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1、1目录目录一、一、设计任务书设计任务书1二、二、设计方案的选择设计方案的选择32.1方案比较方案比较32.2方案确定方案确定4三、三、电气主电路图电气主电路图.5四、四、控制电路和保护电路图控制电路和保护电路图5五、五、PLC 接线图，接线图，I/O 分配、梯形图设计及指令表分配、梯形图设计及指令表.65.1PLC 接线图接线图.65.2I/O 分配表分配表.65.3梯形图梯形图75.4指令表指令表.10六、六、所有低压电气电器型号选择清单所有低压电气电器型号选择清单.14七、心得体会七、心得体会.17八、参考文献八、参考文献.1801、设计任务书设计任务书1、设计 5 条皮带机上料控制系统，
2、每条皮带机由 1 台三相异步电机控制，每台电机设有过载（热继电器）、堵转（过电流继电器）、皮带打滑（欠电流继电器）保护，需要用欧姆龙 CMP 系列 PLC 进行控制。皮带机额定功率为 7.5kw，供电电电压为三相四线制 AC380V2、控制要求：1）每台皮带机均设有手动启动按钮和停车按钮，用于检修、测试或单独控制，并且都具有过载、堵转、皮带打滑保护。2）自动运行时：启动顺序为大号皮带先启动，分别延时 5s 后依次启动小号皮带，如按下启动按钮后，5 号皮带机先启动，5s 后 4 号皮带机启动，再过 5s后 3 号皮带机启动，等等。3）自动运行时：停车顺序为小号皮带机先停车，分别延时 8s 后依次
3、停止大号皮带，如按下停车按钮后，1 号皮带机先停车，8s 后 2 号皮带机停车，再过 8s后 3 号皮带机停车，等等。4）自动运行时，每条皮带机均设有过载、堵转、皮带打滑等三种保护，如果任意一种保护发生时，其停车顺序为：首先该号及比该号码小的所有皮带机停车，其他皮带机依次延时 8s 按顺序停车。例如：3 号皮带机发生故障保护，则1、2、3 号皮带机均立即自动停车，8s 后 4 号皮带机停车，再过 8s 后 5 号皮带机停车。5）系统提供的输入控制信号。名称文字符号名称文字符号1 号皮带机手动启动按钮SB13 号皮带机热继电器FR31 号皮带机手动停车按钮SB24 号皮带机热继电器FR42 号皮
4、带机手动启动按钮SB35 号皮带机热继电器FR52 号皮带机手动停车按钮SB41 号皮带机过电流继电器KA13 号皮带机手动启动按钮SB52 号皮带机过电流继电器KA23 号皮带机手动停车按钮SB63 号皮带机过电流继电器KA34 号皮带机手动启动按钮SB74 号皮带机过电流继电器KA44 号皮带机手动停车按钮SB85 号皮带机过电流继电器KA55 号皮带机手动启动按钮SB91 号皮带机欠电流继电器KA65 号皮带机手动停车按钮SB102 号皮带机欠电流继电器KA7皮带机系统自动启动按钮SB113 号皮带机欠电流继电器KA8皮带机系统自动停车按钮SB124 号皮带机欠电流继电器KA91 号皮带
5、机热继电器FR15 号皮带机欠电流继电器KA1012 号皮带机热继电器FR26）系统需要输出的开关控制信号.名称文字符号名称文字符号1 号皮带机接触器KM11 号皮带机故障报警指示灯HL62 号皮带机接触器KM22 号皮带机故障报警指示灯HL73 号皮带机接触器KM33 号皮带机故障报警指示灯HL84 号皮带机接触器KM44 号皮带机故障报警指示灯HL95 号皮带机接触器KM55 号皮带机故障报警指示灯HL101 号皮带机运行指示灯HL12 号皮带机运行指示灯HL23 号皮带机运行指示灯HL34 号皮带机运行指示灯HL45 号皮带机运行指示灯HL522、设计方案的选择设计方案的选择2.1 方案
6、比较 就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。 (1)继电器控制系统 控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护，系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统 的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。（2）单片机控制 单片机作为一个越大规模的集成电路、机构上包括 CPU、存储器、定时器和多种输入/输出
7、接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单片机是一片集成电路，不能直接将它与外部 I/O 接口电器上、硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。 （3）工业控制计算机控制 工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在要求快速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。但工控机价格较高，将它用于开关量控制有些大材小用。且其外部 I/O 接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷 电路板上引出，不如接线端子可靠。 （4）PLC 控制 可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自已设计和制作3硬件装置，只须确定
8、可编程序控制器硬件配制和设计外部接线图，同时采用梯形图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和热线，通过修改程序适应工艺条件的变化。 可骗程控制（PLC）从上个世纪 70 年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。随着 30 多年来微电子技术的不断发展，PLC 也通过不断的升级换代大大增强了其功能。现在 PLC 已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。由 PLC 为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、
