畢業(yè)設(shè)計--氣動低壓鑄造氣控系統(tǒng)軟件設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　1.1研究的背景及意義1</p><p>　　1.2低壓鑄造的基本原理2</p><p>　　2硬件系統(tǒng)方案設(shè)計3</p><p><b>

2、　　3硬件設(shè)計4</b></p><p>　　3.1基于電磁泵的PLC選型4</p><p>　　3.2電磁閥的選型5</p><p>　　3.3壓力傳感器的選型6</p><p>　　3.4溫度傳感器的選型6</p><p>　　3.5觸摸屏的選型7</p><

3、p>　　3.6比例閥的選型7</p><p>　　3.7硬件系統(tǒng)的設(shè)計8</p><p>　　3.8電路設(shè)計9</p><p>　　4程序的編寫和指令集10</p><p>　　4.1工程設(shè)計前準備10</p><p>　　4.2觸摸屏組態(tài)軟件的設(shè)計10</p><p&

4、gt;　　4.2.1觸摸屏組態(tài)編輯軟件EV5000介紹10</p><p>　　4.2.2組態(tài)軟件的設(shè)計10</p><p>　　4.3PLC程序的設(shè)計17</p><p>　　4.3.1西門子S7-200系列幾種指令介紹17</p><p>　　4.3.2西門子STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP6編程軟件介紹

5、18</p><p>　　4.3.3PLC梯形圖程序設(shè)計18</p><p><b>　　5結(jié)論20</b></p><p><b>　　附錄121</b></p><p><b>　　附錄223</b></p><p><b>

6、　　附錄329</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　研究的背景及意義</b></p>

7、<p>　　低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法，由于所用的壓力較低，所以叫低壓鑄造。低壓鑄造法的雛形可以追溯到本世紀初。適用于鋁合金是1917年在法國，1924年在德國提出的申請，但并沒有形成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。為商業(yè)的目的而開始生產(chǎn)是在二戰(zhàn)以后的1945年，由英國的路易斯先生創(chuàng)立了阿魯馬斯庫公司，開始生產(chǎn)雨水管道、啤酒容器等。在那以后的五十年代里，奧地利和德國開始生產(chǎn)氣缸頭。 </p>

8、<p>　　1958年美國的澤訥拉路默它斯在小型汽車的發(fā)動機零件上（氣缸頭、箱體、齒輪箱）大量運用了鋁合金鑄件，并采用了低壓鑄造法。這件事對至今仍廣泛采用的低壓鑄造法而言是不可或缺的推動，特別是在全世界的汽車工業(yè)界引起了極大的反響。低壓鑄造法被介紹進我國是1957年左右，但真正引起業(yè)界的注意，開始進行各種研究、引進設(shè)備是從1960年左右開始的。但是這種打破了以往常識的劃時代的工藝方法，幾乎沒有冒口，與已經(jīng)作為一種“技術(shù)”確立

9、起來的重力金型鑄造的技術(shù)相比具有完全不同的難度，因此業(yè)界的反應(yīng)比較冷淡。 </p><p>　　在這種狀況下，1961年的輕型汽車用空冷氣缸頭的生產(chǎn)成為低壓鑄造法在我國實用化的開端。以后的發(fā)展非常迅速，在克服了多個技術(shù)難題后，利用低壓鑄造法所具有的材料利用率高、容易實現(xiàn)注湯自動化等優(yōu)點，以汽車部件為中心，逐步確立了輕合金鑄件的主要鑄造法的牢固地位。目前在鋁合金鑄件的生產(chǎn)量中，低壓鑄造品已占了大約50%，并以其巨大

10、的生產(chǎn)量和優(yōu)良的品質(zhì)而著稱于世。產(chǎn)品擴大到汽車相關(guān)部件，如氣缸頭、氣缸體、剎車鼓、離合器罩、輪轂、進氣岐管等。特別是1970年以后大量應(yīng)用在輪轂上，并且隨著近年來的汽車輕量化和提高性能等要求，在以往從未有過的復(fù)雜內(nèi)部品質(zhì)和機械性質(zhì)的嚴格要求下，氣缸頭、氣缸體上的使用也逐漸增加。作為一種近凈成形技術(shù),被廣泛應(yīng)用在航空、航天、交通等領(lǐng)域,其產(chǎn)品在汽車部件的應(yīng)用,對于汽車的輕量化有著重要的意義[1]。低壓鑄造工藝對于鑄件的最終性能有著重要影響

