毕业设计-基于plc在平板硫化机控制系统的设计与实现.doc

沈阳理工大学应用技术学院 毕业设计（论文）题 目： 基于PLC在平板硫化机控制系统的设计与实现 院 系： 信息与控制学院 专 业： 自动化 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 年 月 日II摘 要 随着科学的发展，人们逐渐进入了自动化的时代，首先就体现在军事与工业上，其中最重要的技术之一就是可编程控制器的使用，亦可称为PLC；其主要功能是功能强大，可靠性高，编程简单，联网方便，很快被普遍使用。理所当然也成为我们学习的重要课程之一，为了让所学的知识融入到社会中，达到理论与实践相结合的目的，我们进行了这次综合实训。 在实训报告中，我用可编程控制器控制平板硫化机的运作，其中包括设计的要求与规格说明，还有各种图纸样例（电路原理图，元器件位置图，接线图，及梯形图，元器件明细表等）。本系统采用OMRON公司的CPM2A系列 PLC作为处理器，利用CX-Programmer编程软件进行梯形图程序设计。系统的主要功能为控制平板硫化机动作、加热、传送等步骤。改善了平板硫化机动作过程的可操作性。最后采用世纪星组态软件来实现监控系统画面的运行，实现了远程监控的功能。关键词：平板硫化机；可编程控制器；组态软件AbstractThis paper describes the board curing press is a kind of pressure machine with heat.It apply to Power Electronics , articles for daily use and big rubber products.This system uses the OMRON Corporation PLC of the series as the processors CPM2A, using CX-Programmer programming software for ladder diagram programming. Main function of the system is controlling the board curing press action, heating, and transfer. Control on the board curing press control system technical requirements. Final adoption of century star configuration software for monitoring the operation of the system screen, enables remote monitoring capabilities.The research is valuable in engineering and economic significance. The board curing press control system ensure the curing quality. Not only realize high quality rubber product development, but also domestic reform traditional equipment, and technology innovation.Keywords：The board curing press ; PLC ; configuration softwareIII目 录绪 论11 平板硫化机控制系统的设计31.1 控制要求及优缺点31.2 硬件及通讯31.2.1 PLC简介31.2.2 PLC的工作原理41.3 器件选用51.4 本章小节72 控制系统PLC软件设计82.1 软件设计方法82.2 程序流程图82.3 程序设计分析82.3.1 I/O地址分配102.3.2 程序的具体分析102.4 本章小节123 平板硫化机控制系统组态设计133.1 软件介绍133.2 