碳素陽極組裝工藝的PLC設(shè)計論文

.24/32.******大學(xué)（本科）畢業(yè)論文題目：碳素陽極組裝工藝的PLC設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部容。作者簽名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日注意事項1.設(shè)計（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體與大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它碳素陽極組裝工藝的PLC設(shè)計摘要隨著生產(chǎn)自動化水平的提高，PLC的應(yīng)用圍變廣。本次設(shè)計是以西門子公司S7-300軟件為基礎(chǔ)，編寫程序設(shè)計出某鋁廠碳素陽極組裝PLC自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是針對托盤小車的控制和軌道電機的控制，通過對控制系統(tǒng)各個系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)計算，初步確定控制系統(tǒng)完整的控制電氣原理圖以與流程圖。根據(jù)組裝陽極的生產(chǎn)工藝的要求，用STEP7編制了一套適用于該組裝工藝的自動化控制系統(tǒng)。在這次設(shè)計過程中有很多的開關(guān)量輸入輸出點，因此選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC以提高系統(tǒng)的工作效率和靈活性。關(guān)鍵詞：可編程控制器；自動控制系統(tǒng)；模塊式結(jié)構(gòu)AbstractProductionautomationdegreerisingmakestheapplicationofPLCmoreandmoreextensiveandpractical.ThisdesignisbasedonSiemensS7-300programmablecontroller,theprogrammingdesignofsmeltinganodeassemblyprocessautomaticcontrolsystemofPLCcontrol.Thesystemismainlyaimedatpalletcarmotorcontrolandorbitcontrol,theprocessisthecollectionmachine,electricity,liquid,gasinoneofthelargeautomatedprocessingequipment.Systemismainlycomposedofmechanicalpartofthemotor,oilheater,hydraulicstation,beltconveyor,mobilecarmotorandcontrolofthesoftwarepartofthesystem.Throughthecontrolsystemofmaincircuit,controlcircuitdesignandparametercalculation,theinitialcontrolsystemcompleteelectricalprinciplediagramandflowchart.AccordingtotherequirementsofassemblyofanodeproductionprocesswithSTEP7createdasetofsuitableforPLCcontrolsystemoftheassemblyprocess.Thisdesignthatinvolvedalotintheprocessofswitchinputandoutputpoints,sochooseflexibleconfigurationofPLCmodularstructureusedtoimprovethepracticabilityandefficiencyofthesystem.Keywords:programmablecontroller;Automaticcontrolsystem;Modularstructure目錄TOC\o"1-3"\h\u21007摘要I20268第一章緒論193221.1課題的研究背景與意義1239061.2課題研究的容與前景分析127925第二章設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求與設(shè)計參數(shù)282162.1設(shè)計任務(wù)227370第三章系統(tǒng)方案設(shè)計2873.1設(shè)計依據(jù)2148693.2各部分功能分述3193843.2.1托盤小車上料過程349713.3控制方案的比較、論證和確定523281第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計8110514.1設(shè)計依據(jù)8322624.2主電路設(shè)計9212614.3元器件選型12252524.4變頻器設(shè)計15249744.5系統(tǒng)控制電路設(shè)計1537604.5.1設(shè)計依據(jù)1512506第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計2261735.1軟件設(shè)計分析22229785.2系統(tǒng)流程圖2219574總結(jié)2713214參考文獻(xiàn)2819914附錄12910255附錄2306100附錄3318696附錄43414236附錄538第一章緒論1.1課題的研究背景與意義目前在國碳素陽極組裝工藝中比較先進(jìn)的在貴鋁，較之于國的工藝發(fā)展，外國組裝工藝的先進(jìn)性較高。因為實際情況的不同，比如市場環(huán)境的差異，作業(yè)環(huán)境的不同，所有不能照搬國外的技術(shù)，而是有自己的技術(shù)特點，根據(jù)實際情況設(shè)計組裝工藝，提高生產(chǎn)效率。碳素陽極的組裝是電解鋁生產(chǎn)的不可缺少的環(huán)節(jié)，隨著國鋁業(yè)水平的提高，碳素陽極的組裝要求也隨之提高。電解鋁的過程當(dāng)中對于碳素陽極的需求量特別大，并且碳素陽極的組裝和拆卸量巨大，傳統(tǒng)作業(yè)方式是使用人力，這會造成勞動力的大量使用，增加生產(chǎn)成本，影響作業(yè)效率，不利于擴大生產(chǎn)。在這樣的背景下面急需改變行業(yè)現(xiàn)狀，隨著電氣自動化行業(yè)的快速發(fā)展，自動化的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，國民經(jīng)濟的各行各業(yè)都能看到自動化發(fā)展帶來的影響和推動。在碳素陽極組裝工藝的發(fā)展過程當(dāng)中，自動化隨之應(yīng)用到作業(yè)過程中，使得組裝更加安全可靠，組裝的結(jié)構(gòu)變的更加簡單合理，工作條件得到極大的改善，工作效率不斷提升，設(shè)備運行自動化。1.2課題研究的容與前景分析陽極組裝是生產(chǎn)系統(tǒng)的最后一個生產(chǎn)過程，研究的主要研究容是碳素陽極組裝工藝的自動化設(shè)計，在設(shè)計的過程當(dāng)中研究問題，分析問題，解決問題。利用PLC的編程功能進(jìn)行程序設(shè)計，實現(xiàn)碳素陽極的組裝自動化，提高生產(chǎn)效率。自動化系統(tǒng)的設(shè)計包括陽極小車上料過程、夾具動作過程、陽極小車下料過程、翻轉(zhuǎn)裝置等，還有硬件的分析設(shè)計，整個過程包含硬件和軟件的設(shè)計。自動化控制是未來的發(fā)展方向，技術(shù)成熟之后逐漸成為系統(tǒng)設(shè)計的主流。目前使用的自動化系統(tǒng)是PLC自動化控制系統(tǒng)。在行業(yè)發(fā)展的先進(jìn)之列中，自動化控制系統(tǒng)占有首要位置。第二章設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求與設(shè)計參數(shù)2.1設(shè)計任務(wù)這次設(shè)計為自主設(shè)計，來自于鋁廠陽極組裝現(xiàn)場，根據(jù)新型鋁廠電解鋁的陽極組裝工藝要求，完成陽極組裝工藝中小車、運輸電機與夾鉗動作控制系統(tǒng)的主電路、PLC控制電路設(shè)計和機械控制程序設(shè)計。