9、性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置。2.2 方案确定 通过对多种设计方案的比较，决定选择可编程控制系统，相比于继电器系统，它性能可靠性高，接线很简单，系统不复杂，易于维护，性能先进，易于改造。和单片机系统相比，它编程简单，易于掌握，连线简单。工业控制计算机控制系统性能先进，但是价格昂贵，系统复杂，对于本系统而言实在是大材小用。 综上所述，本次设计应选择 PLC 控制更为合理。4三、电气主电路图三、电气主电路图供电电电压为三相四线制 AC380V，线路上有三极电源开关，低压断路器及熔断器保护电路。五台交流电机接在三相电源上，并且由各自独立的触点控制，交流电机上有过电流、欠电流及热继电器
10、保护装置，用来对应的皮带堵转、打滑及过载的故障。电路主电路图见后面附录一（手绘图）。4、控制电路和保护电路图控制电路和保护电路图按下 SB11，电路自动运行，电机从大号到小号依次启动，自动运行过程中，只要出现堵转、打滑、过载故障时，如果任意一种故障发生时，其停车顺序为：首先该号及比该号码小的所有皮带机停车，其他皮带机依次延时 8s 按顺序停车。按下 SB12，电路停止运行，电机从小号到大号依次停止。同时电路也加了保护电路，防止过载、过流。控制电路和保护电路图见后面附录一（手绘图）。5五、五、PLCPLC 接线图，接线图，I/OI/O 分配、梯形图设计及指令表分配、梯形图设计及指令表5.1 PL
11、C 接线图PLC 接线图见附录二（手绘图）。 5.2 I/O 分配表名称（输入）符号I/O名称符号I/O1 号皮带机手动启动按钮SB10.011 号皮带机热继电器FR11.041 号皮带机手动停车按钮SB20.022 号皮带机热继电器FR22.042 号皮带机手动启动按钮SB30.033 号皮带机热继电器FR33.042 号皮带机手动停车按钮SB40.044 号皮带机热继电器FR44.043 号皮带机手动启动按钮SB50.055 号皮带机热继电器FR55.043 号皮带机手动停车按钮SB60.061 号皮带机过电流继电器KA11.034 号皮带机手动启动按钮SB70.072 号皮带机过电流继电
12、器KA22.034 号皮带机手动停车按钮SB80.083 号皮带机过电流继电器KA33.035 号皮带机手动启动按钮SB90.094 号皮带机过电流继电器KA44.035 号皮带机手动停车按钮SB100.105 号皮带机过电流继电器KA55.03皮带机系统自动启动按钮SB110.111 号皮带机欠电流继电器KA61.05皮带机系统自动停车按钮SB120.122 号皮带机欠电流继电器KA72.053 号皮带机欠电流继电器KA83.054 号皮带机欠电流继电器KA94.055 号皮带机欠电流继电器KA105.056名称（输出）符号I/O名称符号I/O1 号皮带机接触器KM110.014 号皮带机运
13、行指示灯HL411.042 号皮带机接触器KM210.025 号皮带机运行指示灯HL511.053 号皮带机接触器KM310.031 号皮带机故障报警指示灯HL612.014 号皮带机接触器KM410.042 号皮带机故障报警指示灯HL712.025 号皮带机接触器KM510.053 号皮带机故障报警指示灯HL812.031 号皮带机运行指示灯HL111.014 号皮带机故障报警指示灯HL912.042 号皮带机运行指示灯HL211.025 号皮带机故障报警指示灯HL1012.053 号皮带机运行指示灯HL311.0305.4 指令表12346、所有低压电气电器型号选择清单所有低压电气电器型号
14、选择清单1）交流接触器的型号意义：2）热继电器的型号意义：3）熔断器的型号意义：54）三 极开 关电 源的 型号 意义：5）低压断路器的型号意义：其他元件在网上可以查阅到型号资料，又因为皮带机额定功率为 7.5kw，供电电电压为三相四线制 AC380V,额定电流为 20A 左右。可列出如下表的元件清单：序号符号名称数量型号1QS三极电源开关1HD11-20/112QF低压断路器1DW20G-20/13FU1-FU2熔断器4RL10-30 4KM1-KM5接触器5CJ20-405FR1-FR5、FR热继电器6JR20-25 6SB1-SB12按钮12LA10-307M1-M5三相交流电动机5Y2
15、-100L1-28PLC可编程控制器1CPM2A-40CDR-D9KA1、3、5、7过电流继电器5JL18-20J/5510KA2、4、6、8欠电流继电器5SMJ3-20AC11HL1-HL5运行指示灯5XB2-EV24312HL6-HL10故障指示灯5XB2-EV24413UVW三相电源1AC380V67 7、心得体会心得体会7通过这次设计实践。我学会了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到 PLC 中的时候，问题
16、出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对 PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 说实话，课程设计真的有点累。然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这 1 周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中“春眠不知晓”的感悟。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来。想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯。这次课程设