11、,研究者越來越關(guān)注于低壓鑄造工藝對充型和凝固過程的影響。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,利用數(shù)值模擬技術(shù)對傳統(tǒng)鑄造工藝進行改進和優(yōu)化已成為當前鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢。</p><p><b>　　低壓鑄造的基本原理</b></p><p>　　在密閉的保持爐的熔湯表面上施加0.01~0.05Mpa的空氣壓力或惰性氣體壓力，熔湯通過浸放在熔湯里的給湯管上升，被壓進與爐子連接

12、著的上方的模具內(nèi)。熔湯是從型腔的下部慢慢開始充填，保持一段時間的壓力后凝固。凝固是從產(chǎn)品上部開始向澆口方向轉(zhuǎn)移，澆口部分凝固的時刻就是加壓結(jié)束的時間。于是就憑借澆口的方向性凝固和從澆口開始的冒口壓力效果得到了完美的鑄件。最后當鑄件冷卻至固相溫度以下便可從模具中取出產(chǎn)品。</p><p>　　反重力低壓鑄造相比于傳統(tǒng)的鑄造有很多優(yōu)點，鑄造利用率非常高。 由于沒有冒口和澆道，澆口較小，因此可以大幅度降低材料費和加工工

13、時； 獲得完美的鑄件，容易形成方向性凝固，內(nèi)部缺陷少；氣體、雜物的卷入少，可以改變加壓速度，熔湯靠層流進行充填； 容易實現(xiàn)自動化，可以多臺作業(yè)、多工序作業(yè)；不受操作者熟練程度的影響；材料的使用范圍廣。</p><p><b>　　硬件系統(tǒng)方案設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計是對氣動低壓鑄造氣控的硬件系統(tǒng)設(shè)計，是應(yīng)用反重力澆注發(fā)來實現(xiàn)的。主要是通過液面加壓控制系

14、統(tǒng)對放進和放出氣體實現(xiàn)對坩堝內(nèi)壓力的改變來控制液態(tài)金屬升液速度的改變是鑄件澆注完成。如下圖2.1低壓鑄造的工作原理圖，由5個功能模塊組成其中功能塊2是整個低壓鑄造控制裝置的核心，它按控制要求完成硬件和軟件功能。功能塊1是所有的輸入設(shè)備的控制輸入信號，它包括按鈕狀態(tài)、轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)以及壓力表的節(jié)點狀態(tài)。功能塊3是控制輸出設(shè)備，它完成氣路的通斷或氣壓大小調(diào)節(jié)。功能塊4是人機界面即觸摸屏，它完成參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視、操作等功能。功能塊5是電源模塊。&

15、lt;/p><p>　　圖2.1 低壓鑄造的工程原理圖</p><p><b>　　硬件設(shè)計</b></p><p>　　基于電磁泵的PLC選型</p><p>　　通過查閱大量PLC資料和經(jīng)驗人士的筆記，并結(jié)合成本和功能，全面考究后，選用晶體管型西門子PLC，型號為西門子S7-200 CPU224XP DC/DC/DC的

16、繼電器輸出型。24V交流電源，8點輸入，8點繼電器輸出，符合設(shè)計要求的轉(zhuǎn)換精度。西門子S7-200 CPU224X如下表3.1所示：</p><p>　　表3.1西門子S7-200 CPU224X</p><p>　　圖3.1西門子S7-200 CPU224X實物</p><p><b>　　電磁閥的選型</b></p><

17、p>　　根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格(即DN)、接口方式；根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組；根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理；最低工作壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導(dǎo)式均可選用；根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電。由此可以選出賽泰泵閥ZCX，他的參數(shù)如下表3.2，電磁閥的結(jié)構(gòu)如下圖3.2；以及電磁閥的實物圖3.3</p>

18、<p>　　表3.2 電磁閥的參數(shù)</p><p>　　圖3.2 電磁閥的結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.3 電磁閥的實物</p><p><b>　　壓力傳感器的選型</b></p><p>　　根據(jù)PLC的要求和資料的查閱可以選用西門子壓力傳感器QBE9000-P16，其主要用于液體和氣體的壓力。