自動控制系統(tǒng)由可編程控制控制柜、電機控制臺、運輸小車等控制系統(tǒng)組成,。該系統(tǒng)以PLC為主，加上電氣控制、敏感的檢測部分、電動機，液壓閥等相互協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)碳素陽極組裝過程的自動化控制。2.2設(shè)計要求2.2.1設(shè)計要求（1）控制小車的前后運行和停止，夾鉗的上下、翻轉(zhuǎn)等；（2）PLC控制變頻器的起停，調(diào)速、制動使能轉(zhuǎn)換、軌道電機啟停；（3）完成10個電機起、停信號的檢測、實現(xiàn)電機的自由起、停；（4）對小車和軌道電機各種信號的互鎖和監(jiān)控進(jìn)行控制；（5）由軌道的運行情況，決定電機的起停和過載保護(hù)控制以與故障處理；（6）控制系統(tǒng)具有電機過載、過流保護(hù)與短路保護(hù)等必要的保護(hù)環(huán)節(jié)；第三章系統(tǒng)方案設(shè)計3.1設(shè)計依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的控制兩部分包括小車的前后運動和電機啟停，其中小車的結(jié)構(gòu)包括夾鉗和小車電機，夾鉗功能是由液壓驅(qū)動來實現(xiàn)夾住和釋放托盤。而小車電機將托盤運送到對面的軌道上，然后再次返回，即往返運動。為使小車在運動過程中防止盤子滑落，平穩(wěn)運行，需要控制小車運行情況。軌道電機共有8臺，分別驅(qū)動8條軌道，分別由8條軌道托運托盤。使用機械手夾具來讓托盤從5#軌道向6#軌道完成夾緊、放松，上升、下降，翻轉(zhuǎn)、復(fù)位和前進(jìn)、后退等動作。于此同時通過變頻器實現(xiàn)對小車移動電機的啟動、變頻調(diào)速、正反轉(zhuǎn)等的控制。對于電機的控制，每條軌道上都安裝有一個傳感器，可用來判斷前后有無盤子并檢測到位的盤子，發(fā)布命令進(jìn)行調(diào)整。3.2各部分功能分述本次設(shè)計主要完成軌道電機對托盤小車的運送和陽極小車夾具動作的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，故用作業(yè)圍大，效率高且便于操作的PLC控制來完成鋁錠生產(chǎn)過程的夾具動作過程。3.2.1托盤小車上料過程本設(shè)計中的小車在實際生產(chǎn)上是生產(chǎn)線上的運送小車，設(shè)計中的托盤小車也稱為碳素陽極小車，其運輸過程分為上車過程和下車過程。每個過程有一個軌道，而且每個軌道又被分成4段小軌道,每一段都由一個電動機驅(qū)動，整個運料系統(tǒng)中共有8臺軌道電機，分別拖動8條軌道，由該8條軌道托運托盤,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求：上車過程中的4#軌道和下車過程中的7#軌道設(shè)計的比其他幾段要長[3]。小車上料的運輸過程如下：1#軌道2#軌道3#軌道。。。4#軌道圖3.2.1托盤小車上料軌道示意圖3.2.2夾具動作過程夾具動作過程如下：右移位置升上右移位置升上右移升上位置右移升上位置下降下降反反下降時間時間反上升反下降左移反上升反下降左移左移左移圖3.2.2夾具小車運動圖3.2.3陽極小車下料過程下料過程：6#軌道7#軌道8#軌道。。。。 9#軌道圖3.2.3托盤小車下料軌道示意圖3.2.4翻轉(zhuǎn)裝置按照碳素陽極組裝工藝的要求，都必須按上述設(shè)計進(jìn)行操作運行。3.3控制方案的比較、論證和確定3.3.1方案的比較能夠?qū)崿F(xiàn)鋁廠陽極組裝工藝控制系統(tǒng)設(shè)計的方案有多種。單片機和工業(yè)計算機還有可編程控制器都行，下面比較三方面的容：（一）單片機