组态软件的结构和特点133.2.1 组态软件的特点133.2.2 组态软件的系统构成143.3 上位机系统设计153.3.1 组态设计163.3.2 组态开发系统173.4 世纪星与PLC之间的通信203.5 本章小节22结 论23致 谢24参考文献25附录 A26附录 B29附录 C32V沈阳理工大学应用技术学院学士学位论文绪 论1）课题背景及意义平板硫化机是一种带有加热平板的压力机，目前，平板硫化机的需求越来越多，但是现有的手动液压平板硫化机劳动强度大，工作效率低，并且人为影响产品质量的因素过多，导致产品合格率低、生产成本增加，越来越不能满足工厂需要，因此自动液压平板硫化机逐渐成为代替手动液压平板硫化机的产品1。自动液压平板硫化机可以从机械结构、液压系统控制和电器控制上解决普通平板硫化机存在的缺陷。自动平板硫化机具有以下优点2：（1）通过PLC实现设备的自动化控制，可以消除人为因素对制品的影响，便于管理。（2）模具开启采用推出轨道式设计，通过液压油缸的辅助作用开启模具，有效地降低了工人的劳动强度。（3）模具的进出、主机油缸的升降均可实现快慢速切换，有效地提高了设备运行速度及稳定性。2）平板硫化机控制系统的国内外研究现状硫化机与热压机属同种设备，要求工艺相同，都是对加工对象加压加热。热压机主要用于生产人造板，保证人造板在一定的温度和压力下实现粘合，形成致密物，而硫化机加工的主要对象是橡胶制品。德国是世界上生产平板硫化机的厂家最为集中的国家。德国Bison公司首创了钢带油膜型平板硫化机，这种硫化机是在热板与钢带之间用油膜进行相隔，油膜可起润滑、导热和压力传递的作用；德国Ksters公司则首先推出了钢带辊子链型的平板硫化机，该机采用的是短轴多排辊子链毯与柱式机架；德国Siempelkamp公司所推出的的Contiroll型平板硫化机更是采用大直径通轴辊子；德国Dieffenbacher公司的CPS型平板硫化机采用上下混合加压式布局，机架的两侧拉板可通过旋转开启3。平板硫化机的显著特点是平板化生产，没有辅助时间的消耗。平板硫化机的硫化操作可包括装胶、闭合、热压、开启和卸胶五个步骤，然而连续硫化机则不需要装胶、闭合、开启和卸胶过程，工作的效率就此得到明显提高4。1994 年，枣庄微山湖橡胶有限公司投入1.4亿元资金，从德国的kamp公司引入了一条具有世界级水平的平板硫化生产线。该平板硫化机与连续硫化机外形结构相似，只是两块热板间各加了一条钢带和环形辊子链，钢带和环形辊子链各自有一套可独立传动的装置。工作的时候两条钢带一起运行，橡胶从生产线的一端进入硫化机，在两条钢带中间进行硫化工艺，成品的胶带则从硫化机的另一端传出。橡胶在两条钢带中间夹着，热板的热量和压力通过钢带传递至橡胶上进行对橡胶硫化5。辊子链在钢带和热板之间运动，用来减轻热板和钢带相对运动过程中产生的摩擦力。3）本论文的主要内容本文主要通过对现有平板硫化机控制系统的调研和分析，依据用户对平板硫化机控制系统的要求，确定以可靠性高、使用简单、维护方便、编程PLC作为主要控制设备来设计平板硫化机控制系统，并引入计算机对平板硫化机控制系统进行远程监控与管理，保证整个系统运行可靠，安全节能，获得最佳的运行工况。具体而言，论文包括以下内容：第一章介绍对课题进行分析和研究的基础上，提出了系统的设计方案和思路，确定论文主要的研究内容和研究方法。第二章对控制系统的设计做了详细的分析和研究，对硬件进行选择。第三章介绍平板硫化机控制系统的核心控制系统PLC的软件设计。第四章介绍世纪星组态软件的设计，通过组态软件世纪星对平板硫化机控制系统的实时监控。4）本章小节本章介绍了平板硫化机控制系统的国内外研究现状以及平板硫化机控制系统的研究背景和现实意义，以及本课题的来源和主要研究工作。311 平板硫化机控制系统的设计1.1 平板硫化机控制优缺点1.11 在硫化机上使用可编程序控制器的优点 （1）简化输入设备及其本身的接线，如万能转换开关、按钮等可从复杂的多组组合简化为单组组合。限位开关、按钮等的接线可只接一组接点（常开或常闭），另一种状态可通过PC内部识别，这样大大地降低了外围设备的接线姓。 （2）用软件代替继电器的倾接线.改变控制要求方便。PC机采用有微型计算机为核心的电子线路，是多种电子式继电器、定时器和计数器的组合体，它们之间的连线（即内部接线）通过指令用编程器进行.如果按照现场要求改变控制方式，修改控制线路，只需用编程器对指令进行修改即可，十分方便。 （3）用半导体元件将继电器有触点控制改为PC机无触点控制，大大提高了。J靠性相稳定性，将原继电器盘控制装町的故障，如继电器线圈烧坏、线圈粘连、线阁吸合不紧、接点脱落等继电器本身的故障彻底消除。 （4）扩展I/0饥架有两种电源型号选择：使用100120VAC或200240VAC电源；使用24VDC电源。输入设备如按钮、选择开关、行程开关、压力调节器等可用24VDC电源作为信号源，这样可避免由于生产环境温度过高而造成行程开关、压力调节器等短路现象，提高了维修工人的安全性，降低了维修工作埠。输出端可通过200240VDC电源直接驱动电磁阀、接触器等输出负载。 （5） 除了有CPU错误、电池错误、扫描时间错误、存贮器错误、Hostink错误、远程I/O错误等自诊断功能和能判断PC机自身故障外，对应于I/O每一个点都有信号指示灯，指示I/0的0N/OFF状态，根据I/O指示灯的显示可准确、快捷地判断PC机外围设备的故障。 （6）根据控制要求，可方便地构成最合适的系统，且便于扩展。如果硫化机需增加和改进外围控制系统，在主CPU上再加扩展元件，以后设备需联网，可很方便地构成系统。 本系统以由一台平板硫化机、一台液压站，一台PLC、一个远传压力表及若干辅助部件构成。各部分功能如下：（1）液压站用来提高压力来推动平板硫化机的升降；（2）PLC用于处理平板硫化机的各个动作控制；（3）外围辅助电路用以当自动控制系统出现故障时，可以通过人工调节方式维持系统运行，以保障连续生产。1.2 硬件及通讯本系统采用了欧姆龙的CPM2A型号PLC。平板硫化机控制系统控制环节采用上位机和下位机组成，下位机直接控制运行，上位机负责对该控制系统的工作运行的状况进行监视，其中上位机（计算机）通过COM端口用RS-232与PLC相连进行通信的，而PLC需先接入220V交流电源，再将启动停止按钮各个开关通过24V直流电源连接到PLC的输入端口上（系统硬件接线图见图1.1所示）。1.2.1 PLC简介PLC，全称：可编程序控制器（Programmable Logic Controller），它是一种为在工业生产应用而设计的电子运算系统，它是当今发达国家工业标准的自动控制设备之一，PLC是以微处理机作为基础，并且综合了一些计算机技术、通信技术和自动控制技术等先进技术。综合现代科技而发展出来的一种新型自动控制工业设备。由于PLC采用了集计算机、仪器仪表、电气控制于一身的“三机一体化”的综合技术，具有诸多特点：成本低、维修方便、可靠性非常高、抗千扰的能力、简单易懂的编程等，加上在发展过程中，产品的产业化、标准化和系列化，使PLC在从最早的逻辑控制到顺序控制，快速的扩展到连续控制，并且开始进入了过程控制和批量控制的领域，成为工业自动化系统的支柱。因此PLC与其它的控制器相比它更加适合工业控制环境和市场的要求。目前，PLC在大、中、小型领域、大容量、强功能等方面有了很大的飞跃。图1.1 PLC硬件连线图1.2.2 PLC的工作原理PLC采用了不同于一般计算机的扫描方式。工作过程：图1.2 扫描过程如图1.2所示，当PLC在工作状态时，工作过程一般有三个阶段，即输入采样、执行用户程序和刷新输出三个阶段。在完成上述三个阶段称为一个扫描周期。在整个运行过程期间，CPU以一定的循环时间来重复执行上面三个阶段6。（1）输入采样阶段：在输入采样阶段，PLC以扫描的方式分别读取所有数据和输入状态，并且将它们存进I/O映像区中的相应的单元内。结束后，进行执行用户程序和输出阶段。（2）用户程序执行阶段：在执行用户程序阶段，PLC总是按由上至下，由左到右的顺序依次扫描梯形图，并且按照先上后下、先左后右的顺序对构成的逻辑线路进行运算，根据运算结果，刷新逻辑线圈在系统RPM存储区中对应位的状态。