19、測試測量不受溫度變化影響，高溫度穩(wěn)定，性無機械老化和漏電。它的參數(shù)如下表3.3：實物如圖3.4</p><p>　　表3.3 壓力傳感器QBE9000-P16參數(shù)</p><p>　　圖3.4 傳感器QBE9000-P16</p><p><b>　　溫度傳感器的選型</b></p><p>　　根據(jù)查詢資料得出可以

20、使用PT100溫度傳感器pt100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當PT100溫度為0℃時它的阻值為100歐姆，在100℃時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的，最大測量溫度可達到1000攝氏度。使用通用傳感器接口芯片，只需要一個對溫度不敏感的參考電阻，把Pt100接上UTI的電路，可以通過主控單元得到P

21、t100和參考電阻的比例，從而得到阻值和溫度。</p><p><b>　　觸摸屏的選型</b></p><p>　　經(jīng)過比較和資料查閱選擇步科MT4404TE觸控屏他的性能參數(shù)如下表3.4：</p><p>　　表3.4 步科MT4404TE的參數(shù)</p><p><b>　　比例閥的選型</b>

22、;</p><p>　　采用上海萬訊的QSTP智能電動引進單座調(diào)節(jié)閥是QS智能電動調(diào)節(jié)閥系列產(chǎn)品之一，它由PSL智能型電動執(zhí)行器與優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)閥門相組合構(gòu)成，是—種高性能的調(diào)節(jié)閥，可廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、醫(yī)藥、鍋爐、輕工等行業(yè)的自動控制系統(tǒng)中。電動執(zhí)行機構(gòu)接受40～200mA控制信號，改變閥門的開度，同時將閥門開度的隔離信號反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對壓力、溫度、流量、液位等參數(shù)的調(diào)節(jié)。</p>

23、<p>　　比例閥配用PSL智能型直行程電動執(zhí)行器，體積小、規(guī)格全、重量輕、推力大、操作方便，無調(diào)整電位器，可靠性高、噪聲小。PSL電動執(zhí)行器采用—體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有自診斷功能，使用和調(diào)校十分方便。有數(shù)字顯示窗口，可看到控制信號值、閥位值。PSL智能型電動執(zhí)行機構(gòu)功能：帶斷控制信號故障判斷、報警及保護功能。即斷信號時可使執(zhí)行機構(gòu)或開；或關(guān)；或保持；或在0～100％之間予置的任意位置。及帶閥門堵轉(zhuǎn)故障判斷、報警及保護功能。其采

24、用頂端導(dǎo)向，單座密封結(jié)構(gòu)。與其它同類調(diào)節(jié)閥相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、額定流量系數(shù)大，閥座泄露量小等突出優(yōu)點。另外，帶有軟密封結(jié)構(gòu)的TP系列既有調(diào)節(jié)功能又有切斷功能，是一種調(diào)節(jié)切斷型的調(diào)節(jié)閥，也可作切斷閥用。下圖3.5為其的實物圖：</p><p>　　圖3.5 萬訊QSTP實物圖</p><p><b>　　硬件系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>

25、　　對于低壓鑄造的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖3.6</p><p>　　圖3.6 氣動低壓鑄造的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　其中PLC位于液面加壓控制系統(tǒng)內(nèi)部，耐高溫的溫度傳感器和壓力傳感器位于型腔內(nèi)部，2個電磁閥和比例閥分別位于進氣管和出氣管內(nèi)。</p><p><b>　　電路設(shè)計</b></p><p>　　電路的總設(shè)計

26、圖如下3.7：</p><p>　　圖3.7 電路的設(shè)計圖</p><p><b>　　程序的編寫和指令集</b></p><p><b>　　工程設(shè)計前準備</b></p><p>　　將組態(tài)軟件EV5000_V1.6和PLC編程軟件V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6安裝到電腦上。

27、</p><p>　　觸摸屏組態(tài)軟件的設(shè)計</p><p>　　觸摸屏組態(tài)編輯軟件EV5000介紹</p><p>　　這個軟件是步科觸摸屏的集成開發(fā)平臺。默認語言是中文的，操作起來很流暢，各種功能具備。將元件庫的元件庫向組態(tài)編輯窗口拖拽，可將該元件使用在觸摸屏上。在安全上，該軟件可以設(shè)置進入組態(tài)系統(tǒng)的安全等級和操作權(quán)限。在通訊上，改軟件可以調(diào)觸摸屏與PLC的通訊方

