轧钢机控制设计说明书
1#轧机控制功能规格书new
1500mm六辊可逆冷轧机组控制功能规格书莱钢集团有限公司自动化部二○○五年十二月1.概述1500mm六辊可逆冷轧机组是在常温状态下，将材质为电工钢、普通碳素钢和低合金优质钢，厚度为1.8～3.0mm的经过酸洗切边后的热轧带卷，经过若干道次的轧制，使其成为具有所需厚度、表面粗糙度的各种规格的冷轧带卷。
2.工艺流程经酸洗、切边的热轧带卷由天车吊放到开卷机操作侧的受卷台上。
上卷小车动作，使带卷内孔对准开卷机卷筒中心。
开卷机卷筒涨径撑起带卷。
开头机刮板抬起对准带卷头部，同时开卷机活动支承闭合，以穿带速度转动，使带头沿着刮板进入开头机的夹送辊、矫直辊后停车，上夹送辊压下，矫直辊上升后，开卷机反转，将带头从开头机中强行拉出，带材得到矫直，带材拉出后，上夹送辊抬起，下矫直辊落下，开卷机重新以穿带速度正转，先后经过立导辊、导板、机前转向辊、测厚仪台架、机前压紧台、吹扫装置、六辊冷轧主机、机后导卫装置、事故处理剪、机后转向辊、最后进入机后卷取机。
当带材进入机后卷取机钳口后，卷筒涨径、钳口动作，开始卷取带材，卷取2～3圈后机组升速轧制。
当带尾在开卷机卷筒上只剩下3～4圈时，减速轧制，当带尾进入轧辊以前机组停止轧制。
轧机、卷取机反转，使带尾向机前卷取机运行。
经机前转向辊进入机前卷取机卷筒钳口，卷筒涨径、钳口咬住带材。
机前卷取机、主轧机、机后卷取机同时启动并逐渐升速进入正常轧制速度。
当带材在机后卷取机卷筒上剩2～3圈以后机组减速直至停止。
机前卷取机、主轧机、机后卷取机同时启动向机后卷取机轧制，如此反复经过数道次轧制直到轧成成品卷材。
启动卸卷小车进入卷取机卷筒下方，由小车将带卷送往卸卷小车的受卷台上，此时一个完整的轧程结束。
机后卷取机机前卷取机开卷机3基础自动化系统配置可逆冷轧机机组的基础自动化控制系统由SIEMENS公司FM458和SIMATIC S7-400 PLC 、S7-300PLC及HMI系统构成,是一分布式自动控制系统。
轧钢机PLC控制系统设计
轧钢机PLC控制系统设计1 问题分析及解决方案1.1 问题描述在冶金企业中轧钢机是重要的组成部分，运用PLC实现对轧钢机的模拟，如右图。
当起始位置检测到有工件时，电机M1、M2开始转动M3正转，同时轧钢机的档位至A档，将钢板轧成A档厚度，当钢板运行到左检测位，电磁阀得电动作将左面滚轴升高，M2停止转动，电机M3反转将轧钢板送回起始侧。
此时起始侧再检测到有钢板，轧钢机跳到B档，把钢板轧成B档厚度，电磁阀得电，将滚轴下降，M3正转，M2转动，当左侧检测到钢板时M2停止转动，电磁阀得电将滚轴抬高M3反转，将钢板运到起始侧。
如此循环直到ABC三档全部轧完，钢板达到指定的厚度，轧钢完成。
1.2 分析过程该工作过程分为三个时序，当起始位置第一次检测到信号时，A档轧钢；起始位置第二次检测到信号时，B档轧钢；起始位置第三次检测到信号时，C档轧钢。
由于每个档位都要工作一段时间才能切换，可以用两个定时器来实现。
2 PLC选型及硬件配置PLC选型及硬件配置如图1。
图13 分配I/O地址表I/O地址表如图2。
图2 4 主电路图及PLC外部接线图4.1 主电路图主电路图如图3。
图34.2 PLC外部接线图PLC外部接线图如图4。
图45 控制流程图及梯形图程序5.1 控制流程图控制流程图如图5。
图5开始起始位置检测起始位置检测起始位置检测左侧位置检测左侧位置检测左侧位置检测A档轧钢B档轧钢C档轧钢回起始位回起始位结束YNYYYYYN NNNN5.2 T型图程序6 程序调试6.1 问题调试为了解决A、B、C三个档位的时序问题，我选择用三条T型图程序来实现，但输出有重复，导致T型图程序运行正确但仿真出现错误。
于是我改变方案，采用了M存储器来代替输出，仿真成功。
6.2 仿真图A档运行：传送回初始位：B档运行：C档运行：7 心得体会通过这次设计实践。
我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。
自动轧钢机控制系统设计
自动轧钢机控制系统设计摘要可编程控制器（Programmable Controller,，英文缩写为PC、后又称为PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。
它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。
PLC控制技术代表着当前程序控制的先进水平，PLC 装置已成为自动化系统的基本装置。
其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。
目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(Distributed Control System)、现场总线控制系统FCS(Field bus Control System)，这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。