（3）刷新输出阶段：基于PLC控制的平板硫化机控制系统，当执行用户程序阶段结束后，PLC就进入输出阶段。在这期间，CPU按照映像区内的对应数据刷新和所有的输出状态进行锁存电路，再经过输出的电路，驱动相应的外部设备。这时才是PLC的真正输出。1.3 器件选用采用工控机作为上位机、PLC系统作为下位机的两级控制模式。PLC控制系统是该程控系统的核心，工控机作为监控机械手的运行状态使用7。（1）上位机计算机作为上位机，用于完成状态显示、打印输出、向PLC发送分类控制信号等功能，从而实现对控制系统的实时监控。同时，计算机还是图象处理的核心。（2）下位机PLC作为下位机，用来完成状态判别、输出控制等工作。它直接控制电磁阀、继电器，从而实现对各执行元件的控制。本系统采用价格适中、可靠性高、维护方便且抗干扰能力强的可编程控制器欧姆龙CPM2A型PLC来实现平板硫化机控制系统的控制要求。欧姆龙PLC是由电源、中央处理器和I/O元件组成的严密高速的程序控制器，配有丰富的指令系统，易于用户编程，具有丰富的特殊模块和通信能力，可以满足生产自动化的多级要求。本系统采用CPM2A是一种功能完善的紧凑型PLC，大程序容量和存储单位。另外CPU单元带RS-232C接口，具有PPI、MPI等通信协议可实现程序传送，数据通信等功能。欧姆龙公司C系列的小型机CPM2A型PLC 20点输入/输出，配有CX-Programmer软件用于控制部分编程时使用。（3）传感器设计中全部采用德国sick的传感器。电感式接近传感器由LC振荡电路、信号识别器及交换振荡电路的线圈产生高频的电磁交换场，并发射到传感器的感应面上。当金属物体（交换触发器）接近感应面，就会产生涡电流，所导致的损耗从振荡电路中获取能量并减少振荡。LC振荡电路后面的信号识别器将这个信息转换成一个清晰的信号。增量型编码器的有点：1至10000线的脉冲分辨率，轻按按钮即可完成零脉冲自学习记忆功能，采用专用的集成光电芯片处理技术，品种繁多的实心轴及空心轴外形结构。（4）通信方式CPM2A CPU支持多样的通信协议：点到点（Point-to-Point）接口（PPI）、多点接口（Multi-Point）（MPI）。这些都基于系统内通信结构模型，都是异步、基于字符的协议。其中PPI方式是非常简单方便的通信协议，只需要一根RS-232C线进行数据信号的传递，不需要额外再配置模块或软件。因此，本系统选择PPI方式，简单且能满足通信要求。CPM2A型PLC上配有RS-232C的通信接口，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和计算机互联。上位机与下位机之间通过RS-232连接构成HOST LINK协议进行通信。RS-232又称为EIA-232C或RS-232C，是最通用的一种串行通讯标准。它是一种点到点的通信方式，只能连接两个通信设备。19200波特率时，最大距离为75米；9600波特率时，最大距离为900米。计算机的串口即为标准的RS-232接口。使用RS-232转换器可以免掉一个RS-422串行接口板。系统结构如图1.3所示。图1.3 系统结构1.4 本章小节本章介绍了平板硫化机控制系统的构成以及工作原理，系统硬件的选择和硬件的连接，介绍CPM2A型号 PLC的工作原理。2 控制系统PLC软件设计PLC控制程序用CX-Programmer编程软件开发。CX-Programmer是OMRON公司PLC的软件编程调试的工具程序，其运行在Windows操作系统下，具有丰富、简捷的操作环境和强大的编程、调试功能。可实现梯形图的编程、监视和控制等功能，尤其擅长于大型程序的编写，弥补了手编程器编程效率低的不足。CX-Programmer编程软件支持模块化设计，在程序编写时可以直接将编写好的程序通过RS-232C传送到PLC来控制现场设备8。2.1 系统软件设计方法对于那些要按照动作每一步的先后顺序来进行控制的系统，非常适合用顺序功能流程图的方法来设计编程，虽然用该方法编出的程序稍长，但是思路清晰，可读性强，并且设计规律很强。在用顺序功能图编程时，绘制功能图表是很重要的。