由于單片機的所有器件均不是工業(yè)級的，抗擾性能差，系統(tǒng)硬件復(fù)雜多變，可能引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。而且一旦單片機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難快速診斷出故障元件，不是專業(yè)人士不能很快找到故障原因，使用起來不方便，單片機選擇不合理。圖（一）單片機控制系統(tǒng)（二）工業(yè)計算機（IPC）由于IPC的主要器件都不是適用工業(yè)級的，抗干擾能力雖然有一定提高，系統(tǒng)不和變頻器相適應(yīng)，不穩(wěn)定。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，非專業(yè)人士不能檢查和維修。如果故障由于程序的設(shè)計不合理引起，且缺乏合適的調(diào)試工具，要找出故障原因很困難,而且編程很難，雖然系統(tǒng)界面完整，但對于不熟悉計算機系統(tǒng)的人來說，還是不太方便。

（三）可編程邏輯控制器(簡稱PLC)圖（三）PLC控制系統(tǒng)3.3.2方案論證與確定通過對以上幾種控制方案的比較發(fā)現(xiàn)采用PLC控制能夠達(dá)到碳素陽極組裝控制系統(tǒng)需要的要求。PLC控制技術(shù)在工程實際應(yīng)用中的時間較長，圍廣，技術(shù)成熟，在工程技中有不可替代的地位。最重要的是PLC可根據(jù)電流保護(hù)的要求準(zhǔn)確輸出，完成保護(hù)動作。第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1設(shè)計依據(jù)軟件設(shè)計目的是實現(xiàn)怎樣去控制所要控制的對象，怎樣把整個自動化控制系統(tǒng)的功能完整地實現(xiàn)，硬件的設(shè)計則主要是要能體現(xiàn)出整個控制系統(tǒng)的流程。硬件設(shè)計是軟件設(shè)計的基礎(chǔ)，軟件設(shè)計是硬件設(shè)計功能的集中體現(xiàn)。在本章主要是硬件設(shè)計與器件選擇。通過對系統(tǒng)的功能要求和性能指標(biāo)的分析，整個控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計分為兩個模塊來完成：（1）主電路圖設(shè)計（2）系統(tǒng)控制圖設(shè)計。硬件設(shè)計要考慮到供電。供電的設(shè)計直接影響到控制系統(tǒng)的適用性，故在設(shè)計硬件時是要按照以下幾方面來設(shè)計：1.輸入電源電壓在一定的允許圍變化；3.當(dāng)控制系統(tǒng)不允許斷電的場合，要考慮備用電源的使用；綜合考慮以上幾方面，可以把供電線路設(shè)計如下：供電使用電網(wǎng)提供的380V動力電。主電路設(shè)計中，給PLC供電時，應(yīng)該注意對電能的質(zhì)量進(jìn)行控制。4.2主電路設(shè)計（1）電器總配線主電路圖如下圖4.2（1）所示：圖4.2（1）電器總配線主電路圖圖3.2（2）陽極小車總配電圖（3）軌道電機控制主電路圖下圖4.2（3）所示：圖4.2（3）軌道電機控制主電路圖4.3元器件選型4.3.1斷路器斷路器又稱為自動開關(guān)，功能包括有短路、過載和欠電壓保護(hù)等。斷路器型號選擇：油泵電機選型號：DZ20-60液壓站冷卻電機選型號：DZ15L—10皮帶運輸電機選型號為：DZ15L—40小車移動電機選型號為：DZ15L—601#－10#軌道電機DZ15L—40加熱器和PLC選用型號：DZ15L—10輸入和輸出模板斷路器型號均選用：DZ15L—104.3.2熔斷器熔斷器時一種簡單有效的保護(hù)電器。熔斷器選型：油泵電機：FU1—FU3熔斷器選用型號為：RT14-63/1電源模塊：FU4—FU12熔斷器選用型號為：RC1A—104.3.3低壓隔離器低壓隔離器也稱刀開關(guān)，主要用于電氣線路中隔離電源之用，也可作為不頻繁地接通和分?jǐn)嗫蛰d電路或小電流電路之用[7]。選擇刀開關(guān)選用型號為：HG1—63/314.3.4接觸器本設(shè)計選用CJ10系列交流接觸器。該系列交流接觸器的功能強大，其輔助設(shè)備也很完備，主要用于交流電動機的起動和控制。（2）液壓站冷卻電機選型：由于該電動機雖然是經(jīng)常啟動；但是其不用正、反轉(zhuǎn)工作，它們的功率也是很小。