本设计是基于PLC的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上有无钢板，检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作，完成一个轧制动作关键词：PLC，传感器，电磁阀，钢板，正反转ROLLING MILL CONTROLSYSTEM FORAUTOMATIC DESIGNABSTRACTMicroprocessor based programmable logic controller based on a combination of computer technology, semiconductor integration technology, automatic control technology, digital technology and communication network technology developed in a common industrial automation devices. It for control of the process of user-oriented tomeet the industrial environment, convenient operation, high reliability and modern three pillars of industrial control (PLC, robotics and CAD / CAM) one. PLC control technology currently represents the advanced level of process control, PLC devices have become the basic installation of automation systems.Which is characterized by: a logic control, timing, counting and other features, the use of visual programming languages Ladder Diagram language, software to change the convenience and flexibility of universal good.At present, the main programmable logic controller PLC is a step in miniaturization, low-cost, standardization, high-speed, intelligence, high-capacity, network development, and computer technology, the formation of industrial control systems, distributed Control System DCS (Distributed Control System), Fieldbus Control System FCS (Field bus Control System), the PLC that will enable more powerful, more reliable, more convenient to use for a wider range.The design is based on the rolling mill of the PLC control system, using sensors to detect S1 plate conveyor belt on whether, detection of conveyor belt in place on the sensor plate signal S2 (for ON), said steel plate in place, so repeat the process.KEY WORDS: PLC, transducer,solenoid pilot actuated valve,armor plate,positive and negative目录第一章前言 51.1 PLC的基本结构 51.2 PLC的工作原理 5第二章轧钢机控制系统的构成72.1 整体框架72.2 一次接线图72.3 可编程控制器的选择确定 (9)第三章PLC的I/O端口接线7第四章I/O 口地址分配8第五章程序设计95.1 控制要求95.2 程序流程图95.3 梯形图10第七章实验结论及分析 (28)第八章设计心得28第九章参考文献29前言轧机的主要设备有工作机座和传动装置;工作机座由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。
初轧机设计说明书
初轧机设计说明书1绪论初轧机在轧钢生产中的作用是开坯，随着连铸技术的发展，初轧机的作用随之下降，但初轧机不能被淘汰，轧制某些特殊用途的钢材，由于连铸坯有缺陷，故必须采用模铸，初轧机开坯。
1.1轧辊调整装置的用途轧辊调整装置是轧钢机中关键机构之一,其结构的好坏，直接关系着轧件的产量的高低与质量的好坏。
轧机轧辊的调整一般均包括径向和轴向两个方向的调整,径向调整是轧钢机中必不可缺的调整。
轧辊通过两个方向的调整后,可以保证轧辊间的相互位置的正确性,按规定完成道次的压下量,还能在一定程度上来补偿其轧辊辊身与轴径的允许磨损量,同时又能调整轧辊与辊道水平面的相互位置，而且在连轧机上，还能调整机座间轧辊的相互正确位置,从而保证轧制的直线性，使得轧制顺利进行。
1.2轧辊调整装置的类型轧辊调整装置按用途大致分为径向与轴向两大类调整装置。
其轴向调整装置仅用于型钢、线材轧机上,以微调的方法来保证两个轧辊间组成正确的孔型位置,以及补偿轧辊瓦缘的允许磨损量。
而在各类型的板带轧机上只有轧辊的轴向固定装置。
径向调整按其轧辊移动方向大致分为压下(也包括压上)机构和侧压进机构。
在常见的纵轧机座中均可看到压下机构,而侧压进机构仅用于斜轧机和立辊的调整机构中。
根据各类轧机的工艺要求，调整装置可分为：上辊调整装置、下辊调整装置、中辊调整装置、立辊调整装置和特殊轧机的调整装置。
