《基于触摸屏的传送带控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于触摸屏的传送带控制系统设计（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于触摸屏的传送带控制系统设计摘 要随着计算机科学的发展，可编程控制器已深入地渗透到各个领域。在生活环境和工作环境中有越来越多称之为可编程控制器的微型计算机在为我们服务，可编程控制器在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域的应用中独占鳌头。本篇详细分析了四节传送带传输系统的基本结构、系统各个部分的功能及系统PLC的控制原理，选择PLC为主控单元，并用触摸屏作为人机交互界面，在系统中选用了变频器和D/A转换器等硬件装置，并详细编写了梯形图程序。关键词：传送带控制；PLC；触摸屏 目 录第1章 前 言11.1 课题研究的目的、意义11.2 国内外研究现状、水平和发展趋势1
2、1.3 可编程控制器的发展21.4 四节传送带的起源和发展31.4.1 四节传送带的起源31.4.2 四节传送带的发展31.5 传送带系统的研究内容4第2章 传送带控制系统硬件电路设计52.1 可编程控制器的功能与应用52.1.1 可编程控制器的功能52.1.2 可编程控制器的主要特点52.1.3 可编程控制器的联网与通信62.2 可编程控制器的结构62.3 工作原理72.4 编程语言82.5 可编程控制器的系统组成简介92.6 四节传送带系统的工作要求102.7 四节传送带的I/O分配表10第3章 四节传送带的结构与梯形图123.1 系统的构成123.2 系统的功能123.3 PLC控制变频
3、器分档调速方法133.4 四节传送带系统的梯形图13第4章 触摸屏的画面设计234.1 GT11系列触摸屏的基本情况234.2 触摸屏松下GT11的特点和功能234.3 触摸屏与西门子PLC以及计算机的接口244.4 操作主画面的设计24结 论26参考文献27iii第1章 前 言1.1课题研究的目的、意义自1836年发明电磁继电器以来人们就将期用予自动控制领域，但复杂的接线和维护上的困难迫使人们寻找一种新的接线简单，操作方便的控制电路来代替它。在这种大环境下，可编程控制器应运而生。可编程控制器（PLC）自1969年诞生以来迅速发展，从早期的逻辑控制发展到进入位置控制、伺服控制、过程控制等领域。
4、在工业生产领域，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体及因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至危及生命。由于以上的问题，需要一种东西代替人在恶劣的环境中作业的要求呼之欲出，同时随着社会的进步，工业自动化产品的性能日益加强，而价格也因电子技术的高速发展而不断下降。对原有的设备的电器控制可以高性价比进行改进，通过采用先进的控制技术和驱动技术，使设备的运行更加节能、高效、安全可靠。机械手就这样诞生了，自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。将机械手应用于物资搬运，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于自动生产线。而控制电器是机械手搬运系统的灵魂，提高PLC
5、控制电路的性能，对提高生产效率进一步降低生产成本，使机械更好、更优质的为人类服务有着重要的意义。1.2 国内外研究现状、水平和发展趋势因为控制电路的核心部件为PLC，下面就让我们充分了解一下它。世界上公认的第一台PLC即为美国数字设备公司（DEC）研制的PDP14型的PLC。早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成。可完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。但随着微处理器技术的发展，大规模、超大规模集成电路的应用现在的PLC不仅能实现上述功能，同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊及DCS生产监控及功能。我国是20世纪80年供引进、应用、研制、生产可编程控制器
6、的，前期以引进为主，随着生产力的发展，我国已经能够生产中小可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列及多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司及中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。我国许多引进的重大工程项目，例如：宝钢、中原制药厂等都使用很多可编程控制器，取得了明显的经济效益。随着计算机技术的快速发展，将会有运算速度更快，存储容量更大、知能水平更高的产品出现。并将在工业自动化中起更广泛的作用。1980年，美国可编程控制器年会曾指出，PL
7、C将朝着两个方向发展。一个发展方向是向着大型化、复杂化、高功能化、多层次分布式工厂全自动网络化方向发展，另一个发展方向是朝着小型化、超小型化方向发展。微处理的出现，标志着电子技术，特别是集成电路技术的飞跃，它为PLC的发展带来了深刻的影响，为PLC机向小型化、超小型化发展提供了条件。进入21世纪以来，PLC发展更加迅速，大型机的计算化已成为当今发展趋势。微型机、小型机的功能有的已达到大、中型机的水平。1.3 可编程控制器的发展 1、与DCS的差别。集散系统DCS从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的集散系统，所以其在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势，初期主要用在连续过程控制