故選擇型號：CJ10—10（3）油加熱器選型：電阻爐選擇AC1接觸器即可以滿足要求。故選擇型號：CJ10—10（4）皮帶運輸電機選型：由于該電動機是經(jīng)常啟動；但不用使其正、反轉(zhuǎn)。選擇AC3類（降一級使用）的接觸器可以滿足要求。故選擇型號：CJ10—10輔助觸頭數(shù)量:一常分軌道電機故選擇型號：CJ10—10（6）小車移動電機故選擇型號：CJ10—204.3.5繼電器本設(shè)計采用的電磁繼電器選擇電壓型的繼電器就可以滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。選用型號：JT3-220VAC觸點：24VDC線圈：220VAC1.時間繼電器時間繼電器種類很多。本設(shè)計根據(jù)夾具的動作選用JS14A系列晶體管時間繼電器。本設(shè)計選擇型號為：JS14A—5/380M其中：延時圍為：0.5—5s2.熱繼電器主要用于電動機的過載保護(hù)、斷相與電流不平衡運行的保護(hù)與其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制[8]。對于頻繁正反轉(zhuǎn)和頻繁起制動工作的電動機不宜采用熱繼電器來保護(hù)。查器件書選熱繼電器型號為：JR16B-60/3D3.中間繼電器4.3.6接近開關(guān)本設(shè)計的接近開關(guān)主要是用于限位保護(hù)，采用LXJ6系列電感式接近開關(guān)。選擇接近開關(guān)型號為：LXJ6-4/224.3.7電動機選擇在這個設(shè)計的通用汽車，可以滿足要求，所以我用Y系列電機，鼠籠式三相異步電機系列電機，是我國統(tǒng)一設(shè)計的產(chǎn)品，具有效率高，節(jié)約電能，阻斷高扭矩，低噪音，振動小，運行安全可靠等特點。4.3.8電流表和電流互感器電流表顯示各臺電動機工作時的電流，采用的電壓表不能直接測量，應(yīng)該串在電流互感器上使用，選擇的電流表的電流應(yīng)該大于測量線路上的電流。本設(shè)計選用LMK-0.5系列的電流互感器，選擇的型號：電流互感器：LMKB1-0.5100∶5；電流表：100-AC4.3.924V直流電源PLC輸入模塊使用24V/DC的電源可以從電源模塊引出，也可以從外界的供電系統(tǒng)中直接引入。我采用外電源直接引入；因為我使用的模板比較多，從電源模塊上引入會引起PLC不正常工作。型號選擇：CKK220VAC/24VDC4.3.10油加熱器液壓系統(tǒng)正常工作時油的溫度一般不會太低，不使用加熱器。一般是在整個系統(tǒng)啟動前由于外界環(huán)境的影響，使得油溫低，系統(tǒng)不能正常啟動。加熱器選擇了一般的加熱電阻絲。型號選擇：RJK124.3.11光電傳感器1.控制按鈕對于手動控制信號控制接觸器，繼電器，電磁起動器。作為遠(yuǎn)程起動器，接觸器，繼電器控制單元?？刂瓢粹o通常是由化合物，有一對常閉觸點和常開觸點。信號燈按鈕，用于交流信號燈，在6V直流電壓信號，對各種信號燈組件。設(shè)計選擇模型：lw-612.信號燈采用半導(dǎo)體信號燈，該信號燈適用于交流50HZ,額定工作電壓380V與以下或直流額定工作電壓220V與以下的控制電路中.選用型號為：AD16－22B/RDC24V4.4變頻器設(shè)計由于小車移動電機的負(fù)荷變化不大，因小車電機容量為7.5kW,功率不大會有嚴(yán)重過載的情形，故查變頻器手冊，選用變頻器容量為12kVA，18A的變頻器與其相匹配，4.5系統(tǒng)控制電路設(shè)計4.5.1設(shè)計依據(jù)為一個簡短的描述。1系統(tǒng)的大小首先應(yīng)確定單一的PLC控制系統(tǒng)，由PLC網(wǎng)絡(luò)的計算機，PLC的輸入，輸出點，并根據(jù)點的實際需要，左邊是在PLC的采購保證金（5%-10%）。規(guī)模2確定負(fù)載類型根據(jù)直流或交流負(fù)載型PLC的輸出，是一個高電流和低電流，并對動作的頻率點輸出的PLC，從而確定繼電器輸出端子，輸出晶體管或晶閘管輸出。在不同負(fù)載下的輸出選擇，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。