按钮之外，还设有 5个呼叫按钮开关(HJ1--HJ5)分别与5个停靠站 点相对应。 3.1.2设备控制要求 3. 2小车运动分析 小车在呼叫按钮之间的运动如图3-2所示, 运料小车在自动化生产线上运动的控制要求如下： (1) 按下启动按钮，系统开始工作，按下停止按钮, (2) 当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按扭 按钮HJ 所对应的停靠站时停止； (3) 当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按扭 到按钮HJ 所对应的停靠站时停止； (4) 当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按扭 按钮开关HJ1--HJ5应具有互锁功能，先按下者优先。 系统停止工作; HJ 的编码时， HJ 的编码时, HJ 的编码时, 小车向右运行运行到 小车向左运行，运行 小车保持不动；呼叫 图3-1运料小车示意图
图3-2小车在呼叫按钮之间的运动 根据生产工艺要求设计出小车在运料过程中的速度变化情况如图3-3所示, MD) 图3-3小车在两呼叫按钮之间运料过程中速度变化情况 根据料车运料过程中速度曲线图"确定变频器的频率变化情况如图3-4所示, 图3-4 变频器的频率变化情况 根据系统控制要求，分析出如下系统控制流程图，
图3-5控制系统流程图运料小车控制系统的PLC选型和资源配置 3.3.1控制系统图 控制系统如图3-5所示
本文介绍了莱钢1#1000m高炉矿槽炉顶上料系统的工艺流程，施耐德公司昆腾系列PLC控制系统的特点、硬件组态及软件功能，并详细介绍了该PLC控制系统的主要控制功能。Abstract：This paper mainly discuss the process control system of feeding system for blast furnace based on Schneider TSX Quantum series PLC. Configuration software Concept2.6 are adopted to monitor and manage process data. The whole system well satisfies the technical requiments for control. 关键词：PLC；自动控制；上料系统；昆腾 Key words：PLC；automation；feeding system；Quantum 1、概述 莱钢1#1000m高炉2005年投产，矿槽炉顶上料系统设计采用施耐德公司昆腾系列PLC，该控制系统实现了对矿石、球团、烧结、焦碳等原料的自动称量，并完成称量误差的自动补偿；实现了炉顶各阀门的顺序自动开关，α、β、γ的角度自动设定以及其他相关辅助设备的自动控制；实现了对高炉矿槽炉顶上料系统的数据采集、数据显示与数据控制。该系统投运以来，运行稳定，效果良好。 2、高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程简述 2.1 槽上控制工艺流程： 高炉槽上设计13个料仓，4个烧结矿仓(3#、4#、5#、6#)，2个焦炭仓（7#，8#），3个球团仓（9#、10#、11#），2个杂矿仓（1#、2#），1个焦丁仓。 槽上有3条打料皮带机，每条皮带机对应一辆卸料小车，采用卸料小车可以将胶带机输送的原料卸至不同的料仓，当采用卸料小车进行卸料时，卸料小车先开至所选择的料仓上方，然后启动胶带机，原料就经卸料小车卸到小车下方的料仓。 2.2 槽下控制工艺流程： 高炉槽下设两个大烧结矿仓，两个小烧结矿仓，两个杂矿仓，三个球团仓，一个备用仓。每个矿仓下都有振动筛，筛除小于5mm的碎矿，大烧结矿仓的矿经过筛分后分别进入料坑的左右中间称量斗，小烧结矿仓的矿经筛分后分别进入各自配套的称量斗，然后经矿石皮带机集中运送，经料坑上方的翻板进入料坑中的矿石中间斗，经筛分后的5mm烧结矿经返矿皮带机运到碎矿仓。 焦炭设左右两个焦仓，仓下装有振动筛和振动给料机，焦炭经筛分后，大于20mm的块焦，分别直接进入料坑的左右焦炭称量斗，筛下小于20mm的碎焦经SJ1、SJ2胶带机倒运33 到SJ3碎焦胶带机上，送至碎焦仓上振动筛，将碎焦分级成8mm以上和8mm以下两种产品，大于8mm的焦丁由SJ4胶带机运至焦丁仓，再经焦丁给料机到焦丁称量斗，然后到供料胶带机与烧结矿一起进入料坑中间斗。小于8mm的碎焦落入焦粉仓等待汽车外运。当料车到底后，相应的矿石中间斗或焦炭斗向料车装料。