28、式和參數(shù)。在元件上，該軟件支持各種開關(guān)圖形設(shè)置寄存器的值，并有諸如數(shù)值輸入，數(shù)字顯示，文本輸入，定時器，xy圖，趨勢圖等一些功能。在編程方面，該軟件支持標準的C語言宏指令。</p><p><b>　　組態(tài)軟件的設(shè)計</b></p><p>　　組態(tài)軟件設(shè)計主要根據(jù)預(yù)完成的低壓鑄造工藝曲線的要求，也就是在觸摸屏上的各種設(shè)置能完成下面這類的工藝曲線如圖4.1。這個曲線包

29、括充型，結(jié)殼，增壓，保壓，降壓這幾個階段。這樣就要求PLC輸出不同的模擬電壓，來控制電流源輸出相應(yīng)的電流，以改變比例調(diào)節(jié)閥的流量使驅(qū)鑄造液體在該電流曲線下動作。</p><p>　　圖4.1 工藝電流</p><p>　　由實現(xiàn)工藝曲線的設(shè)定和操作簡單的目的出發(fā)，組態(tài)軟件設(shè)計過程可又一下幾步完成：</p><p>　　第一步：新建工程后，在通訊連接里選串口托到拓撲

30、結(jié)構(gòu)窗口。在HMI里選MT4404TE,在 PLC選siemens S7-200。如圖4.2，將MT4404TE的COM0與PLC的COM0用串口線連接起來。這樣就建立了MT4404TE的硬件連接方式。</p><p>　　圖4.2 觸摸屏與S7 200在組態(tài)上的鏈接</p><p>　　然后雙擊MT4404TE選串口0設(shè)置，把參數(shù)設(shè)置成如圖4.3所示。這樣就建立了HMI與PLC的通訊參

31、數(shù)。</p><p>　　圖4.3 HMI屬性</p><p>　　第二步：鼠標右鍵點擊MT4404TE，在出現(xiàn)的下拉菜單里選編輯組態(tài)。如圖4.4：</p><p>　　圖4.4 鼠標右鍵單擊觸摸屏窗口</p><p>　　第三步：設(shè)計組態(tài)畫面、使用各種元件和分配地址。</p><p>　　開啟編輯組態(tài)后，會看到E

32、V5000右邊的樹形窗口。</p><p>　　雙擊Frame0，將所需元件拖放到Fram0中。圖4.5為各元件組建的Fram0窗口，窗口內(nèi)元件功能和元件清單見附錄1。</p><p><b>　　圖4.5 樹形結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　點擊“由此進入”，進入組態(tài)畫命名為Frame1，如圖4.6：</p><p>

33、;　　圖4.6 Frame1仿真后圖形</p><p>　　分別點擊懸浮電流設(shè)定觸發(fā)Frame9窗口顯示、點擊電流時間設(shè)定觸發(fā)Frame10窗口顯示，工藝電流設(shè)定觸發(fā)Frame11窗口可輸入數(shù)值，三個窗口如圖4.7。</p><p>　　圖4.7 Frme9、Frame10、Frame11</p><p>　　若想將以設(shè)定好的數(shù)值載入，可點擊預(yù)設(shè)時間參數(shù)和預(yù)設(shè)電

34、流參數(shù)。預(yù)設(shè)時間參數(shù)和電流參數(shù)需在宏指令里更改，也可以自己通過觸摸屏設(shè)定參數(shù)。圖4.8和圖4.9分別為點擊后的組態(tài)圖像，加載預(yù)設(shè)參數(shù)的圖像。</p><p>　　圖4.8 點擊后懸浮電流設(shè)定，電流時間設(shè)定，工藝電流設(shè)定后</p><p>　　圖4.9 點擊預(yù)訂時間和預(yù)訂電流后</p><p>　　在這個組態(tài)里，對于位開關(guān)元件，和數(shù)值輸入元件不做太多講解。主要真對

35、宏指令闡述下。EV5000是支持標準C語言的。上圖點擊預(yù)定時間參數(shù)、預(yù)定電流參數(shù)圖標都是通過宏實現(xiàn)的。本設(shè)計里分別在Frame0窗口用一個功能鍵觸發(fā)自命名“x軸下限，y軸上限下線.c”，在Frame1窗口用五個功能鍵觸發(fā)名為“預(yù)訂電流參數(shù).c”、“預(yù)訂時間參數(shù).c”、“x軸最大值.c”和“x軸時間刻度.c”，“觸摸屏于plc的地址對應(yīng).c”。宏代碼見附錄2。</p><p>　　當預(yù)設(shè)好時間和電流后，點擊屏幕右下

