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1、课 程 设 计 报 告 书所属课程名称 机电传动控制（含 PLC） 题 目 四节传送带的模拟 PLC 分 院 机电学院 专 业、班 级 机械设计制造及其自动化 B0902 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 20 12 年 07 月 27 日成绩：目 录1 课程设计任务书12 总体设计23 硬件系统设计（电气原理设计）34 程序设计（配线系统设计）65 程序调试（实验）及结果分析176 总结187 参考文献18辽东学院课程设计报告书 机电传动控制1辽东学院1 课 程 设 计 任 务 书课程设计题目： 四节传送带的模拟 PLC 课程设计时间：自 2012 年 7 月 16 日起至 2012
2、年 7 月 27 日。课程设计要求：有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：启动时先起动最末一条皮带机，经过 5 秒延时，再依次起动其它皮带机。停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如 M2 故障，M1、M2 立即停，经过 5 秒延时后，M3 停，再过 5 秒，M4 停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行 5 秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。例如，M3 上有重物，M1、M2 立即停，再过 5 秒，
3、M4 停。学生签名： 王朋 2012 年 07 月 27 日课程设计评阅意见项目课程设计态度评价10%出勤情况评价10%任务难度、量评价10%创新性评价10%综合设计能力评价20%报告书写规范评价20%口试20%成绩综合评定等级评阅教师： 2012 年 月 日机械传动控制课程设计报告书 2四节传送带的模拟 PLC 二总体设计可编程序控制器，英文称 Programmable Controller，简称 PC。但由于 PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现
4、场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的 PLC 后，只需按说明
5、书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践。本次是用 PLC 控制四节传送带工作的课程设计，完成以下功能：1. 启动时先起动最末一条皮带机，经过 5 秒延时，再依次起动其它皮带机；2. 停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机；3. 当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如 M2 故障，M1、M2 立即停，经过 5 秒延时后，M3 停，再过 5 秒，M4 停。4. 当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行 5 秒后停，而该皮带机以后的皮带机待
6、料运完后才停止。例如，M3 上有重物，M1、M2 立即停，再过 5 秒，M4 停。机械传动控制课程设计报告书 3三硬件系统设计3.1 按钮分配和实物模型如下：功能说明：四 条 皮 带 运 输 机 的 传 送 系 统 ， 分 别 用 四 台 异 电 动 机 M1、 M2、 M3、 M4（ 型 号 ：JO2-41-4）带 动 ， 控 制 过 程 如 下 ：启 动 时 先 按 下 SB1 按 钮 ， 起 动 最 末 一 条 皮 带 机 ， 经 过 5 秒 延 时 ， 再 依 次 起动 其 他 皮 带 机 。停 止 时 按 下 SB2 按 钮 ， 最 前 一 条 皮 带 机 先 停 止 ， 待 料 运
7、 送 完 毕 后 再 依 次 停止 其 它 皮 带 机 。当 程 序 不 自 锁 时 （ 即 I0.6 开 通 ） ， A、 B、 C、 D 为 故 障 模 拟 按 钮 ， 分 别 模 拟M1、 M2、 M3、 M4 发 生 故 障 时 的 情 况 。 例 如 ： 当 要 模 拟 M1 条 皮 带 机 发 生 故 障 时 ，只 需 按 下 按 钮 A 即 可 ， 此 时 该 皮 带 机 立 即 停 止 工 作 ， 而 该 皮 带 机 以 后 的 皮 带 机分 别 间 隔 5 秒 再 依 次 停 止 工 作 ： M2 在 M1 停 止 工 作 后 5 秒 以 后 再 停 止 （ 将 本 皮 带上
8、 的 货 物 运 送 待 运 完 后 才 停 止 ） 。 M3 在 M2 停 止 工 作 后 5 秒 以 后 再 停 止 。 往 后 依次 类 推 。 当 M2 发 生 故 障 时 ， M1 皮 带 机 立 即 停 止 工 作 ， 而 M2 以 后 的 皮 带 机 则 依次 间 隔 5 秒 以 后 再 停 止 工 作 。 M3、 M4 发 生 故 障 时 情 况 与 此 相 同 。当 程 序 自 锁 时 （ 即 I0.6 关 闭 ） ,A、 B、 C、 D 为 重 物 模 拟 按 钮 ， 分 别 模 拟 四机械传动控制课程设计报告书 4个 皮 带 机 上 有 重 物 是 的 情 况 。 当 按
9、 下 E 时 M1 皮 带 机 立 即 工 作 5 秒 后 停 止 ， 而 M2立 即 开 始 工 作 且 5 秒 后 停 止 ， M3、 M4 分 别 间 隔 5 秒 后 工 作 然 后 停 止 。停 止 时 只 需 按 下 按 钮 SB2， 这 时 M1 皮 带 先 停 止 工 作 ， 然 后 M2、 M3、 M4 依 次停 止 工 作 。3.2 选择 PLC 型号PLC 的选择主要应从 PLC 的机型、容量、I/O 模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC 机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到
10、合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。3.2.1 基本单元S7-200 系列 PLC 中可提供 4 种不同的基本型号的 8 种 CPU 供选择使用，其输入输出点数的分配见下表：S7-200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本单元型 号 输入点 输出点 可带扩展模块数S7-200CPU221 6 4 S7-200CPU222 8 62 个扩展模块 78 路数字量 I/O 点或10 路模拟量 I/O 点S7-200CPU224 14 107 个扩展模块 168 路数字量 I/O 点或35 路模拟量 I/O 点S7-200CPU226
11、 24 162 个扩展模块 248 路数字量 I/O 点或35 路模拟量 I/O 点S7-200CPU226XM 24 162 个扩展模块 248 路数字量 I/O 点或35 路模拟量 I/O 点3.2.2 编程器机械传动控制课程设计报告书 5PLC 在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入 PLC 中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200 系列 PLC 可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编
12、程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200 系列PLC 的专用编程软件为 STEP7-Micro/WIN。本实验采用 S7200 CPU226 的可编程控制器3.3 输入/输出接线列表 输入端I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 I0.5输出端SB1 A B C D M1 M2 M3 M4 SB2输入端1M 2M L+ M输出端L+ 1M V+ COM其中 I0.0 为系统启动按钮，I0.1、I0.2、I0.3、I0.4 为故障模拟钮子按钮，I0.1、I
13、0.2、I0.3、I0.4 同为重物模拟按钮，I0.5 为系统停止按钮，I0.6为自锁开关，实现故障模拟和重物模拟功能的切换。Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4为电动机 M1、M2、M3、M4 的输出。机械传动控制课程设计报告书 6四程序设计PLC 本身有多种程序设计语言，如梯形图语言、指令语句表语言、功能表语言等。其中梯形图语言沿袭传统的电气符号控制图，但简化了符号，编程容易且直观。根据设计要求，其中两种情况：皮带机发生故障和皮带机上有重物。具体流程图如下：4.1 发生故障时的流程图如下：机械传动控制课程设计报告书 74.2 传送带上有重物时的流程图如下：机械传动控制课程设计报告书 84.3 梯形图的设计机械传动控制课程设计报告书 9机械传动控制课程设计报告书 10机械传动控制课程设计报告书 11机械传动控制课程设计报告书 12机械传动控制课程设计报告书 13机械传动控制课程设计报告书 14机械传动控制课程设计报告书
