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摘 要

本文主要介绍了可编程序控制器(PLC)在热钢坯连铸生产线打号机控制系统中的应用，采用SIMATICS7-300/400站改编可编程逻辑控制程序，完成打号机控制系统的设计。对热钢坯端面打号机的机械系统和主要功能进行简单介绍；然后,对 PLC 的硬件组态及其程序流程进行叙述,并对系统设计、软件设计和主要功能进行详细说明；对PLC通信的程序设计进行了简要介绍，具体给出了 PLC 与人机界面之间、PLC 与 LUST 伺服之间通信的实现方法。研究结果表明,运用 PLC 控制技术,大大提高了热钢坯端面打号机控制系统工作的稳定性与热钢坯连铸生产线上标号工作效率。

关键词：热钢坯端面打号机；软件设计；伺服控制系统；可编程控制器

Design of hot billet end face marking machine control system

Abstract

This article mainly introduced the use of the programmable controller (PLC) in hot billets continuous casting line marking machine control system,using SIMATICS7-300/400 station to reorganize the programmable logic control program and finish the design of hot billet end face marking machine control system. Firstly, it gives a brief introduction of the mechanical system and main function of hot billet end marking machine control system. Then, it deal with the hardware configuration of PLC and program process, describing the design of overall structure and software and main functions in detail. Last, it introduces the program design of communication of PLC in a brief. The methods to realize the communication between PLC and man-machine interface, PLC and LUST servo are given specifically. The results prove that using PLC control technology greatly improves the stability of hot billet end face marking machine control system and efficiency of hot billets continuous casting line.

Keywords: hot billet end face marking machine；software design；Servo control system；PLC

目录

摘要 I

Abstract. II

目录 III

热钢坯端面打号机控制系统设计 1

第一章 绪论 1

1.1 打号机概述 1

1.2 课题国内外现状 1

1.3 发展前景 2

1.4 设计目的 3

1.5 本课题要研究或解决的问题 4

1.6 拟采用的手段 4

第二章 打号机的总体结构 6

2.1 打号机的工作原理 6

2.1.1 工作过程 6

2.1.2 系统组成 7

2.2 机械系统 8

2.3 控制系统 8

第三章 打号机控制程序设计 11

3.1 控制程序的设计要求 11

3.2 打号机的可编程逻辑控制器（PLC）的程序设计 11

3.2.1 可编程逻辑控制器（PLC）程序的开发平台 11

3.2.2 打号机控制系统PLC程序的具体设计 14

3.3 上位机监控程序 28

结语 30

参考文献 31

致谢 33

热钢坯端面打号机控制系统设计

第一章 绪论

1.1 打号机概述

随着经济的飞速发展，工业化进程加快，我国的钢铁工业经过多年的技术革新获得了突飞猛进的发展。面对复杂的国际形势，我国的钢铁工业面临着巨大的竞争，这不仅要求钢铁的质量越来越高，而且在品种，规格以及外观的设计上要求也越来越高，因此,^[5]如何把钢材的质量、品种、规格、生产日期、生产厂家等信息标志高效并且高质量的打印到钢板上而又不浪费钢材，成了一个亟待解决的问题。

液压驱动的钢板打号机已经成功的解决了这个难题，整个打印过程由液压机构驱动来完成。^[5]液压传动装置具有体积小，重量轻，布局灵活，结构紧凑，单位重量的输出功率和单位尺寸的输出功率大的特点。目前主流的控制系统采用可编程控制器（PLC）作为核心部件，操作界面向对象的人机界面完成，使得系统的使用性，安全性，抗干扰性以及维护性都得到了提高。

1.2 课题国内外现状

打号机主要是由机械本体，电气控制，液压传动三大部分组成^[2]。

国外的打号机研制起步较早，自动化的程度也相对较高。目前，在钢坯打号领域占有绝对优势的主要有奥地利的NUMTEC-INTERSTAHL公司和国的STOMMELamp;VOOS公司。这两家公司在钢铁冶金行业的打号、喷号等领域占有着重要地位，他们生产的热钢坯已经产业化，销往世界各地，技术上也占有垄断地位^[4]。相对来说国内起步较晚，自动化控制稳步发展。然而，国内部分炼钢厂仍然采用钢坯人工标记方式，此种标记方式不但容易烫伤工人，并且容易发生“混钢”事件, 使标号与钢坯不能够一一的对应上去。另外，也有一些企业通过涂料喷号的方式来实现标记的目的，这虽然解决了工作环境的问题，但由于喷在钢坯上的涂料容易被高温挥发或者标记在氧化铁皮上，在钢坯的存放、运输过程中，很容易使标记丢失或因标记模糊而不能够识别，而且涂料遇热后会挥发出刺激性的烟雾或者气体，影响操作工人的身体健康，并可能会进一步污染到环境，因而，在钢厂的实际应用中得到大面积推广比较困难^[13]。然而，目前国内工业技术程度逐渐发展，自动化程度也越来越高。工业自动化飞速发展，工业自动化逐步与世界接轨。国内的钢铁公司和科研院所根据国外的设备的原型以及国内钢厂的需求，不断地进行研究并研发出了一系列的打号机。这其中就有天津市理思达科贸有限公司独立研制的热钢坯打打号机和无锡启动技术研究所为宝钢三期电炉连铸研发的全自动的回转选字式热钢坯打号机^[13]。

目前，国内外液压打号机的发展不仅仅体现在控制系统方面，也主要的表现在低能耗，高速化，高效率，安全性；机械，电气，液压一体化，充分合理地利用机械和电子的发达技术，促进控制整个液压系统功能的完善；自动化、智能化，实现了对系统的自动诊断和调整，拥有故障预先处理的功能；液压元件的集成化和标准化，能够有效地防止泄露和污染事件的发生。尤其是在集成模块的基础上所发展起来的新型液压元件所组成的回路，有着其独特的优点，它不需要另外的连接件，因此它的结构就更为紧凑化，其体积也就相对来说更加的小型化，重量也更加的轻。不需要用管件来连接，从而从源头上消除了因为油管、接头所引起的振动、泄漏和噪声等问题^{[1] [21]}。

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