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1、装订线 毕业设计（论文）说明书毕业设计(论文)任务书课题名称拨爪排屑机控制系统设计系 别自动化专业班级姓 名学 号毕业设计（论文）的主要内容及要求:毕业设计主要内容1 熟悉工艺流程2 进行控制系统PLC硬件选型及硬件图纸设计3 分析系统控制流程4 进行控制系统部分PLC的软件编程5 实验室离线调试毕业设计要求1 了解本次毕业设计任务及资料的收集、整理2 学习PLC的基本知识，掌握S7-300PLC结构与功能3 编写PLC控制系统STEP7程序4 实验室仿真调试5 有关英文资料的翻译工作6 撰写毕业论文 指导教师签字： II摘要随着工业自动化技术的发展，新的控制需求的不断提出，工业自动化控制技术
2、和水平不断提高。尤其是现场总线技术的应用给工业生产控制带来巨大的变革。本课题名为拨爪排屑机控制系统设计即对生产产生的废铁屑予以清理回收，采用S7-300作控制主机构成的PROFIBUS网络进行设计，在硬件选型、图纸设计、软件编程、仿真调试后以使其达到相关的控制要求。拨爪排屑机系统有两个液压站，每个液压站有两个油泵电机，正常工作时，一台油泵电机工作，一台备用。在工作油泵出现电气或液压故障时，备用油泵自动投入工作。系统的工作动力机构由液压站和液压缸组成，往复运动机构包含钢轨、框架和滚轮，框架由前段、中段和后段组成，前段与液压缸推杆连接，框架沿着钢轨运动。拨爪机构位于框架上，这样，拨爪就可以起到排屑
3、作用。关键词：拨爪排屑，西门子PLC，PROFIBUS-DP总线，STEP7编程AbstractWith the development of industrial automation technology, the new control requirements have repeatedly stated, industrial automation and control technology and improved continuously. Bring huge changes to the application of field bus technology for ind
4、ustrial production control. This topic is called dial claw Chip Conveyor control system design to be the emptying of recycling scrap iron on production, the S7-300 control hosts a PROFIBUS network design, hardware selection, design drawings, software programming simulation debugging to reach the con
5、trol requirements.Dial claw Chip Conveyor system has two hydraulic stations, which has two pump motor. In normal working hours, a pump motor works, and the other one spare. In the working oil pump electrical or hydraulic failure, the standby pump works automatically. The system working power institu
6、tions is composed of hydraulic station and the hydraulic cylinder. The reciprocating mechanism includes rail, frame and wheel. The frame consists of front-end, middle and rear section. The preceding of the frame is connected with the hydraulic cylinder push rod. The frame works along the rail. The d
7、ial claw institutions located in the frame, so the dial claw can play a role in chip removal.Keywords；The claw chip, Siemens PLC, PROFIBUS-DP bus ，STEP7programming 装订线目 录摘要IAbstractII目 录11绪论11.1 课题介绍11.2 工业背景11.2.1 工业控制系统11.2.2 工业控制主机22西门子S7-300PLC42.1 PLC的组成与原理42.1.1 可编程逻辑控制器的定义42.1.2 可编程逻辑控制器基本结构4
8、2.1.3 可编程逻辑控制器工作原理52.1.4 可编程逻辑控制器编程语言62.2 S7-300的硬件结构62.3 S7-300的通信网络102.3.1 工业网络概述102.3.2 S7-300通信网络112.3.3 PROFIBUSDP112.4 S7-300的指令系统112.5 S7-300的编程软件122.5.1 S7-300的编程软件简介122.5.2 用户程序结构122.5.3 启用SIMATIC管理器132.5.4 S7-PLCSIM仿真软件153控制系统设计163.1 系统硬件设计163.1.1 系统工艺流程163.1.2 PLC硬件选型163.1.3 硬件图纸设计173.2 系
9、统软件设计183.2.1 系统控制流程183.2.2 STEP7软件编程193.2.2.1 硬件配置193.2.2.2 编辑符号表203.2.2.3 程序设计243.2.3 离线仿真调试464结论47致谢48参考文献49491.绪论1.1 课题介绍本课题名为拨爪排屑机控制系统，是对一个实际的工程项目的研究设计。因此除了理论设计外，还要考虑工程实际。拨爪排屑机是一种用于清除堆积的工业半成品表面被擦除的毛糙状废铁屑的自动化装置。该系统的工作过程分为两个阶段:拨爪排屑的过程：当左右两个液压站投入工作时，与1#，2#油泵电机相连的拨爪在推拉作用下做往复运动，将产生的废铁屑推送到中间的运输链上。铁屑运输
10、的过程，当运输链电机启动工作时，便将运输皮带上的铁屑运出工作区处理。该系统的意义在于；一方面可及时排除生产工程中产生的废铁屑，不至于因长时间的堆积妨碍生产的正常进行，或者因需人工清理带来的麻烦；另一方面可使产生的铁屑不因随意丢弃而造成污染与浪费，在铁屑被运出后可对其进行压缩处理，以便回收利用。1.2 工业背景1.2.1 工业控制系统随着计算机技术，通信技术，自动控制理论的发展与在工业生产过程中的应用，近几十年来工业自动化取得前所未有的发展。工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中,尽量减少人力的操作,而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作,即
11、称为工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自动化。而在“蒸汽时代”，“电气时代”之后到来的“信息时代”给工业自动化带来又一次更大的革命性的发展，具体表现在计算机控制系统取代传统的继电器控制系统以及与之相关的技术在工业生产过程中的应用与普及。计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通
12、过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。计算机控制系统所采用的形式，与生产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同的要求，应有不同的控制方案。计算机控制系统大致可分为以下几种典型形式：操作指导控制系统，该系统具有数据采集和处理功能，能够为操作人员提供反应生产过程工况的各种数据，并相应地给出操作指导信息，供操作人员参考。其优点是结构简单，控制灵活和安全，缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。直接数字控制（direct digital control, DDC）系统,该系统计算机首先通过模拟量输入通道和开关量输入通道实时采
13、集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道和开关量输出通道直接控制生产过程。其是计算机在生产过程中最普遍的以中应用方式，但因计算机直接承担控制任务要求实时性好、可靠性高、和适应性强。监督控制（supervisory computer control, SCC）系统，该系统计算机根据原始工艺信息和其他参数，按照描述生产过程的数学模型或其他方法，自动地改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况如保持高质量、高效率、低消耗、低成本等。从这个角度说，它的作用是改变给定值，所以又称设定值控制（set point contr
14、ol, SPC）。集散控制系统（distributed control system, DCS）也叫分布式控制系统，采用分散控制、集中操作、分级管理和综合协调的方法，把系统从下到上分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级，形成分级分布式控制。现场总线控制系统(field bus control system ,FCS)是新一代分布式控制系统。DCS的结构模式为:“操作站控制站现场仪表”三层结构，系统成本较高，而且各厂商的DCS有各自的标准，不能互联。FCS与DCS不同，它的结构模式为：“工作站现场总线智能仪表”二层结构，FCS用二层结构完成了DCS中的三层结构功能，降低了成本，提高了可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构。综合自动化系统，目前，由企业资源信息管理系