功能图能很清楚的看清，系统在各个工作的步骤及动作及每步之间的转换条件和顺序9。2.2 系统程序流程图为了能直观的了解程序的设计，在此画出了程序流程图，如图2.1所示，它能清楚的表明系统各个状态动作的顺序和转化条件。2.3 系统程序设计分析自动：按00005设备上电，响一声。按00006选择自动状态。然后按00000进入第一步，传送带前进，01002灯亮。按00002传送带行进4m到位，01004常亮。延时1s。01006闪烁，01004灭。延时2s，01006常亮延时1s，01006灭，01001响一声。延时2s，01001掉电延时2s，01007闪烁，01003常亮，01004闪烁，01005常亮延时1s，01007常亮，01003常亮，01004闪烁，01005常亮图2.1 系统流程图按下00003，一周循环结束。手动：按00005设备上电，响一声。按00007选择手动状态。然后只按00011这个按钮，会执行上面自动的步骤，每按一下，只执行一步。2.3.1 系统I/O地址分配本系统需使用8个输入点，8个输出点来对系统的各个运行状态进行输出指示。具体分配表见表2.1。表2.1 系统输入I/O地址分配表输入功能输出功能00000启动设备01000设备上电（响一声）00001停止01001加压（响一声）00002传送带行进4m01002传送带00003油压机原位传感器01003开卷机00005系统上电01004夹辊1、常亮-夹辊夹紧拉伸2、闪烁-夹辊松开返回00006选择自动01005卷取机 00007选择手动01006油压机下常亮-油压机慢下闪烁-油压机快下00011手动步骤01007油压机上1、常亮-油压机慢上2、闪烁-油压机快上2.3.2 系统程序的具体分析PLC采用循环扫描的的工作方式，这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向各输出点发出相应的控制信号，任一时刻它只能执行一条指令，这就是说PLC是以“串行”方式工作的，它能有效地避免继电接触器控制系统中易出现的触点竞争和时序失配的问题10。PLC执行用户程序是从梯形图左母线开始由上至下，由左向右逐个扫描每个梯级的每个元素，进行运算，此时CPU与映象区进行交换数据，读取输入的数据，传出输出信号11。当CPU执行到END指令时，则此次执行扫描程序结束。下面分别介绍各程序的作用：（1）系统上电程序图2.2 系统上电梯形图如图2.2所示，当按设备上电0.05按钮时，输出继电器10.00得电。当按停止按钮0.01时，输出继电器10.00掉电。（2）选择自动或者手动模式程序图2.3 选择模式梯形图如图2.3所示，当按自动按钮0.06时，中间继电器210.00得电，自动模式已经选择。当0.01停止按钮被按下，或者系统掉电10.00不带电，210.00掉电。当按手动按钮0.07时，中间继电器210.00得电，自动模式已经选择。当0.01停止按钮被按下，或者系统掉电10.00不带电，210.01掉电。（3）手动运行程序如图2.4所示，当按0.07按钮，手动模式就会运行，没按0.11按钮一次，就会执行动作的每一步。当中间继电器210.01不带电时，手动模式结束。图2.4 手动运行梯形图（4）输出程序图2.5 输出程序梯形图当中间继电器200.05得电是，输出点10.01得电，就有了加压的输出动作。2.4 本章小节本章重点介绍了用PLC来实现平板硫化机控制系统的工作流程。设计系统主电路、控制电路PLC的I/O端子分配、接线及功能设定等，并且电路设计时充分考虑了互锁关系。3 平板硫化机控制系统组态设计 3.1 软件介绍本设计的实时监控系统的设计软件采用的是世纪星通用工业监控组态软件，它以Windows 98/2000/NT/XP中文平台作为其操作系本设计的实时监控系统的设计软件采用的是世纪星通用工业监控组态软件，它是在PC机上开发的智能型统，全中文界面，并充分利用了WINDOWS的各种便利功能。世纪星监控组态的软件系统由CSMPKER开发系统与CSVIEWER运行系统两部分组成。