8、，侧重回路调节功能，满足快速大量数据处理要求。硬件结构方面，总线标准化程度高，兼容性强，软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对要求快速、实时性强、模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。PLC是由继电器逻辑系统发展而来，主要用在离散制造、工序控制，初期主要是代替继电器控制系统，侧重于开关量顺序控制方面。PLC在自身发展同时，也在吸收DCS系统的优点。PLC在过程控制的发展将是与现场总线技术结合，发展向下拓展功能，开放总线。2、市场占有率。1987年世界PLC的销售额为25亿美元，此后每年以20%左右的速度递增。进入90年代以来，世界PLC的年平均销售额在55亿美元以上，其中我国
9、约占1%。当前，PLC在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品，用PLC设计自动控制系统已成为世界潮流1.4四节传送带的起源和发展1.4.1四节传送带的起源17世纪中，美国开始应用架空索道传送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的传送带输送机相继出现。皮带式传送带设备1868年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，传送带输送机 受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的传送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料
10、搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。1.4.2四节传送带的发展未来传送带设备的将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。 大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达440公里以上带式输送机的单机长度已近15公里，并已出现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送道”。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。 扩大输送机的使用范围，是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的传送带设备。 本论文设计了一个四级皮带传输系统，它多用于处
11、于复杂地形的大型工业厂矿。系统采用可编程控制器（PLC）做下位机控制，上位机则采用工业通用组态软件“组态王”设计控制界面，并最终完成上下位机的通信以达到直观方便的控制效果。多级皮带传输系统凭借它自身的特点和优势在现代工业中有着重要的作用和地位，最典型的应用就是我们常说的输煤系统。输煤系统的组成部分包括给煤机、皮带、破碎机、三通、卸料器等。我们采用PLC对此系统进行顺序控制。1.5传送带系统的研究内容随着多媒体信息查询的与日俱增，人们越来越多地谈到触摸屏。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地碰显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，此外触摸屏坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点，从而
12、使人机交互更为直截了当。在医药、食品、化工等行业中，物料的传送是很常见的工序，随着计算机技术的普及和发展，自动控制被广泛应用。它可大大降低工人的劳动强度，减少操作误差，因此我们需要设计一套通用、可靠、经济的物料传送装置。该传送带系统主要由PLC、触摸屏、变频器与一些低压电器元件组成。由PLC来控制整个传送过程，包括系统的自动启动、自动停止、8档调速、各种事件的处理等，并且操作者可以在触摸屏上手动操作各执行部件的启动和停止，也可以在触摸屏上查看故障报警部件。第2章 传送带控制系统硬件电路设计2.1 可编程控制器的功能与应用2.1.1 可编程控制器的功能 1、数据采集与输出。2、控制功能。包括顺序
13、控制、逻辑控制、定时、计数等。3、数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、滤波等。4、输入/输出接口调理功能。具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节，具有温度、运动等测量接口。5、通信、联网功能。现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台 PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所
14、说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。6、支持人机界面功能。提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整，实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。7、编程、调试等，并且大部分支持在线编程。2.1.2 可编程控制器的主要特点1、可靠性高。可编程控制器的MTBF一般在4000050000h以上，有的在10-20万h，且均有完善的自诊断功能。2、结构形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少的PLC只有6点，而AB的ControlLogix系统的容量达128000点。3、功能强大。可
15、编程控制器（PLC）发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。4、编程方便。控制具有极大灵活性。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。5、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。6、安装、维修简单。与DCS相比，价格低。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可
