参考文献 27

致谢 28

1  绪论

1.1  选题研究目的及其意义

在当前产业生产过程当中，制造业自动化、高效化、机械化已经成为这个时代的主题。随着自动化技术的飞速发展，在工业生产中对铸坯的高效化生产有了更高的要求，同时为了减少工作人员劳动强度，火焰切割机随之产生。火焰切割机极大地改善了原始的切割方法，火焰切割机切割速度快，操作方便，维护简单。火焰切割机控制系统，西门子PLC和简单的界面，易于配置，编程简单，实时性强，具有广泛的应用。

现代工业中PLC 提供了一些可用和实际的解决办法为自动化控制应用，适应了当前自动化生产的需要。PLC 自动控制技术将计算机技术和通信技术结合,可以称为自动化生产中的核心,并且十分的可靠,组合简单，编程灵活，抗干扰能力非常强，这些优点都让 PLC 具有可观的优势。由于自动化可以节约大量的人力、物力等,并具有其它控制方法的一些特点，因此 PLC具有特别的优势,如良好的通用性、实用性强,完成硬件和编程方法很容易学,所以 PLC 广泛应用于工业领域。

1.2  火焰切割机的发展现状和前景

1.3  主要研究内容

本文主要研究的是PLC技术在火焰切割机控制系统中的应用，通过编写PLC程序设计实现远程控制切割坯。不仅可以更加直观的看到火焰切割机的运动状态,而且提供了各种可能性的维护和故障诊断,充分提高系统的工作效率。从而使得火焰切割机具有更好的稳定性，可靠性，以及安全性。文章设计包括硬件和软件两部分，硬件选用西门子 S7-200 CPU226 CN AC/DC/继电器和一个数字量扩展模块EM223 24V DC输入，完成了PLC的I/O口接线及其扩展模块I/O口分配，并给出了该系统的电气原理设计；软件按照系统控制要求，给出了系统整体工作流程，并进行了系统PLC程序梯形图设计。最后通过对所设计的程序进行调试，取得了较好的验证结果，说明了文章所做的设计是可行的、合理的。

2　火焰切割机系统分析

2.1 系统设计目标及要求

切割机的设计是一个钢方坯连铸切割系统的一部分，其主要任务是将刚浇注在完成切割切割精度要求坯。但连铸坯火焰切割机保持在高温环境下的切削，所以应该是稳定的和高可靠性。此次完成设计的总体任务为：

（1）铸坯切割机同步运行，稳定，可靠，无滞后。

（2）在自动模式下，根据火焰的长度自动切坯标准切割设备。在手动模式下，完成对机器的调试和检修。

（3）系统稳定可靠，提高精度，稳定性的测量，提高产品的成品率，并具有强大的控制功能，具有运行方式灵活的优点。

2.2  自动火焰切割机控制系统的组成

主要结构及工作原理如图2.1所示：

图2.1火焰切割系统结构示意图

（1）框架：以液压为动力的横向移动式结构，是切割的主要承重结构

（2）割枪小车：有割枪，割枪夹持器以及带动割枪行走的小车。

（3）切割机管道系统：包括车间氧气，乙炔气切割机到介质和冷却水管道供应的切割机拖动软管。

（4）切割割炬的路程控制设备：小车原位和割炬切割跟踪。安装在电机的输出轴切割传动装置的光电编码器，用于切割小车的路径跟踪和计数，限制在两个接近开关来确定车的原位和切割路线。