36、方的三角圖標功能鍵觸發(fā)最后一畫Frame12。如圖4.10：</p><p>　　圖4.10 Frame12仿真坐標圖</p><p>　　需要說明的是在圖中，電流坐標刻度為固定值，可用文本框輸入數(shù)字顯示其刻度。由于橫坐標刻度隨輸入時間輸入的不同，上限不同，需要組態(tài)上數(shù)值顯示元件與宏配合顯示，在本設(shè)計里將該宏命名為“x軸時間刻度.c”，見附錄2。</p><p>

37、　　點擊Frame12中的開始可將預(yù)設(shè)值以坐標的形式顯示在觸摸屏上，并用一趨勢圖實時跟蹤PLC的VW100的數(shù)值顯示在坐標上，這里的VW110存儲的是PLC的AIW0地址的值。觸摸屏需要換算再顯示，換算過程如下：</p><p>　　應(yīng)顯示的電流最大值為2500A，PLC模擬輸入單極性分辨率為11位。所以用2500A除以2048得到的1.2乘以AIW0地址內(nèi)的數(shù)值就是應(yīng)顯示在屏幕上的電流數(shù)值，在組態(tài)上編宏“跟蹤.

38、c”來實現(xiàn)。 “跟蹤.c”如下，圖4.11為變量名和地址：</p><p>　　#include "macrotypedef.h" a=1.2;</p><p>　　#include "math.h" hmi=plc*a;</p><p>　　int MacroE

39、ntry() return 0;</p><p>　　{ }</p><p>　　圖4.11 宏代碼變量窗口</p><p>　　圖4.12為仿真截圖，藍色為預(yù)設(shè)工藝曲線，紅色為跟蹤曲線。由于未與PLC實物</p><p>　

40、　連接所以跟蹤曲線始終為0.</p><p>　　圖4.12 仿真截圖</p><p>　　為達到趨勢圖的顯示跟蹤效果，寫宏代碼“模仿.c”，通過開始按鈕觸發(fā)該宏代碼來跟蹤預(yù)設(shè)，得到實時跟蹤過程截圖，如圖4.13</p><p>　　圖4.13 模擬輸入仿真截圖</p><p>　　在本設(shè)計里最關(guān)鍵、最難的是XY圖和趨勢圖，它與數(shù)值輸入元

41、件配合使用才能達到如圖4.13的顯示效果，在這里簡單引用EV5000的幫助手冊里對XY圖功能描述。</p><p>　　XY 圖是直觀反映兩個變量相互關(guān)系的曲線圖。因此如果您想監(jiān)控一個地址數(shù)值變化的XY 曲線，就只需要用此元件就能清楚地由 HMI顯示出來。 </p><p>　　假設(shè) M 個通道，每頁 N個采樣點的 XY 圖元件，在 PLC 中對應(yīng)著 M*N*2個寄存器，如X11,Y11,

42、X12,Y12,...X1N,Y1N,...,....,XM1,YM1,...,XMN,YMN。</p><p>　　趨勢圖元件會定期獲得一堆 PLC 的數(shù)據(jù)并且以趨勢圖的方式顯示出來。當每個取樣周期結(jié)束時，新的數(shù)據(jù)會從 PLC 讀出來并顯示在趨勢圖的右側(cè)，其顯示具有實時性。</p><p>　　以上為組態(tài)軟件設(shè)計的過程。</p><p><b>　　PL

43、C程序的設(shè)計</b></p><p>　　西門子S7-200系列幾種指令介紹</p><p>　　位邏輯指令：標準觸點</p><p>　　常開觸點指令(LD、A和O)與常閉觸點指令(LDN、AN和ON)從存儲器或者過程映像寄存器中得到參考值。標準觸點指令從存儲器中得到參考值。(如果數(shù)據(jù)類型是I或Q，則也可從過程映像寄存器中得到參考值。)當位等于1時，常

44、開觸點閉合(接通)，當位等于0時，常閉觸點閉合(斷開)。在FBD中，AND和OR框中的輸入最多可擴展為32個輸入。在STL中，常開指令LD、AND或OR將相應(yīng)地址位的位值存入棧頂；而常閉指令 LD、AND或OR則將相應(yīng)地址位的位值取反，再存入棧頂。</p><p>　　數(shù)字運算指令：加、減、乘、除指令。</p><p>　　整數(shù)加法(+I)或者整數(shù)減法(--I)指令，將兩個16位整數(shù)相加或