上辊调整装置也称压下装置，它的用途最广。
安装在所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上。
压下机构按轧钢机的类型、轧件的轧制精度要求,以及生产率高低要求又可分为:手动、电动、电-液及全液压压下机构。
手动压下机构一般多用于不经常进行调节的、轧制精度要求不太严格的,以及轧制精度要求不高的中、小型型钢、线材和小型热轧板带轧机上,通常这些轧机是在轧辊相互位置不变的情况下进行工作的。
电动压下机构主要用于压下螺丝的移动速度超过1~0.2mm/s的初轧机、板带轧机及中厚板轧机上,以及移动速度小于1~0.2mm/s的薄板带轧机上。
基于PLC的自动轧钢机控制_毕业设计
本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于PLC的自动轧钢机控制基于PLC的自动轧钢机控制摘要随着社会的不断进步，钢材成为为社会建设的重要材料，其生产技术也发生了很大的变化。
从原来的很多工人操作单轧机生产转变成了现在的钢材连轧生产线。
本文简单阐述了轧钢自动化的发展和现状及轧钢机的组成和分类，讲诉了轧钢原理和生产工艺流程，介绍了PLC的基本组成、特点以及工作原理，以及对基于西门子S7-200系列PLC控制的自动轧钢机系统进行了较为细致的设计，通过主回路，控制回路以及I/O分配的设计对PLC控制轧钢机的过程有了进一步认识，并对所用的设备进行了详细的选型，而且对该控制系统进行了软件编程。
关键词：可编程控制器；自动轧钢机；控制系统PLC-Based Control of Automatic Rolling MachineAbstractAs society progresses, the steel became important materials of the social construction,production technology has undergone great changes.Many workers operate from the original single-mill production transformed into steel rolling production line now.This paper briefly describes the development and current status rolling automation,complaint about the principles and rolling production process. Describes the basic components of PLC, characteristics and working principle. Through the main circuit, control circuit and I / O assignment design of the PLC control rolling mill process has been further understanding, the equipment used and a detailed selection, and the control system software programming.Keywords: PLC; automatic rolling mill; control system目录摘要 (I)Abstract (II)第一章轧钢机 (1)1.1 自动轧钢机的目的及实际意义 (1)1.2 轧钢自动化发展的历史和现状 (1)1.3 轧钢机的定义及组成 (3)1.3.1 定义 (3)1.3.2 轧机的组成 (3)1.4 轧钢机的分类 (3)1.5 轧钢原理及工艺流程 (4)1.5.1 轧钢原理 (4)1.5.2 轧钢系统工艺流程 (4)1.6 轧钢工艺的发展前景 (5)第二章可编程控制器 (8)2.1 PLC的由来和定义 (8)2.1.1 PLC的由来 (8)2.1.2 PLC的定义 (8)2.2 可编程序控制器的发展历程及问题和解决对策 (8)2.2.1 可编程序控制器的发展历程 (8)2.2.2 我国可编程序控制器发展中的问题及对策 (10)2.3 可编程控制器的基本构成 (11)2.3.1 可编程控制器的硬件组成 (11)2.3.2 可编程控制器的软件组成 (13)2.4 可编程控制器的工作原理 (14)2.4.1 PLC的扫描工作方式 (14)2.4.2 PLC的工作过程 (14)2.4.3 PLC对输入、输出的处理规则 (16)2.5 可编程控制器系统与继电接触器系统工作原理的差别 (16)2.6 西门子S7-200系列可编程控制器 (18)2.6.1 S7—200系列的PLC的硬件资源 (18)2.6.2 S7—200的扩展模块 (18)第三章编程软件 (24)3.1 STEP基本介绍 (24)3.2 STEP7基本功能及组成 (25)3.2.1 基本功能 (25)3.2.2 界面组成 (25)3.3 编辑器简介 (25)第四章设计选型 (26)4.1 电动机的选型 (26)4.1.1 轧钢机主传动电机的选择 (26)4.1.2 辊道电机的选择 (26)4.1.3 压下电机的选择 (27)4.1.4 冷却泵的选择 (27)4.2 低压控制电器的选型 (27)4.2.1 控制按钮的选择 (27)4.2.2 刀开关的选择 (28)4.2.3 接触器的选择 (29)4.2.4 熔断器的选择 (30)4.2.5 热继电器的选择 (31)4.2.6 中间继电器的选择 (31)4.3 变频器选型 (32)4.3.1 MM440变频器 (33)4.3.2 MM440变频器的特点 (33)4.3.3 MM440变频器方框图和功能表 (34)4.3.4 MM440参数设定 (37)4.4 电抗器的选择 (37)第五章总体设计 (39)5.1 主回路设计 (39)5.2 控制回路设计 (40)5.3 CPU226原理图及I/O分配表 (41)5.3.1 I/O地址分配表 (41)5.3.2 CPU226接线原理图 (41)5.4 程序 (43)小结 (49)参考文献 (50)附录A (50)致谢 (51)第一章轧钢机1.1 自动轧钢机的目的及实际意义随着生产技术的不断发展，钢铁产品的应用也日益扩大，世界钢材料消耗量约占全部金属的95%以上，钢铁作为一种结构—功能材料具有不可替代的主导作用。
