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摘 要

智能制造是目前工业发展的方向，因为制造业对集成控制系统的要求越来越高。本次毕业课题任务就是对高温冶金设备SFZW800的集成控制系统进行设计，使其能够实现一键启动自动控制模式和手动操作两种模式。本文首先对高温冶金生产设备的工作原理进行了研究，完成控制系统的总体设计；接着完成了基于PLC的控制系统配置，对左液包电机、右液包电机、棍子往复电机、辊子旋转电机的运动控制设计，完成了IO分配及电气控制原理图；最后完成了基于PLC的程序设计和组态界面的设计。

关键词：集成控制系统；高温冶金设备；智能制造；PLC系统

Design of Integrated Control System of High Temperature Metallurgical Equipment Based on PLC

Abstract

Intelligent manufacturing is the current direction of industrial development, because the manufacturing industry has increasingly higher requirements for integrated control systems. The task of this graduation project is to design the integrated control system of the high-temperature metallurgical equipment SFZW800 so that it can realize two modes of automatic control mode and manual operation with one-click start. This paper first studies the working principle of high-temperature metallurgical production equipment, completes the overall design of the control system; then completes the PLC-based control system configuration, the left liquid pack motor, right liquid pack motor, stick reciprocating motor, roller rotating motor Motion control design, completed the IO distribution and electrical control schematic diagram; finally completed the PLC-based programming and configuration interface design.

Keywords：Integrated control system, high temperature metallurgical equipment, intelligent

manufacturing，PLC system

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 智能制造与冶金自动化的发展现状与前景 1

1.3 课题研究主要内容 2

第二章 控制系统的总体设计 3

2.1 总体设计 3

2.2 电机的选型 4

2.3 检测装置 4

第三章 基于PLC的控制系统设计 6

3.1 基于PLC的控制系统配置 6

3.2 PLC的I/O分配表 7

3.2 PLC控制原理图 8

3.3 左液包电机控制原理图 9

3.4 右液包电机控制原理图 9

3.5 辊子往复电机的控制原理图 10

3.6 辊子旋转电机的控制原理图 10

3.7 激光测距仪的控制原理图 11

3.8 温度传感器的控制原理图 11

3.9 光电开关的控制原理图 11

第四章 程序设计 12

4.1 流程图 12

4.2 开发环境 15

4.3 PLC程序梯形图 15

第五章 组态界面设计 20

5.1 变量连接 20

5.2 建立画面 20

5.3 运行 21

第六章 总结与展望 22

致谢 23

参考文献 24

附录 组态王程序 25

1. 绪论
   1. 课题研究背景

本课题是由企业提供的，企业生产所需要的有关喷射成形相关的生产线合计一共五条，这五条生产线的主要功能大致分为：前期的喷射成形，随后进行粗加工，再进行相应的塑性变形或者半固态成形，接着就是热处理和精加工。完成喷射成形所需要的机床设备共五台，其中也包括了有关研发和生产铝、镁、铜、钢等高技术产品的设备。该集成控制系统应该可以很好地实现对工件的生产全过程进行监控来适应高精度的高温冶金设备生产线，设计这套继承控制系统的过程中不仅要建立一套生产的过工艺过程模型还有一套它的控制模型，要满足这条设备生产线所要求的工艺过程，保证这条生产线能安全、稳定地运行。

智能控制的制造是当前工业发展的方向。集成控制系统对于实现智能化生产必不可少，该系统最初可以执行现场控制、自动控制和手动操作，还可以满足相关的技术和生产要求。冶金作为工业领域的一个重要组成部分，可以提高冶金行业的智能生产水平，也就能够显著提高生产效率和质量。因此，重要的是改善PLC控制系统在冶金自动化中的应用。

高精度的高温冶金设备生产线所需要的集成控制系统的功能需求首先要能够实现对生产全过程的监控，其次可以在生产过程中建立一套完整的工艺过程模型包括它的控制模型，要满足这条设备生产线所要求的工艺过程，保证这条生产线能安全、稳定地运行。

本课题的内容是完成设计喷射成形设备所需要的集成系统控制。

• 1. 智能制造与冶金自动化的发展现状与前景

智能制造作为目前快速发展的计算机技术与传统机械行业融合的技术，冶金设备的自动化是冶金工业发展的设备中更为复杂和可控的领域。不断朝着最新最先进的PLC系统前进，行业的方向就是制造更多的先进的冶金设备和生产线，这可以极大地促进冶金行业和机器自动化技术的发展，并为冶金行业的生产带来很多积极影响，例如可以提高机器生产的效率、可以增加设备的容量，并且还能够为公司带来更多经济利益。

近年来，我国在冶金机械方面的研究和开发取得了突破性成果：2006年,冶金行业完成以控制和传动为主的自动化系统集成项目。^[1] 在原料、烧结、焦化、高炉、转炉、电炉（炼钢）、精炼炉、连铸、轧机、加热炉、均热炉、铁合金电炉、铝电解等环节均采用了自动化系统集成业务。^[1] 其中PLC已经成为冶金行业的主流控制系统。^[1] 在冶金产业的发展过程中，PLC自动控制系统的运用可以提升整个控制过程的控制效率，降低冶金产业的成本输出，促进冶金产业发展。^[2]

PLC 在冶金自动化中的应用可以对人类思维活动的过程进行模拟，进而实现对冶金自动化系统的智能化控制。^[3] PLC 控制系统所涉及的领域较多，是一项复杂性较高的系统。^[3] 有效利用 PLC 控制系统，可以在很大程度上代替人工活动，提高冶金自动化系统的智能性，实现工作效率与工作质量的提高。^[3]

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