路晓建毕业设计说明书

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1、毕业设计说明书作 者： 路晓建 学 号： 0914400217 系 ： 输变电技术学院 专 业： 机电一体化 题 目： 基于PLC的传送带控制系统的设计 指导者： 张金果 副教授 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 2012 年 6 月 吉 林东北电力大学毕业设计说明书摘 要介绍了PLC在四节传送带控制系统中的应用，同时也详细地叙述了系统中相关控制项目的设计方案及具体实现方法。文中还介绍了基于PLC与单片机的区别使我们能更加的清楚认识PLC，对学生熟悉PLC控制系统的结构和工作原理以及学习梯形图的编写都有很大的帮助。 本系统是对四节传送带控制的系统，该设备适用于

2、流水线生产等，也可以把生产出的货物进行传送到特定的地方。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。关键词：传送带；PLC 故诊断控制；可编程控制器；控制目 录摘 要I引 言1

3、第1章 可编程控制器的概述21.1 可编程序逻辑控制器(PLC)21.2 可编程序逻辑控制器(PLC)的产生21.3 可编程控制器的特点31.4 可编程控制器的分类51.5可编程序控制器的发展51.5.1 国外的PLC发展51.5.2 国内的PLC发展61.5.3 PLC未来展望61.6 可编程控制器的结构和原理71.6.1 可编程序控制器的基本结构71.6.2 可编程序控制器的编程语言81.6.3 可编程控制器的工作原理91.6.4 可编程控制器的工作方式10第2章 PLC与继电器、单片机的异同112.1 PLC与单片机的区别112.2 PLC与继电器系统的异同112.3 PLC系统的设计1

4、12.3.1 PLC的选型原则112.3.2 可编程顺序控制器的设计流程122.4 PLC的自动检测功能及故障诊断142.4.1 超时检测142.4.2 逻辑错误检查15第3章 传送带的介绍163.1 传送带常见的故障与维护163.1.1传送带常见故障163.1.2 传送带跑偏163.2 四级传送带的设计173.2.1 四级传送带控制要求173.2.2 四级传送带视图193.2.3 输入/输出分配表193.2.4 电机接线图：203.2.5 PLC接线图213.2.6 控制面板223.2.7 梯形图23结论26参考文献28附录30致 谢35- III -引 言可编程控制器（PLC）是以计算机技

5、术为核心的通用自动控制装置，在各行各业中得到了广泛的应用。有着160年历史的西门子公司，同时作为自动化领域技术、标准与市场的领先者，以最先进的技术和产品，向用户提供具有先进、可靠的解决方案。自从1996年提出崭新自动化理念全集成自动化(TIA，Totally Integrated Automation)以来，如何帮助广大的自动化工程师广泛深入地理解和掌握全集成自动化(TIA)的三个要素，即共同的通信、共同的组态与编程、共同的数据库。 可编程控制器是以微处理器为基础的通用工业自动控制装置，被称为现代工业自动化的支柱之一。人机界面是操作人员与PLC之间进行对话和相互作用的接口设备。人机界面要用专用

6、的组态软件组态，由于人机界面品种的日益丰富和功能的不断增强，学习和掌握组态软件的使用方法需要花费大量的时间，但目前基本上还没有有关人机界面组态和应用的教材和书籍。 可编程控制器与以往那些基于文本的高级编程语言不同，它采用的是一种全新的梯形图和助记符编程方式，即用形象的图行符号和连线来代替一行一行的文本，这种编程序的方法使用起来比较简单方便，特别是对继电器控制电路有所了解的技术人员来说，就更容易使用梯形图语言。可编程控制器最有优势的技术是软件开发环境，与传统程序设计语言不同，这类软件一般采用强大的图形化语言编程，面向测试工程师，而不是面向专业程序员，编程非常方便，人机交互界面非常友好，具有强大的

7、数据可视化分析和仪器控制能力。无疑是最好的选择。面向对象思想在可编程控制器领域的应用和发展，极大地发展了现代仪器的设计方法和技术。相信不久的将来，开发大型高度智能化的仪器也会象“搭积木”一样简单。论文主要介绍了可编程控制器（PLC）的特点及应用领域， PLC的国内外发展状况，并就PLC的未来做出展望。谈控制要求，PLC的定义，PLC的特点，PLC的编程语言，PLC控制系统的配置，PLC的应用领域，PLC的工作原理， PLC的结构，可编程控制器(PLC)与继电器控制的区别，PLC的国内外状况，PLC未来展望。第1章 可编程控制器的概述1.1 可编程序逻辑控制器(PLC)PLC英文全称Progra

8、mmableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制系统是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，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的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业

9、环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制器(PLC)，是集自动控制技术、计算机技术、和通讯技术为一体的高科技产品。具有可靠性高，功能齐全，使用灵活方便等优点。由此可见，用PLC控制的智能型舞台艺术灯比传统的舞台艺术灯控制优越的多。1.2 可编程序逻辑控制器(PLC)的产生

10、PLC产生在20世纪60年代末。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。当时汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的，汽车的每一次改型都是直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制安装就需要经常的重新设计和安装，既费时，费工又费料。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出如下10项招标指标：1）编程简单，可在现场修改程序。2）维修方便，采用规模化结构。3）可靠性高于继电器控制装置。4）体积小于继电器控制装置。5）可将数据直接送入计算机。6）成本可与继电器装置竞争

11、。7）可直接用115V交流输入（美国市电为115V）.8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等。9）控制装置扩展时很方便。10）用户程序存储器容量至少为4KB。1969年末，美国数字设备公司DEC研制出了世界上第一台PLC美国通用汽车公司自动装配线上试用，并获得了成功。这种新型的智能化工业控制装置很快在美国其他工业控制领域推广应用，至1971年，以成功的将PLC用于食品，饮料，冶金，造纸等行业。PLC的出现受到了世界各国工业控制界的高度重视。1971年日本从美国引进这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年西欧国家也研制出了它们的第一台PLC。我国的PLC研制始于

12、1974年，于1977年开始工业应用。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到20世纪70年代中期以后，PLC已广泛的发展为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用中，大规模甚至超大规模集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑判断能力，还同时具有数据处理，PID调节和数据通信功能。 国际电工委员会1987年颁布的可编程控制器标准草案中对PLC做了如下的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程控制器的存储器，用来在其内部储存程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字和模拟式的输入和输出，控制各种

13、类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按照易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”1.3 可编程控制器的特点 随着微处理器，计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。PLC之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，PLC还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠性、通用性、灵活性、使用方便等问题。主要特点如下:（1）可靠性高。可靠性高是PLC最突出的优点之一。PLC具有较高的可靠性是因为它采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路完成。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成

14、电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。（2）在设计制造过程中，抗干扰能力强，采用一系列硬件和软件抗干扰措施。如:硬件方面采用隔离、滤波、精选元器件等。在微处理器与1/0 电路之间采用光电隔离措施，有效地抑制了外部干扰对PLC的影响，同时可以防止外部高压进入CPU单元。（3）应用灵活。由于PLC己实现了产品的系统化、标准的积木式硬件结构和单元化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功能复杂的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合。PLC用软件功能取代了继电器控制系统中的大量中间继电器、时间继电器、计数器及其它专用功能的器件，使控制系统的设计、安装、接线工作量大大减少。（4） 功能强，通用性好。有丰富的接口模块。PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数，顺序控制等功能，而且还具有A/D, D/A转换、数值运算、数据处理和通讯联网等功能；既可以对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制；既可以对单台设备进行控制，也可以对一条生产线或全部生产工艺过程进行控制。PLC具有通信联网功能，可以实现不同PLC之间联网，并可