自动轧钢机的PLC控制系统设计
自动轧钢机的PLC控制系统设计自动轧钢机是一种用于将铁水或钢块进行加工、压制和轧制的关键设备。
它主要由温控系统、液压系统、轮辊线系统和PLC控制系统等组成。
PLC控制系统是整个轧钢机运行和控制的核心部分。
本文将详细介绍自动轧钢机的PLC控制系统设计。
一、系统框架设计自动轧钢机的PLC控制系统主要由中央控制器(CPU)、输入模块、输出模块、通信模块和用户界面组成。
其中，中央控制器用于处理和控制信号，输入模块用于接收传感器信号，输出模块用于控制执行器的操作，通信模块用于与外部设备进行数据交互，用户界面用于人机交互。
二、硬件设计1.中央控制器：选择可编程逻辑控制器(PLC)作为中央控制器，可根据实际需求选择合适的型号和规格。
PLC需要具备足够的输入和输出接口，以满足轧钢机的控制需求。
2.输入模块：根据实际需要选择合适的输入模块，用于接收传感器信号。
例如，温度传感器、压力传感器、位移传感器等。
输入模块需要具备稳定、可靠的信号传输性能。
3.输出模块：根据实际需要选择合适的输出模块，用于控制执行器的操作。
例如，液压阀、电磁阀、电动机等。
输出模块需要具备高效、可靠的控制性能。
4.通信模块：根据实际需求选择合适的通信模块，用于与外部设备进行数据交互。
例如，以太网通信模块、串口通信模块等。
通信模块需要具备稳定、可靠的数据传输性能。
5.用户界面：根据实际需要选择合适的用户界面，用于人机交互。
例如，触摸屏、按钮、指示灯等。
用户界面需要具备直观、易用的操作性能。
三、软件设计1.程序设计：根据轧钢机的工作流程和控制要求编写PLC程序。
程序包括输入信号的检测和处理、输出信号的生成和控制、故障检测和报警等功能模块。
2.控制算法设计：根据轧钢机的特点和要求设计合适的控制算法，包括温度控制、压力控制、轮辊线速度控制等。
控制算法需要满足精度要求，提高轧钢机的生产效率和产品质量。
3.系统调试和优化：在系统安装和调试过程中，根据实际情况对软件进行优化，提高系统的稳定性和可靠性。
轧钢机控制系统任务书
课程设计任务书
系别：
机电系
专业：
学 生 姓 名：
学 号：
课程设计题目：
轧钢机控制系统
起迄日期:
6月17日~6月29日
课程设计地点:
指导教师:
俞 鹤
下达任务书日期:2013年6月17日
课 程 设 计 任 务 书
1．本次课程设计应达到的目的：
当启动按钮SD按下，电机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），电机M3反转（MF灯亮）。Q0.1给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转……重复上述过程。Q0.1第一次接通，发光管A亮，表示有一向下压下量，第二次接通时，A、B亮，表示有两个向下压下量，第三次接通时，A、B、C亮，表示有三个向下压下量，若此时S2有信号，则停机，须重新启动。（提示：启动按钮SD接主机的输入点.I0.0；S1、S2分别接主机的输入点I0.1、I0.2；电机M1、M2、MZ、MF分别接主机的输出点0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；A、B、C接主机的输出点Q0.4、Q0.5、Q0.6，模拟轧钢机有向下的压下量。电磁阀YU1接主机输出点Q0.7。）
2.系统有启动、停止功能；
3.运用功能指令进行PLC控制程序设计，包括梯形图和语句表；
4.程序结构与控制功能自行创新设计；
5.进行系统调试，实现轧钢机控制要求
课 程 设 计 任 务 书
3．对本课程设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：
1、熟悉、分解设计任务，查找资料熟悉相关电器元件的用法；
自动轧钢机PLC控制系统设计
《创新课程设计》报告书2016年12月课程设计报告书设计步骤一、PLC的基本组成PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。
PLC的硬件系统结构如图1所示。
图1 硬件系统结构二、硬件设计根据控制要求，本设计有2个检测信号，S1用于检测待加工钢板是否已在传输带上，S2用于检测待加工钢板是否到达加工点。
S1有效时，M1、M2工作，M3正转。
S2有效时，M3反转，Y1动作。
轧钢机需要重复三次，停机一分钟，将加工好的钢板放入加工后钢板存储区，因此需要计数器和定时器，并且计数达到预定值后还要复位,。
结构示意图中S1为检测传送带上有无钢板传感器，S2为检测传送带上钢板是否到位传感器。
M1、M2为传送带电动机；M3F和M3R为传送带电动机M3的正转和反转指示灯；Y1为锻压机。
结构示意图如图2。