高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计摘要：高炉上料过程必须做到及时、准确，操作灵活，靠人工操作已不能满足生产需要，自控系统成为高炉生产中不可缺少的环节，因此，必须高度重视高炉自控系统的设计工作。 关键词：自控系统；布线；配料；环形布料；定点布料；扇形布料；料制参数 abstract: the blast furnace process must be done timely, accurate, flexible operation, can no longer rely on manual operations to meet production needs, the automatic control system to become an indispensable component in the blast furnace production, therefore, we must attach great importance to the design of the blast furnace automation system. key words: automatic control system; wiring; ingredients; circular fabric; the sentinel fabric; fan-shaped cloth; material system parameters 中图分类号：tb486+.3文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012） 高炉上料是炼铁生产中非常重要的环节，是衔接上、下游生产工序的纽带，且控制工艺复杂，实时性要求高，一旦出现问题，将给炼铁生产造成严重影响，甚至休风停产。因此，必须设计好高炉上料系统的自动控制方案，并且结合生产工艺，优化控制细节。下
中南民族大学 计算机科学学院 PLC课程设计报告 课程PLC技术及应用 设计题目高炉上料PLC控制系统 年级专业12级自动化 学号 学生姓名 指导教师 2015年 6 月22 日
目录 引言 (4) 1. 课题要求 (4) 2. 系统总体方案设计 (4) 2.1 系统硬件配置及组成原理 (4) 2.2 系统变量定义及分配表 (5) 2.3 系统接线图设计 (6) 2.4 系统可靠性设计 (7) 3 控制系统设计 (7) 3.1 控制过程工艺流程图设计 (7) 3.2 控制程序顺序功能图设计 (10) 3.3 控制程序设计思路 (11) 4 人机界面设计 (11) 4.1 选用界面介绍 (11) 4.2 画面制作及设计 (12) 5 系统调试及结果分析 (12) 5.1 系统调试及解决的问题 (12) 5.2 结果分析 (13) 结束语 (13) 参考文献 (14) 附录一：源程序 (14)
附录二：调试运行中的部分运行图 (19)
高炉上料PLC控制系统 引言 高炉上料PLC控制系统主要运用于工业现场，例如混凝土加工厂、炼钢厂等大型工业现场。这些大型工业现场由于设备笨重、车间安全系数低，容易发生事故等原因，采用PLC控制可以轻松、方便、安全操作设备，防止意外事故发生，并能够实现自动控制，大量的减轻了工人的工作强度，提高了生产效益。 1. 课题要求 高炉上料控制系统主要是在工业现场中对物料混合加工进行配料控制，自动或者手动实现控制，方便人员操作，减轻工作负担。 系统设备：运料小车、小钟、大钟、料尺、各相关位置开关。 工作过程描述：初始小车停在底部，人工启动后20秒时间装料，装料完毕小车上行，到达顶部位置自动卸料到小钟内（卸料时间5秒）；而后小车自动下行到底部。 物料从小车中放到小钟后，小钟下放，使物料落入大钟。小钟下放到位5秒后提升，提升到位（关到位）后下放大钟，使物料落入高炉，大钟下放到位延时7秒后提升到位（注意互锁关系：大、小钟不得同时下放）料尺每隔2分钟下探一次料位。当料位上限开关动作，表明炉内物料已满，应停止上料（将本次上料完成后停止上料），直到料位下降到上极限以下。 可由人工在任何时间停止所有设备，但大小钟在停止操作发生时应先确保都提升到位才不再工作。人工停止后转手动控制，PLC不再干预。 相关时间参数：小车运行时间：30S；小钟下放/提升时间：10S 大钟下放/提升时间：15S；料尺下探/提升时间：10S 2. 系统总体方案设计 2.1 系统硬件配置及组成原理 该系统采用CJ1M系列PLC控制器作为开发设备，使用CJ1M-CPU22型号设备，该设备程序容量10Ksteps、DM（字）32K、I/O点数320点，可以从以太网、Controller-Link、DeviceNet 和CompoBus/S中选择最适合的网络。能基本实现高炉上料工业现场的控制。 外围器件使用行程开关作为行程指示信息，使用触摸屏和CJ1M 组合系统实现现场监控，从而达到自动和手动监控功能。
组态软件与网络通讯课程设计说明书 题目：运料小车控制 姓名：窦晓彤 学号：09220331 指导老师：冯小林 班级：控制工程1班 日期：2012年12月23日 内容摘要 运料小车控制的设计其目的是运用各种软件如力控、VB、Wincc、PLC等多种软件分别实现对运料小车的智能控制，并能通过多种通讯方式实现多种软件之间的通讯，本设计主要以组态软件为主设计了运料小车的控制过程，对过程中各个部件如小车、传送带等进行了定义，并对整体的布局和工作过程进行了控制，通过对动作脚本的编程及其调试过程最终实现了运料小车的控制过程，可以通过开始、停止、手动前进、手动后退、指示标志等多个按键选择实现对运料小车整个运行过程的智能控制，本设计还设计了从组态力控到VB的dbcon通讯，和从VB到力控组态的DDE通讯，实现了各种软件之间的联系与应用，有很重要的意义。 关键词：运料小车、组态力控、VB、控制过程、通讯、联系 目录 1 设计任务和要求 (1) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 2 系统设计 (2)
