科信学院
课程设计说明书
（2012 /2013 学年第 二 学期）
课程名称 ： 《可编程序控制器》课程设计
题 目 ： 热处理加热炉电气控制系统设计 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 刘增环、安宪军、杜永、王艳芬 设计周数 ： 二周
设计成绩 ：
2012 年 6 月 28 日
1、课程设计目的
通过对加热炉控制系统的设计，在了解其自动控制的基础上进一步熟悉可编程序控制器梯形图的设计及其开发软件的使用，并通过对PID控制部分的应用加深对PLC处理模拟量过程的了解及其使用方法。最后把书本知识和实践结合起来，加深对PLC的理解及梯形图编程的掌握。
2、课程设计内容及要求 2.1 设计内容
（1）了解热处理加热炉的结构和工作过程。
（2）逐一明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、
信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。
（3）逐一明确从PLC到个执行机构的输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动
电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。
（4）绘制出轧钢机电控系统的原理图，编制I/O地址分配表。
（5）编制PLC的程序，结合实验室现有设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上演示控制过程。
（6）编写课程设计说明书。说明书要阐明各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路或驱动电路的设计，写明设计过程中的分析、计算、比较和选择，画出程序流程图，并附上源程序。 2.2 技术要求
（1）初始状态：电炉不通电，电机不通电，小车停在炉外SQ3位置（SQ3亮，SQ4灭），炉
门关闭（SQ2亮，SQ1灭）。
（2）按下启动按钮，电机M2正转，炉门打开（SQ2灭）。
（3）炉门完全打开（SQ1亮）后，电机M2停转，同时起动M1正转（SQ3灭），运送工件的
小车向炉膛内运动。
（4）小车到达炉膛内SQ4位置后（SQ4亮），电机M1停转，同时起动M2反转（SQ1灭）。 （5）当炉门完全关闭后（SQ2）亮，电机M2停转。
（6）解热：给炉膛内的加热电炉丝通入最高电压，工件开始加热。
（7）保温：当工件温度达到设定温度（摄氏度）的95%时，转入保温阶段。保温阶段采用
PID控制，用PLC内置的PID功能实现。
（8）保温12秒钟后，关闭电炉丝停止加热，同时起动电机M2正转，炉门打开（SQ2灭）。
（9）炉门完全打开（SQ1亮）后，电机M2停转，同时起动M1反转(SQ4灭)，运送工件的小
车向炉膛外运动。
（10）小车到达SQ3位置后（SQ3亮），电机M1停转，同时起动M2反转（SQ1灭）。 （11）当炉门完全关闭后（SQ2亮），电机M2停转。 3、课程设计正文 3.1硬件设计
3.1.1轧钢机电控系统的原理图 ①CPU226接线图
②EM235接线图
③炉门、小车电机控制接线图
3.1.2 I/O地址分配
3.2软件设计 3.2.1程序分析
初始位置，小车位于SQ3位，炉门关闭状态，当按下启动按钮，清零计数器，同时电机M2正转，炉门打开，炉门由SQ2到SQ1位，小车电机M1正转，小车由SQ3到SQ4位，炉门电机M2反转关闭炉门，计数器加一，此时最高电压接通电炉丝给小车内工件加热，并调用EM235模拟量输入输出模块，当炉内温度到达设定值的95%时，断开电炉丝，接通计时器T101，并启动PID控制系统，通过改变模拟量输出来对电炉丝端电压进行调节以维持炉内温度基本不变，达到保温效果，满12秒之后断开PID控制，并关中断，炉门打开至SQ1，小车退出至SQ3，炉门关闭至SQ2，计数器再加一接通，系统复位，同时整个程序结束停机。
3.2.2 程序流程图
3.2.3 程序设计
子程序
中断程序
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4、课程设计总结
两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
从拿到课程设计要求开始的每一步都要我们亲自去做，我们研读原理、编写步骤、查找资料等，在这个过程中教会了我们很多东西，不仅是课堂上理论知识的应用，也是团结分工合作的良好体现，我们收获困惑解答和成功喜悦的快感。通过这次课程设计，培养和提高我
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们的设计工作能力，巩固与扩充了PLC等课程所学的内容，掌握热处理加热炉设计的方法和步骤，知道在遇到问题时反复求证并查找相关资料解决问题。在这次设计过程中，体现出团结合作能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
感谢同学们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊，也感谢老师的耐心指导，让我弥补了自身的不足。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。
5．参考文献
[1].可变程序控制器选择、设计与维护/殷洪义主编.-北京：机械工业出版社，2002.11 ISBN 7-111-11084-6
[2].西门子S7-200PLC入门/严盈富编著.-北京：人民邮电出版社，2007.6
ISBN 978-7-115-16005-8
[3]陆运华，胡翠华编著，图解PLC控制系统梯形图及指令表，中国电力出版社，2007，6
[4]李国厚，张发玉，侯铁冰.PLC原理与应用（松下FP0系列）[M].北京：青华大学出版社，2005
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