设计步骤图2 结构示意图三、主电路设计电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式，利用图形符号和项目符号表示电路各电器元件中导电部件和接线端子连接关系的电路图。
电气原理图并不按电器元件实际布置来绘制，而是根据它在电路中所起的作用画在不同的部位上。
电气原理图具有结构简单、层次分明的特点，适合研究和分析电路工作原理，在设计研发和生产现场等方面得到广泛应用，主电路图如图3所示。
M3~M3~3~QSFU1FU2FR1FR2FR3KM1KM2KM3KM4KM5KM6M1M2M3FU3图3 主电路设计步骤四、程序流程图根据控制要求分析，按下启动开关，电动机M1、M2运行，Y1(第1次)给出向下的扎压量。
用开关S1模拟传感器，当传送带上面有钢板时，传感器S1为ON，则电动动机M3正转，钢板轧过后，S1信号消失为OFF。
检测传送带上面钢板到位的传感器S2为ON，表示钢板到位，电磁阀2动作，电动机M3反转，将钢板推回。
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附件1：课程设计题目轧钢机控制学院物流工程学院专业物流工程班级物流1202班姓名余永强指导教师于蒙2015 年7 月 6 日附件2：课程设计任务书学生姓名：余永强专业班级：物流1202班指导教师：于蒙工作单位：武汉理工大学题目: 轧钢机控制初始条件：1.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-3002.编程环境：SIMATIC Manager /Step7 V5.4或更高版本3.根据控制要求分配PLC I/O地址，画出PLC与控制对象的接线图，设计控制流程，按照模块化的方式设计程序，既可以采用LAD编程，也可以采用STL编程，还可以采用组合方式编程。
4.编写的需要输入PLC，调试通过。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）按下启动按钮，M1、M2运行，待加工钢板存储区中的钢板自动往传送带上运送。
若S1检测到有钢板在传送带上时，M3电动机正转，指示灯M3F亮。
当传送带上的钢板已过S1检测信号且S2检测到钢板到位时，电磁阀YV动作，M3电动机反转，指示灯M3R 亮。
Y1锻压机向钢板冲压一次，S2信号消失。
当S1再次检测到有信号时，M3电动机正转，如此重复3次，停机1分钟，将已加工好的钢板放入加工后钢板存储区。
时间安排：2015.6.23-2015.6.24 布置任务，阅读指导书2015.6.24-2015.6.28 编制I/O地址分配表，PLC外部接线图2015.6.28-2015.7.2 绘制主电路，编写PLC控制程序2015.7.2-2015.7.3 答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：2015年07月06 日轧钢机控制摘要自从1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller：PLC）以来，经过三十多年的发展与实践，其功能和性能已经有了很大提高，从当初用于逻辑控制和顺序控制领域扩展到运动控制和过程控制领域。
可编程逻辑控制器（PLC）也改称为可编程控制器（Programmable Controller：PC）,由于个人计算机也简称PC，为了避免混淆，可编程控制器仍然被称为PLC。
本设计是基于PLC的轧钢机控制系统。
使用型号为西门子公司S7系列的S7-300的PLC。
实现在轧制中前进、后退、锻压的往复运动过程。
当按下启动按钮，M1、M2运行，待加工钢板存储区中的钢板自动往传送带上运送。
若S1检测到有钢板在传送带上时，M3电动机正转，指示灯M3F亮。
当传送带上的钢板已过S1检测信号且S2检测到钢板到位时，电磁阀YV动作，M3电动机反转，指示灯M3R亮。
Y1锻压机向钢板冲压一次，S2信号消失。
当S1再次检测到有信号时，M3电动机正转，如此重复3次，停机1分钟，将已加工好的钢板放入加工后钢板存储区。
并通过I/O地址的分配，实现PLC与控制路线的接口连接，经过调试仿真，达到设计要求。
关键词：PLC目录1PLC概述 (3)1.1PLC历史 (3)1.2PLC基本结构 (4)1.3PLC的工作原理 (5)1.4PLC的特点 (5)1.5PLC的功能 (6)2轧钢机控制设计 (7)2.1设计任务 (7)2.2设计要求 (7)3系统硬件设计 (8)3.1总体设计 (8)3.2主电机回路 (8)3.3PLC轧钢机I/O分配表 (9)3.4PLC轧钢机I/O外部接线图 (9)4系统软件设计 (10)4.1程序流程图 (10)4.2LAD程序设计 (11)5系统组态及调试 (14)5.1硬件组态 (14)5.2仿真调试 (15)5.3联机调试 (18)6小结 (21)参考文献 (22)1PLC概述可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）一种数字运算操作的电子系统，是以微机处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制技术。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱之一。
1.1PLC历史在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制站主导地位。
继电器控制系统有着十分明显的缺点，体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等，而PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。