3存儲容量和速度雖然PLC產(chǎn)品的外國廠商都大致一樣，但也有一定的差異。目前全兼容產(chǎn)品之間的公司還沒有被發(fā)現(xiàn)。該公司的軟件開發(fā)也不盡一樣，但存儲容量和指令，用戶程序執(zhí)行速度的重要指標(biāo)。一般存儲容量越大，速度越快，PLC的價格較高，但應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小選擇合理的PLC產(chǎn)品。4.plc編程（1）一般的手持編程器編程這僅僅是商業(yè)要求語句表編程語言。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適合，體積小，調(diào)試方便，成本低。（2）圖形程序員采用梯形圖編程的程序員，方便直觀，一般的電氣人員短期應(yīng)用自如，但該編程器價格較高。（3）PC和PLC軟件編程這是最有效的方式，但大部分公司的PLC軟件價格昂貴，而且不容易調(diào)試。4.5.2S7-300系列PLC。S7-300是模塊化的PLC，主要由機架，CPU模塊，信號模塊，功能模塊，接口模塊，電源模塊，通信處理器和可編程器件，每個模塊安裝在框架。MPI（多點接口的多點接口）直接與程序員，OP的網(wǎng)絡(luò)接口，S7PLC等操作面板。SIMATICS7-300PLC是通用的，適用于各種自動化工程中的應(yīng)用，特別是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，可編程控制器，各種單獨的模塊可廣泛用于擴展組合。S7-300PLC系統(tǒng)總線直接集成在每個模塊中，他們使用的總線連接器模塊的物理和電氣連接。1.PLC模塊的選擇接口模塊是自我配置，不需要地址分配。0號機架電源模塊CPU模塊接口模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊1號機架電源模塊接口模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊輸入輸出模塊2．CPU模塊可編程控制器系統(tǒng)，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦，工作，閱讀一個一個的從用戶程序存儲器中的指令，分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮和控制電路[11]。為了給主機提供PROFIBUS接口，我所選擇的設(shè)計是與CPU接口直接選擇模塊；此外，當(dāng)I/O模塊超過8時必須選擇具有擴展功能的CPU。有20種不同類型的S7-300PLCCPU，適合不同層次的控制要求。在本設(shè)計中我選擇的是標(biāo)準(zhǔn)型的cpu314；CPU可以滿足設(shè)計要求。選擇型號：CPU3146ES7307-1EA00-0AA0MMC微存儲器卡64KB6ES7953-8LF00-0AA0這種CPU占用1個槽，它自身不帶有I/O點（所有的輸入輸出點都是通過擴展I/O模塊來實現(xiàn)的）。規(guī)格：128KB主存儲器，24VDC電源，MPI；PROFIBUSDP主站/從站接口；需要MCC；從L+吸取的電流為60mA。3．?dāng)?shù)字量輸入模塊輸入模塊用來接收和采集輸入信號。數(shù)字量輸入模塊（或開關(guān)）接觸和電子傳感器的機械的外部連接，如二型光電開關(guān)和接近開關(guān)。數(shù)字輸入模塊將數(shù)字信號從外部磁場的水平在PLC的信號電平，RC濾波電路一般配備的輸入電路，以防止由錯誤脈沖輸入信號引起的觸點抖動或外部干擾輸入，輸入電流一般是馬的數(shù)量（約7毫安）[11]。輸入接口電路設(shè)計采用光電隔離技術(shù)，有效隔離部和外部的PLC電路系統(tǒng)之間的電氣連接；采用濾波技術(shù)（如LC，II型濾波電路）來消除或減弱工頻和高頻電磁干擾。輸入信號通過輸入接口模塊連接器接入模塊。的直流輸入電路的延遲時間短，可直接裝置和接近開關(guān)，光電開關(guān)等電子輸入連接。如果信號線不是很長，PLC的物理環(huán)境較好，電磁干擾是輕的，應(yīng)被視為首選的DC24V輸入模塊。