CSMPKER和CSVIEWER是两个各自可独立的应用程序，都允许单独使用；这两个软件又要相互依存，在开发系统中设计出来的应用程序只能在运行环境中才可运行。单独一个开发软件是不能运行程序的。世纪星组态软件的开发系统是其二者应用程序的集成与结合。软件的开发者可以在这个环境中完成数据库定义、图形界面的设计、动画连接等操作。该系统具有独立先进完善的图形生成功能；数据库中包含许多种不同的数据类型，能合理地控制对象的特性，对历史数据记录、数据的报警、趋势曲线等重要功能具有简单的操作方法。利用预先准备好的图形控件功能可以大大减少设计界面所用的时间，从整体上提高了工作效率和工控软件的质量12。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。相对于原有的HMI（人机界面，Humall Machine Interface）的概念，组态软件就应该是一个能使用户快速的建立自己的HMI的软件工具。3.2 世纪星组态软件的结构和特点3.2.1 组态软件的特点（1）可扩充性和延续性。用通用组态软件就能开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户要求发生变化时，不需做很多的修改而很方便地完成应用程序的更新和升级（2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。（3）通用性，每个用户根据工程实际情况利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/O DRIVER、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。3.2.2 组态软件的系统构成1）组态软件是由两大部分构成的：（1）系统开发环境：是工程师为了实施控制方案，在组态软件的支持下，通过建立一些用户的数据文件，生成的最终目标图形，可供系统运行环境的运行时使用。系统的开发环境是由多个组态程序组成，例如实时数据库组态程序、图形界面组态程序等13。（2）系统运行环境：在系统运行的境下，目标的应用程序装入到算机的内存中，并投入运行。组态软件还支持在线组态技术，及时不退出运行模式，也可以在先修改程序画面，这样修改后的组态即可直接生效。系统开发环境也一定是工程师最先接触的，通过一定的修改和挑试，最后将应用程序在系统的运行环境下模拟运行，完成工程项目。2）应用程序管理器应用程序管理器是用于提供应用程序的备份、搜索、建立新应用、解压缩等功能的专能管理工具。在自动化工程师用各款组态软件进行项目设计时，经常会遇到下面一些问题：需要引用过去好的项目中的一些画面，程序等；要对生成的组态数据进行备份；需要快速了解在计算机中都保存了那些应用程序等等。虽然这些要求可以用会手动方式来实现，但是效率极低，非常容易出错。有了应用程序管理器，这些操作都变得非常简单易操作。3）图形界面开发程序图形界面开发程序是自动化工程师为了实行控制方案，在图形编辑工具的环境下，进行图形的生成工作，通过建立一些用户的数据文件，最后生成想要的图形，及应用程序，以便供运行环境下使用。4）图形界面运行程序在系统运行环境下，图形界面运行程序将图形的应用系统装入计算机内存中，并投入运行。5）实时数据库系统组态程序目前较先进的各种组态软件都拥有独立的实时数据库组件，来提升系统的实时监控能力，增强处理能力。实时数据库系统组态程序是为了建立实时数据库的组态工具，就此定义实时数据库的数据来源、结构、数据类型、连接以及相关联的各种参数。6）实时数据库系统运行程序在系统运行的环境下，实时数据库系统运行程序可将目标的实时数据库和应用系统装入计算机的内存并且执行所预定的各种数据处理和计算任务。实时数据库系统的运行程序还能完成历史数据的查询、检索、报警的管理等操作。7）I/O驱动程序I/O驱动程序是组态中不可缺少的组成部分，作用是用来和I/O设备通讯，交换数据的， OPC CLIENT和DDE是两个广为通用的标准I/O驱动程序，用来与支持DDE标准和OPC标准的I/O设备通讯。多数组态软件的OPC CLIENT多数单独存在，而DDE驱动程序则被整合在图形系统或者实时数据库系统中。