2.1系统要求 (2) 2.2方案设计 (2) 2.3系统工作原理 (3) 3 单元设计与系统设计 (3) 3.1 系统各单元界面的设计 (3) 3.1.1开发系统界面的创建 (3) 3.1.2开机界面的创建 (4) 3.1.3主界面的创建 (5) 3.2 系统总体设计 (6) 3.2.1 IO设备组态 (6) 3.2.2 数据库组态 (7) 3.2.3单元部件的属性设置及脚本编辑............................................... (8) 3.2.4控制系统的属性设置及脚本编辑............................................................ .12 3.2.5初始启动窗口的选择.......................................................................... .... (14)
1引言 课程设计目的在于使学生在实习过程中能够理论联系实际，在实际中充分利用所学理论知识分析和研究实际生产过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位打下一定的基础。 在实习过程中，通过动手实践，是学生掌握控制程序、电力电子系统和计算机控制系统等方面的实际知识，并能对所学的专业基础知识进行仿真和调试，了解现场主要设备的用途和电气线路的作用、原理和电气性能。 随着工业的发展，自动化已经成为了现代工业的代名词。自动运料小车的电气控制设计就是为了适应日益发展的工业生产需求。自动控制系统的出现大大加快了生产的速度，加快了工业的发展进程。各种紧密仪器的出现也得益于自动控制系统的作用。 早期运料小车电气控制系统多为“继电器—接触器”组成的复杂系统，但这种系统存在设计周期长、体积大、成本高、可靠性差、功耗高、噪声大、缺乏通用性和灵活性等缺陷。在实际生产中。由于存在大量用开关量控制的简单的程序控制过程，而实际生产工艺和流程又是经常变化的，因而传统的继电器接触器控制系统不能满足这种要求。随着可编程控制器的出现，提高了电气空盒子的灵活性和通用性，其控制功能和控制精度都得到了很大的提高。PLC完全能够适应恶劣的工业环境。PLC具备了计算机控制和继电器控制系统量方面的优点，目前在世界各国已作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制。可编程控制器的广泛应用对于工业的发展具有转折性的影响。基于PLC的运料小车控制系统，结构简单，体积小，功耗低，大大的提高了效率，降低成本。
2常规电气控制 2.1 工艺流程 图2-1 小车运料示意图 某反应炉由一台小功率三相异步电动机拖动的自动运料小车，其动作顺序与控制要求如下： （1）小车由原位起动前进到1位（A料场）自动停留T1（2min），装A料。 （2）1位装A料完毕，自动返回原位，并停留T2（150s）进行卸料。 （3）卸料完毕，自动前进经1位不停留直到2位（B料场）自动停留T3（100s）， 装B料。 （4）2位装B料完毕，自动返回原位，并停留T2（120s）进行卸料。 （5）小车在中间任何位置都可以停车，并能再次起动(前进或后退)且再次 起动后运料计划不变。 2.2 拖动要求 （1）运料小车由三相绕线式异步电动机拖动，采用转子回路串电阻（二级 电阻）起动（间隔5s切除R）。 （2）进料及卸料电磁阀为220V直通式电磁阀。 （3）在原位、2位两处设置超程保护。 （4）由主令开关SA选择“单周”、“循环”工作方式。 2.2 设计任务 1．绘制主电路，选择合适的元器件（名称、数量）。 2．绘制常规电气控制回路。 3．根据控制要求选择PLC，并安排PLC的I/O端口。
高炉上料自动控制系统 【摘要】本文主要论述了罗克韦尔控制系统在包钢万腾钢铁1#高炉中的应用。对自动控制系统的组成、硬件配置、控制过程及控制功能的实现进行了详细阐述。 【关键词】罗克韦尔控制系统；装料控制；布料控制 0 概述 高炉上料装置是生产中的重要环节，提高其自动化水平，可以大大减轻工人劳动强度，提高生产效率，同时通过原料的精确配比，又可提升产品的品质和质量。高炉上料自动控制系统采用PLC完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。计算机负责监控和人机对话，PLC和计算机通过光纤进行通讯，进行动态数据交换，实现点对点通讯，控制与监控分开，可靠性高。 1 上料系统的控制方案 万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成，采用的是卷扬小车自动上料，炉顶是单罐式无料钟炉顶，槽下矿槽为单列左右对称布置，高炉料车卷扬采用的是两套变频传动，互为备用。溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制，炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。炉顶其它设备采用的是液压传动。溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。在上料过程中，炉料先投进受料斗里，随后放入料罐中，在这个过程中，由于高炉不能和大气相通，通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料，通过控制α、β、γ来实现高炉布料。 根据高炉上料系统的工艺要求，综合考虑控制的可靠性及实用性，其设计方案如下。 高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC及三个远程I/O站组成。CPU机头及高炉炉顶I/O位于高炉主控楼PLC室，CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。炉顶远程I/O主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。槽下设备远程I/O站位于矿槽主控楼，主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。卷扬远程I/O站位于卷扬液压站，主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC的硬连接控制。矿槽除尘远程I/O站，主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。 2 控制系统的硬件配置 整个上料系统包括一套冗余PLC系统和三个远程I/O站。冗余PLC包括CPU
项目七PLC控制运料小车的运行 1．项目任务 本项目的任务设计一个运料小车往返运动PLC控制系统。系统控制要求如下：小车往返运动循环工作过程说明如下：小车处于最左端时，压下行程开关SQ4，SQ4为小车的原位开关。按下启动按钮SB2，装料电磁阀YC1得电，延时20s，小车装料结束。接着控制器KM3、KM5得电，向右快行；碰到限位开关SQ1后，KM5失电，小车慢行；碰到SQ3时，KM3失电，小车停止。此后，电磁阀YC2得电，卸料开始，延时15s后，卸料结束；接触器KM4、KM5得电，小车向左快行；碰到限位开关SQ2，KM5失电，小车慢行；碰到SQ4KM4失电，小车停止，回到原位，完成一个循环工作过程。整个过程分为装料、右快行、右慢行、卸料、左快行、左慢行六个状态，如此周而复始的循环。 图7-1 运料小车往返运动示意图
2．任务流程图 本项目的具体学习过程见图2-2。 图7-2 任务流程图 学习所需工具、设备见表7-1。 表7-1 工具、设备清单 1．功能图编程的特点 功能图也叫状态图。它是用状态元件描述工步状态的工艺流程图。 功能转移图与步进梯形图表达的都是同一个程序，其优点是让用户每次考虑一个状态，而不必考虑其它的状态，从而使编程更容易，而且还可以减少指令的程序步数。功能转移图中的一个状态表示顺序控制过程中的一个工步，因此步进梯形图也特别适用于时间和位移等顺序的控制过程，也能形象、直观的表示顺序控制。 功能编程开始时，必须用STL使STL接点接通，从而使主母线与子母线接通，连在子母线上的状态电路才能执行，这时状态就被激活。 状态的三个功能是在子母线上实现的，所以只有STL接点接通该状态的负载驱动和状态转移才能被扫描执行。反之，STL接点断开，对应状态就为被激活，前一状态就自动关闭。状态编程的这一特点，使各状态之间的关系就像是一环扣一环的链表，变得十分清晰单纯，不相邻状态间的繁杂连锁关系将不复存在，只需集中考虑实现本状态的三大功能既可。另外，这也使程序的可读性更好，便于理解，也使程序的调试、故障的排除变得相对简单。 7-2步进梯形图 在状态编程的最后，必须使用步进返回指令RET，从子母线返回主母线。如图7-3程序中，若没有RET指令，会将后面所有还看成是当前状态S22中的指令，由于PLC程序是循环扫描的，也包括了最开始处的指令，这就会引起程序出错而不能运行。 2．功能图的编程规则 (1)初始状态的编程。 初始状态一般是指一个顺控工艺最开始的状态，对应于状态转移图初始位置是状态就是初始状态。S0~S9共10个状态组件专用作初始状态，用了几个初始状态，就可以有
学号： HEBEI UNITED UNIVERSITY 毕业设计说明书 G RADUATE D ESIGN 设计题目：高炉上料料车自动控制系统
摘要 目前高炉上料的形式主要有两种：一是卷扬料车上料，二是皮带上料，由于料车上料占地面积小，在中小高炉中得到广泛的应用。本设计采用双料车交替上料方式，由卷扬机牵引料车在轨道上行进，到达高炉炉顶后料车自动将原料卸入高炉内。当前多数的高炉卷扬机的调速方式是串电阻调速，但电阻容易烧毁，加上卷扬机钢丝绳松紧程度不一，有时出现料车―挂顶‖事故，严重影响了生产效率，因此需要此系统进行改造。本设计通过PLC程序给变频器发送信号，改变频率大小，从而改变电机的速度，实现料车的加减速控制，并采用组态软件WinCC对整个运行过程进行实时监控，保证了系统控制的可靠性和安全性。 关键词料车上料；PLC；变频器；WinCC