45、者相減，產(chǎn)生一個16位結(jié)果。雙整數(shù)加法(+D)或者雙整數(shù)減法(--D)指令，將兩個32位整數(shù)相加或者相減，產(chǎn)生一個32位結(jié)果。實數(shù)加法(+R)和實數(shù)減法(--R)指令，將兩個32位實數(shù)相加或相減，產(chǎn)生一個32位實數(shù)結(jié)果。</p><p>　　整數(shù)乘法(*I)或者整數(shù)除法(/I)指令，將兩個16位整數(shù)相乘或者相除，產(chǎn)生一個16位結(jié)果。(對于除法，余數(shù)不被保留。) 雙整數(shù)乘法(＊D)或者雙整數(shù)除法(/D)指令，將兩個

46、32位整數(shù)相乘或者相除，產(chǎn)生一個32位結(jié)果。(對于除法，余數(shù)不被保留。) 實數(shù)乘法(*R)或?qū)崝?shù)除法(/R)指令，將兩個32位實數(shù)相乘或相除，產(chǎn)生一個32位實數(shù)結(jié)果。</p><p>　　傳送指令: 字節(jié)傳送(MOVB)、字傳送(MOVW)、雙字傳送(MOVD)和實數(shù)傳送指令在不改變原值的情況下將IN中的值傳送到OUT。</p><p>　　定時器指令: 定時器分3個分辨率，分別是1ms，

47、10ms，100ms，不同編號的定時器分辨率可能不同，比如T37，分辨率為100ms?？刂贫〞r器的時間，需要在IN端輸入相應(yīng)的數(shù)值，時間為IN端數(shù)值乘以分辨率。</p><p>　　西門子STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP6編程軟件介紹</p><p>　　西門子STEP7是用于SIMATIC S7-200站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標準軟件，可使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語句表

48、進行編程操作。圖4.15為打開STEP 7-Micro/WIN后的界面。</p><p>　　圖4.15 STEP 7打開界面</p><p>　　PLC梯形圖程序設(shè)計</p><p>　　PLC程序分模擬量輸入輸出兩大部分。輸入輸出應(yīng)符合鑄造要求的工藝曲線，利用224XP模擬輸入輸出接口，輸出電壓應(yīng)符合如圖4.16所示的模擬U-T模擬電壓曲線圖。</p&g

49、t;<p>　　圖4.16 U-T模擬電壓曲線圖</p><p>　　根據(jù)U-T模擬電壓曲線，PLC程序的設(shè)計流程圖如圖4.17。并程序設(shè)計流程圖,在step7軟件上編PLC梯形圖程序見附錄3。</p><p>　　圖4.17 程序設(shè)計流程圖</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　

50、　畢業(yè)設(shè)計是本科學(xué)習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的氣動低壓鑄造氣控硬件系統(tǒng)設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決了上位機組態(tài)軟件設(shè)計和PLC梯形圖程序設(shè)計，同時也提高了我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范等其他專業(yè)能力水平。而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也

51、都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。</p><p>　　雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。硬件的選用標準，軟件的設(shè)計思想，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會設(shè)計的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟的角度對設(shè)計有了新的認識也對自己提出了新的要求。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計是我很重要的一筆收獲。</p>&l

52、t;p><b>　　附錄1</b></p><p>　　Frame0上的元件如附圖1.1。</p><p>　　附圖1.1 Frame0樹形圖</p><p>　　位狀態(tài)走馬燈元件BNL0，它可以讓是文字從各個方向走馬燈似地出現(xiàn)，如圖1.2。該圖為本設(shè)計在Frame0窗口使用的走馬燈元件部分和對該元件的屬性設(shè)置。</p>

53、<p>　　附圖1.2 走馬燈元件和其屬性</p><p>　　時間元件DTM0，可以實時顯示當?shù)貢r間，如附圖1.3。</p><p>　　附圖1.3 時間元件和屬性</p><p>　　功能鍵FK0、FK1，兩元件疊在一起，如附圖1.4：</p><p>　　附圖1.4 功能鍵和屬性</p><p>