世纪星组态软件是在PC机上开发的人机交换界面（HMI）的软件系统，它以 Windows 98/2000/NT/XP/Win7中文平台作为操作系统，全中文界面。采用国际先进的组态理念，吸取国内外领先的组态软件的优秀成果，并且通过严格的测试和多行业的现场实践，在短短的几年时间里，在各个行业都取得了成功。3.3 上位机系统设计通过世纪星组态软件设计出平板硫化机控制系统的组态监控画面如图3.1所示。画面中画出平板硫化机控制系统的工作状况。运行时，各个电机，料等设备应随动作变化做相应指示。画面中还设计了几个按钮，用以控制启动、停止环节。3.3.1 组态设计1）总体分析图3.1 系统过程图按系统上电，旁边灯亮。按自动。然后按启动进入第一步，传送带前进，当传送带行进4m到位，此时开卷机，夹辊，卷取机暂停工作，胶带两端夹辊启动夹紧胶带并将其拉伸，延时1S后油压机启动并快下，延时2S后，油压机改为慢下，延时1S后油压机停止下降并加温加压，待延时2S后油压机停止加压，此时延时2S后油压机快上，两端夹辊松开返回，开卷机、夹辊、卷取机启动工作，1S后油压机慢上，待油压机回到原位后完成一个循环。2）过程分析如图3.2所示，为运行时的效果图。图3.2 系统运行图3.3.2 组态开发系统（1）变量的定义世纪星组态软件提供的变量数据库是一个实时的数据库。在系统运行中，所有变量的实时数据都保存在数据库中。运行系统是将数据库中的各种数据同输入数据以及工业现场传送来的现实数据进行实时处理，再将数据传送回到工业现场，并且同时更新变量数据库中的变量实时数据。在变量数据库中要定义变量时，必须为每一个变量定义出一种数据类型，这样才能进行该变量的使用。系统可提供四大类型变量：特殊变量、I/O变量、内存变量和 系统变量14。组态系统除了必要的I/O变量用于与PLC内部变量保持一致外，还需要定义其他类型变量，用于控制组态画面和实现组态动画链接，如内存变量定义在系统的内部，这些变量不与外部进行任何数据交换，主要是用于存放计算处理的中间值，和在系统仿真时来模拟I/O变量。内存变量又可分为内存实数变量、内存整数变量、内存离散变量与内存信息变量四种形式。而本系统所使用到的内存型变量是内存实数变量和内存整数变量。其变量定义如图3.3所示。图3.3 变量数据库（2）动画链接及组态编程动画连接就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。这样，工业现场的数据，比如温度、液面高度等，当它们变化时，通过I/O 接口，将引起实时数据库中变量的变化。图形对象可以按动画连接要求改变位置、尺寸、颜色、填充百分数等，并且一个图形对象可同时定义出多个连接。把这些图形动画连接组合在一起，应用软件即可呈现出很好的图形动画效果。图3.4 动画连接图图3.4所示就是压辊的链接过程，双击压辊，选择表达式，当表达式为真时，压辊可见。 世纪星除了在定义动画连接时支持连接表达式，还允许定义类似于C语言的命令语言来驱动应用程序，极大地增强了应用程序的灵活性。在这里我们使用的是“应用程序命令语言”，可以在程序启动时执行、关闭时执行或者在程序运行期间定时执行。命令语言可以进行赋值、比较、数学运算，还提供了可执行IF-ELSE条件语句FOR-NEXT 循环语句的逻辑操作能力。用运算符连接变量或常量就可以组成较简单的命令语言语句，如赋值、比较、数学运算等。如图3.5所示。图3.5 应用程序命令语言3.4 世纪星与PLC之间的通信世纪星与PLC通信，先要在世纪星上完成PLC新设备的添加，首先选择“设备安装向导”“PLC”“欧姆龙”“HOST LINK协议”“串口”单击“下一步”“完成” 。这时在“驱动设备管理”里就有了添加好的新PLC设备，双击则出现如图3.6所示的对话框：图3.6 添加新设备安装向导然后是串口参数设置，波特率是9600，数据位为7，停止位是2，奇偶校验为偶校验，如图3.7所示。图3.7 串口参数设置由于采用的是PPI的通信方式，在完成PLC设备添加后，在“变量字典”里找到事先定义好的I/O离散型变量，选择“新设备”栏后，找到对应寄存器类型填写通道号及序号即完成，将整个平板硫化机控制系统的设备连接起来运行正常并且通信顺畅15。