Abstract The blast furnace feeding at present basically has two kinds: one is lifting skip feeding，the other one is belt feeding，due to the skip feeding cover an area of an area small，widely used in the middle and small blast furnace.Alternating feeding way，this design uses double car by traction skip hoist，marching to the blast furnace top skip automatically after the raw material of discharging into the blast furnace.Currently most of the blast furnace of the hoist speed control mode is series resistance speed governing，but resistance to burn，tightness and hoist wire rope is differ，sometimes skip "hanging roof accident，seriously affected the production efficiency，so need to modify the system.This design through the PLC program design size，send a signal to frequency converter to change frequency to change the speed of the motor，to control the deceleration of the skip，and uses the configuration software WinCC real-time monitoring of the whole operation process，ensure the reliability and security of the system control. Keywords The skip loading;PLC;Frequency converter;WinCC
运料小车的程序控制 一、实验目的 1.熟悉时间控制和行程控制的原则。 2.掌握定时器指令的使用方法。 3.掌握顺序控制继电器指令（SCR）的编程方法。 二、实验器材 计算机一台；S7-200PLC一台；PC/PPI编程电缆一根；模拟输入开关一套；JD-PLC3运料小车实验模板一块；导线若干。 三、实验步骤 1.按I/O接线图进行接线。 2.输入运料小车的控制程序，编译下载后，调试该程序。 3. 按运料小车的顺序功能图调试程序。调试时，用模拟开关模拟输入信号，特别要注意模拟行程开关SQ1和SQ2状态的变化。注意观察输入、输出状态指示灯（或输入信号、输出负载）的状态变化是否与顺序功能图一致。便于观察，也可点击“程序状态”按钮进行调试。 （1）、顺序功能图
（3）、梯形图
TITLE=程序注释Network 1 // 网络标题
STL语言 // 初始化，启动S0.1 LD I0.0 A I0.2 AN Q0.0 AN Q0.1 AN Q0.2 AN Q0.3 S S0.1, 1 Network 2 // 激活第一段SCR程序，控制开始LSCR S0.1 Network 3 // 原位装料，启动定时器 LD I0.2 = Q0.0 TON T37, +150 Network 4 // 15s后程序转到第二段SCR程序 LD T37 SCRT S0.2 Network 5 // 第一段SCR结束 SCRE Network 6 // 第二SCR段控制开始 LSCR S0.2 Network 7 // 小车右行 LD SM0.0 = Q0.2 Network 8 // 右行到位，程序转到第三SCR程序段LD I0.3 SCRT S0.3 Network 9 // 第二SCR程序段结束 SCRE Network 10 // 第三SCR程序段控制开始 LSCR S0.3 Network 11 // 小车卸料，启动10s定时器 LD SM0.0