54、<b>　　附錄2</b></p><p><b>　　宏代碼。</b></p><p>　　“預(yù)訂時間參數(shù).c”的宏代碼如下，地址對應(yīng)情況如附圖2.1。</p><p>　　#include "macrotypedef.h" </p><p>　　#include "

55、math.h"</p><p>　　int MacroEntry()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　cxa=250;//充型A</p><p>　　cxb=150;//充型B</p><p>　　cxc=300;//充型C</p><p&

56、gt;　　jk=500;//結(jié)殼</p><p>　　zy=100;//增壓</p><p>　　by=500;//保壓</p><p>　　jy=200;//退壓</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p&g

57、t;<p>　　附圖2.1 預(yù)訂時間參數(shù).C宏代碼變量窗口</p><p>　　“預(yù)訂電流參數(shù).c”的宏代碼和地址對應(yīng)情況，如附圖2.2。</p><p>　　#include "macrotypedef.h"</p><p>　　#include "math.h"</p><p>　　

58、int MacroEntry()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　a=0;//懸浮時間</p><p>　　b=0;//懸浮電流</p><p>　　c=cxa+a;//充型A時間</p><p>　　d=300;//充型A電流</p><p>

59、;　　e=cxb+c;//充型B時間</p><p>　　f=900;//充型B電流</p><p>　　g=cxc+e;//充型C時間</p><p>　　h=1000;//充型C電流</p><p>　　i=jk+g;//結(jié)殼時間</p><p>　　j=1700;//結(jié)殼電流</p><p&g

60、t;　　k=zy+i;//增壓時間</p><p>　　l=2500;//增壓電流 </p><p>　　m=by+k;//保壓時間</p><p>　　n=2500;//保壓電流</p><p>　　o=jy+m;//推壓時間</p><p>　　p=0;

61、//推壓電流</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　附圖2.2 預(yù)訂電流參數(shù).c宏代碼變量窗口</p><p>　　“x軸最大值.c”的宏代碼和地址對應(yīng)情況，如附圖2.3。</p><p>　　#

62、include "macrotypedef.h" </p><p>　　#include "math.h"</p><p>　　int MacroEntry()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　xmax=i;

63、 </p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　附圖2.3 x軸最大值.c宏代碼變量窗口</p><p>　　“x軸時間刻度.c” 的宏代碼和地址對應(yīng)情況，如附圖2.4。</p>

64、<p>　　#include "macrotypedef.h" </p><p>　　#include "math.h"</p><p>　　int MacroEntry()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　xpingjun=xmax/10;

65、</p><p>　　x0=xpingjun;</p><p>　　x1=xpingjun*2;</p><p>　　x2=xpingjun*3;</p><p>　　x3=xpingjun*4;</p><p>　　x4=xpingjun*5;</p><p>　　x5=xpingjun*6;

66、 </p><p>　　x6=xpingjun*7;</p><p>　　x7=xpingjun*8;</p><p>　　x8=xpingjun*9;</p><p>　　x9=xpingjun*10; </p><p><b>　　retu

67、rn 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　附圖2.4 x軸時間刻度.c宏代碼窗口</p><p>　　“跟蹤.c” 的宏代碼和地址對應(yīng)情況，如附圖2.5。</p><p>　　#include "macrotypedef.h"</p>

68、<p>　　#include "math.h"</p><p>　　int MacroEntry()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　hmi=plc;</b></p><p><b>　　return 0;</b>

69、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　附圖 2.5 跟蹤.c宏代碼變量窗口</p><p>　　“觸摸屏與plc的地址對應(yīng).c” 的宏代碼和地址對應(yīng)情況，如附圖2.6。</p><p>　　#include "macrotypedef.h"</p><p

70、>　　#include "math.h"</p><p>　　int MacroEntry()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　start1=start;</p><p>　　stop1=stop;//開始停止</p><p><b>

71、;　　aa=a;</b></p><p>　　bb=b;// 懸浮階段</p><p><b>　　cc=cxa;</b></p><p>　　dd=d;//充型A</p><p><b>　　ee=cxb;</b></p><p>　　ff=f;

72、//充型B</p><p><b>　　gg=cxc;</b></p><p>　　hh=h;//充型C</p><p><b>　　ii=jk;</b></p><p>　　jj=j;//結(jié)殼</p><p><b>　　kk=zy;</b&g