如图3.8所示。图3.8 设置变量数据库3.5 本章小节本章对世纪星组态软件进行简要介绍，并且对平板硫化机控制系统的组态设计进行说明，利用世纪星组态软件和PLC之间的通信，实现了对系统情况的实时监控。结 论本设计结构能够满足平板硫机化设备的要求，对材料要求较低，易损模块可在设备运行过程中更换，可以缩短停机检修时间，从而提高生产效率。平板连续硫化机结构比较庞大、复杂，本设计存在一些不足之处，需要进一步探索和试验。在分析国内外平板硫化机的研究现状和发展趋势的基础上，提出了新的、自动化水平和控制可靠性更加高的方案，确保硫化条件的练高实施，最终提高硫化制品的质量。本系统由可编程控制器PLC代替传统继电器控制回路，这不仅提高了系统的安全性和经济性，而且大大提高了系统的灵活性，系统稳定为不同客户的不同需求提供了灵活的解决方案。随着橡胶制品应用领域的日益拓展，本课题的研究是具有较高的工程价值和经济意义的，不仅将为实现高质量橡胶产品开发与产业化创造良好的条件，而且也将为国内利用高精技术改造传统设备，进行科技创新，促进经济发展提供了一条新思路，具有广泛的应用前景和较高的推广价值。致 谢经过几个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的缺乏，会有许多考虑不周的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持与帮助，想要完成这个设计是非常艰难的。在这里我要衷心感谢我的导师。老师平日里工作繁忙，但是在我进行毕业设计的每一个阶段，她都给我悉心的指导，为我们及时纠正毕业设计中出现的错误。除了敬佩老师的专业水平外，她严谨的治学态度和孜孜不倦的科研精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。感谢我的室友，感谢所有和我一起生活，一起学习，一起工作的同学和朋友，感谢他们给我的生活带来了阳光、自信、知识由衷地感谢我的父母，我的家人，感谢他们一直以来对我的关爱和支持！感谢大学四年来所有的老师，感谢理工大学，感谢你们精心培养了我，教会了我思考，教会了我许多做人、做事的道理感谢所有我需要感谢的人，在此，我谨表示深深的谢意！参考文献1 欧阳琳.连续平压热压机(之三).木材工业M，1997,11（4）：34 -372 冯钦正.平板式连续硫化机橡胶技术与装备M，1995,21（5）：34 -35.3 欧阳琳.连续平压热压机(之五).木材工业M，1997,11（6）：33 -354 杨小莉.自动液压平板硫化机的系统设计J，2010：165-1665 黄颜锋.新型平板连续硫化机的设计J，2006：10-126 程周. 可编程序控制器技术与应用，2007：143 -1457 聂冉OMRON CPM2A可编程序控制器编程手册，1997：15-508 步霍天OMRON CPM2A可编程序控制器编学习应用基础，1997：15-509 于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京：清华大学出版社.2004：22-2610 魏志精可编程控制器应用技术M第一版北京:电子工业出版社，1995：85-9011 郁汉琪.电气控制与可编程控序控制器应用技术.东南大学出版社，2003：152-15412 刘余明世纪星组态软件介绍，2007年4月：50-9013 赵明光世纪星组态软件7.22用户手册北京世纪佳诺科技有限公司，2000：60-162 14 袁秀英组态控制技术M第一版电子工业出版社，2003：32-38 15 刑斌组态软件开发与应用M电子工业出版社，2001：20-63 附录 APLC程序图A.1 PLC程序附录 B图B.1 系统上电图B.2 传送带前进图B.3夹辊启动压紧图B.4 油压机加温加压图B.5夹辊启动放开图B.6 系统复位进入循环附录 C组态源程序IF 启动 = 1 | 设备上电 = 1 THEN 设