在惡劣的使用環(huán)境中的油霧和粉塵適合于交流輸入法。數(shù)字輸入模塊，可以直接連接到兩線接近開關(guān)（接近開關(guān)），兩線接近開關(guān)的輸出信號0個，輸出電流（漏電流）不0。在泄漏電流的選擇是小于靜態(tài)電流應(yīng)確保輸入模塊允許兩線式接近開關(guān)，否則將導(dǎo)致錯誤的輸入。本設(shè)計選擇：輸入控制系統(tǒng)的設(shè)計是數(shù)字設(shè)計，利用信號線不是很長，PLC的物理環(huán)境（主要是放置在單獨的控制室）好，電磁干擾，輸入模塊選用DC24V。選擇模型：標(biāo)準(zhǔn)型sm321；DI16*24V直流；321-1bh02-0aa06ES7從目前的抽回25mAsm321；DI16*24V直流數(shù)字輸入模板具有以下特點：sm321di16*24V（DC）與硬件中斷和診斷，隔離16個輸入點，16個為一組，，額定輸入電壓24V（DC），適用于開關(guān)；2/3/4線接近開關(guān)（接近開關(guān)），支持時鐘操作，可編程中斷診斷，診斷，硬件中斷觸發(fā)輸入延時可設(shè)置。4．?dāng)?shù)字量輸出模塊數(shù)字輸出模塊用于控制電磁閥接觸器，指示燈，報警輸出裝置。sm322數(shù)字輸出模塊將S7的部信號電平300需要控制過程的外部信號的水平，同時，和功率放大效應(yīng)的分離。放大器件的輸出功率模塊具有高功率晶體管和場效應(yīng)晶體管，驅(qū)動交流負(fù)載雙向晶閘管或固態(tài)繼電器驅(qū)動直流負(fù)載，小型繼電器可以驅(qū)動交流負(fù)載和直流負(fù)載。輸出電流典型值為0.52A，負(fù)載功率由外部磁場。本設(shè)計選擇：兩部分：一個是顯示部分（主要是燈）；二是在工作液壓系統(tǒng)的電磁閥。電磁閥的驅(qū)動電流為0.5A；2A驅(qū)動電流輸出模塊的選擇。SM322；DO16×24DC0.5A；6ES7322-1HH01-0AA0從背板吸取的電流為80mA；從L+吸取的電流為250mASM322；DO16×24DC繼電器模板具有以下顯著特性：輸出點數(shù)為16，帶隔離，16點為一組，輸出電流0.5A，額定負(fù)載電壓24-48（直流/交流），適用于電磁閥、直流觸點、電機啟動器、電機和指示燈，可編程診斷，診斷中斷，替換值輸出。注意：當(dāng)電源關(guān)閉時，電容器仍將儲能約200ms。此時，用戶程序仍可對繼電器進(jìn)行操作。5．電源模塊由電源模塊工作電源系統(tǒng)，電源模塊通過電纜連接到外部24VDCCPU模塊與其它模塊的輸出，為他們提供工作電流。24V直流電源-300和SIMATICS7的傳感器和執(zhí)行器電源。在設(shè)計中選用5A電源模塊，電力系統(tǒng)的左緣主要考慮。選擇型號：PS307-5A；6ES7307-1EA00-0AA06．接口模塊選擇型號：標(biāo)準(zhǔn)型IM365；6ES7365-0BA01-0AA07．其他裝置的選擇（2）編程設(shè)備4.5.2硬件地址配置PLC的I/O點確定輸入輸出點的實際系統(tǒng)為基礎(chǔ)。選擇I/O點，應(yīng)該有足夠的保證第五章控制系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1軟件設(shè)計分析5.1.1STEP7概述SIMATIC工業(yè)軟件包括：基于標(biāo)準(zhǔn)的SIMATIC硬件編程工具—。工程工具——高級編程語言和基于軟件過程——在插頭的生產(chǎn)過程中使用的運行時軟件和播放操作軟件——人機界面（HMI）設(shè)計的操作員控制和可視化軟件。5.2系統(tǒng)流程圖（一）托盤小車上料流程圖如下圖5.2（1）所示：圖5.2（1）托盤陽極小車上料流程圖（二）托盤小車下料流程圖如下圖5.2（2）所示：圖5.2（2）托盤小車下料流程圖（三）殘陽極處理夾具小車運動流程圖如下圖5.2（3）所示：+圖4.2.（3）殘陽極處理夾具小車運動流程圖總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對Microsoftw