73、t;</p><p>　　ll=l;//增壓</p><p><b>　　mm=by;</b></p><p>　　nn=n;//保壓</p><p><b>　　oo=jy;</b></p><p>　　pp=p;//退壓</p><p

74、><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　附圖2.6 觸摸屏與plc的地址對應(yīng).c宏代碼變量窗口</p><p><b>　　續(xù)附圖2.6</b></p><p>　　“模仿.c” 的宏代碼和地址對應(yīng)情況，如附

75、圖2.7。</p><p>　　#include "macrotypedef.h"</p><p>　　#include "math.h"</p><p>　　int MacroEntry()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if

76、(mofang<=d)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　mofang=mofang+d/cxa;//充型A</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(mofang>d&&mofang<=f)</p&

77、gt;<p><b>　　{</b></p><p>　　mofang=mofang+f/cxb; //充型B</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(mofang>f&&mofang<=h)</p><p><b&

78、gt;　　{</b></p><p>　　mofang=mofang+h/cxc;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　附

79、圖2.7 “模仿.c”宏代碼變量窗口</p><p><b>　　附錄3</b></p><p><b>　　PLC梯形圖程序。</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　羅庚生，張忠忠，呂有綱．低壓鑄造[M]．北京：國防工業(yè)出版，1989&l

80、t;/p><p>　　張鵬飛．低壓鑄造輪轂[J]．特種鑄造及有色合金，1995，(6)：5"10</p><p>　　DJohn Rutherford．ZA Alloy Die Casting．ZA Casting Alloys Con-ference Proceeding[J]．Michigan，1985：33～36</p><p>　　唐劍，黃平，牟大強等

81、．鋁合金熔鑄技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．鋁加工，2001，24(4)：5～10</p><p>　　李英男．大型鋁合金鑄件低壓鑄造[J]．低壓鑄造國外譯文集，1978：37-98</p><p>　　趙振華．低壓鑄造氣缸蓋461加上性能的研究[D]．哈爾濱：哈爾濱理T大學(xué)，2007：</p><p>　　董湘懷.材料成型計算機模擬.北京:機械工業(yè)出版社,2001&l

82、t;/p><p>　　劉國英.120C型主閥體鑄造工藝設(shè)計及生產(chǎn)實踐.冷熱藝,2005,(1):13-14</p><p>　　柳百成.鑄件充型凝固過程國內(nèi)外研究進展.鑄造,1999,(8):78-81</p><p>　　李永保, 柳百成,熊守美.面向并行工程的鑄造工藝集成CAD/CAE系統(tǒng).高技術(shù)通訊,1996,(3):40-42</p><p&

83、gt;　　董秀琦.鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計的傳熱學(xué)原理.鑄造,1995(2):11-19</p><p>　　董秀琦,王冬,王承志等.低壓及差壓鑄造理論與實踐.北京:兵器業(yè)出版社,1995. </p><p>　　王冬,李玉海.鑄造過程補縮機理及數(shù)學(xué)模型.鑄造,1996(2):13</p><p>　　侯擊波. 鑄造用直流電磁泵技術(shù)研究.博士學(xué)位論文.天津：天津大學(xué).200

84、4:1</p><p>　　薛迎成.PLC與觸摸屏控制技術(shù).北京：中國電力出版社.2008.1:80-83</p><p>　　劉洪濤,黃海.PLC應(yīng)用開發(fā).北京：電子工業(yè)出版社.2007.1:14-16</p><p>　　侯擊波. 鑄造用直流電磁泵系統(tǒng).天津：天津大學(xué).2004:1</p><p>　　西門子公司S-200 CPU224X

85、P產(chǎn)品與應(yīng)用：</p><p><b>　　步科官網(wǎng)產(chǎn)品介紹：</b></p><p>　　步科人機界面與PLC通訊連接說明書：240-265</p><p>　　西門子公司S7 200使用手冊:154-165。</p><p>　　EV5000使用手冊：88-93</p><p>　　西門子公司

86、S7 200指令使用手冊:154-165。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我得到了李傳大老師的認真指導(dǎo)，他在我遇到困難暫停不前的時候，給予我引導(dǎo)性的幫助，教會了我如何分析問題，并讓我獨立解決問題。在半年的畢業(yè)設(shè)計中，李老師從選題、論文的撰寫、審稿各方面部給予了極大的關(guān)心和支持，在學(xué)習上經(jīng)常和我們進行交流、指導(dǎo)。李老