自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。
上世纪60年代末，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。
随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现，以及流程加工行业，如汽车制造业，对生产流程迅速、频繁变更的需求，PLC技术出现并快速发展。
目前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃，使早期的PLC数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。
但是，仍然沿用着顺序扫描、程序控制等基本模式及CPU+通信+I/O的基本结构。
PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求，高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。
它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和成本。
PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。
PLC的诸多优点确定了其在工业中的广泛应用。
1.2 PLC 基本结构图1.1 PLC 基本结构图（1）中央处理单元(CPU)：中央处理单元(CPU)是PLC 的控制核心。
它按照PLC 系统程序赋予的功能：a.接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
（2）存储器：可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。
存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。
（3）输入接口电路：输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。
（4）输出接口电路：可编程序控制器的输出有：继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。
（5）电源：PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。
如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC 直接连接到交流电网上去。
如FX1S 额定电压AC100V —240V ，而电压允许范围在AC85V —264V 之间。
允许瞬时停电在10ms 以下，能继续工作。
一般小型PLC 的电源输出分为两部分：一部分供PLC 内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。
按 钮 选择开关 电 源 限位开关1.3PLC的工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。
然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。
随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。
1.4PLC的特点（1）结构形式多样，模块化组合灵活。
有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。
最少的PLC只有6点，而AB的ControlLogix系统的容量达128000点。
（2）可靠性高。
PLC的MTBF一般在40000～50000h以上，有的在10-20万h，且均有完善的自诊断功能。
（3）编程方便。
控制具有极大灵活性。
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
（4）功能强大。
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
（5）适应工业环境。
适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。
（6）安装、维修简单。
与DCS相比，价格低。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
1.5PLC的功能（1）控制功能。
包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。
（2）数据采集与输出。
（3）输入/输出接口调理功能。
具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节，具有温度、运动等测量接口。
（4）数据处理功能。
包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、滤波等。
（5）支持人机界面功能。
提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。
允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整，实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。
（6）通信、联网功能。