本文介绍了莱钢1#1000m3高炉矿槽炉顶上料系统的工艺流程，施耐德公司昆腾系列PLC控制系统的特点、硬件组态及软件功能，并详细介绍了该PLC控制系统的主要控制功能。 Abstract：This paper mainly discuss the process control system of feeding syste m for blast furnace based on Schneider TSX Quantum series PLC. Configuration so ftware Concept2.6 are adopted to monitor and manage process data. The whole sys tem well satisfies the technical requiments for control. 关键词：PLC；自动控制；上料系统；昆腾 Key words：PLC；automation；feeding system；Quantum 1、概述 莱钢1#1000m3高炉2005年投产，矿槽炉顶上料系统设计采用施耐德公司昆腾系列PLC，该控制系统实现了对矿石、球团、烧结、焦碳等原料的自动称量，并完成称量误差的自动补偿；实现了炉顶各阀门的顺序自动开关，α、β、γ的角度自动设定以及其他相关辅助设备的自动控制；实现了对高炉矿槽炉顶上料系统的数据采集、数据显示与数据控制。该系统投运以来，运行稳定，效果良好。 2、高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程简述 2.1 槽上控制工艺流程： 高炉槽上设计13个料仓，4个烧结矿仓(3#、4#、5#、6#)，2个焦炭仓（7#，8#），3个球团仓（9#、10#、11#），2个杂矿仓（1#、2#），1个焦丁仓。 槽上有3条打料皮带机，每条皮带机对应一辆卸料小车，采用卸料小车可以将胶带机输送的原料卸至不同的料仓，当采用卸料小车进行卸料时，卸料小车先开至所选择的料仓上方，然后启动胶带机，原料就经卸料小车卸到小车下方的料仓内。 2.2 槽下控制工艺流程： 高炉槽下设两个大烧结矿仓，两个小烧结矿仓，两个杂矿仓，三个球团仓，一个备用仓。每个矿仓下都有振动筛，筛除小于5mm的碎矿，大烧结矿仓的矿经过筛分后分别进入料坑的左右中间称量斗，小烧结矿仓的矿经筛分后分别进入各自配套的称量斗，然后经矿石皮带机集中运送，经料坑上方的翻板进入料坑中的矿石中间斗，经筛分后的5mm烧结矿经返矿皮带机运到碎矿仓。 焦炭设左右两个焦仓，仓下装有振动筛和振动给料机，焦炭经筛分后，大于20mm的块焦，分别直接进入料坑内的左右焦炭称量斗，筛下小于20mm的碎焦经SJ1、SJ2胶带机倒运
技术工程学院毕业设计（论文）任务书 题目钢厂高炉上料系统设计 学生姓名班级学号 题目类型工程设计指导教师党存禄系主任 1 毕业设计（论文）的技术背景和设计依据 在高炉炼铁生产中，进料系统是设备的重要组成部分，其可靠性直接影响到生产效率及经济效益。本毕业设计拟采用西门子MM440变频器和PLC系统，设计一套实用、高效、安全可靠、并且自动化程度高的高炉送料控制系统。 系统结构参考图 料车速度曲线图 2 毕业设计（论文）的任务 ⑴熟悉题目要求，查阅相关科技文献 ⑵熟悉西门子PLC、变频器 ⑶系统硬件电路设计 ⑷系统软件设计 ⑸撰写设计说明书，绘制图纸 ⑹指定内容的外文资料翻译 3 毕业设计（论文）的主要内容、功能 ⑴高炉送料电控系统设计。 ⑵变频器参数设置。
⑶ PLC程序设计。 ⑷ PLC与变频器的数据通讯。 4 毕业设计（论文）提交的成果 ⑴开题报告（不少于3000字） ⑵设计说明书（约3万字左右） ⑶图纸：①系统原理图；（2#图纸） ②硬件电路图；（1#图纸） ③软件流程图；（2#图纸） ⑷中、英文摘要（中文摘要约200字，3~5个关键词） ⑸论文简介 ⑹外文资料翻译（约5000汉字） ⑺查阅文献不少于10篇 5 毕业设计（论文）的主要参考文献和技术资料 ⑴SIEMENS STEP7 V5.1编程手册.西门子股份有限公司，1998 ⑵深入浅出S7-300 PLC.西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团.北京航空航天大学出版社 ⑶K J Astrom，H Hagglund. PID Controllers Theory, Design and Turning.[M].Research Triangle Park, NC: Instrument Society of America, 2"d ed.，1995. ⑷天津电气传动设计研究所著. 电气传动自动化技术手册[M]. 机械工业出版社 ⑸http:/https://www.doczj.com/doc/6e18431884.html, ⑹http:/https://www.doczj.com/doc/6e18431884.html, ⑺http:/https://www.doczj.com/doc/6e18431884.html, ⑻http:/https://www.doczj.com/doc/6e18431884.html, ⑼西门子MM系列变频器使用手册 6 毕业设计（论文）加选专题部分 加选专题：直流电机的调速。 7 毕业设计（论文）各阶段工作安排 ⑴熟悉设计题目及要求（第1周） ⑵查阅相关技术资料，英文资料翻译（第2周） ⑶熟悉P LC和变频器（第3周） ⑷系统硬件电路方案设计（第4周） ⑸设计方案的比较与选择（第5周） ⑹完善硬件电路设计（第6周） ⑺软件设计和编写程序（第7~10周） ⑻写论文（第7~11周） ⑼准备答辩（第12周）