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1、湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic毕业设计类别系名称 专业及班级 学生姓名 学号 指导教师节传送带PLC控制系统设计电气工程系机电S2012-8班冯 奇09张老师摘要 可编程逻辑控制器，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。现今的社会，科技发展迅速，在工业方面，计 算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信 网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术 推动了 PLC 的发展。今天，我们的生活环境和工作环 境有越来越
2、多称之为可编程控制器的小电脑在为我 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。本四级传送带电路采用 PLC 为控制核心， 具备顺序起动和顺序停止功能，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的自动控 制等功能。利用本次设计，初步掌握PLC的基本控制 功能，学会运用PLC,控制基本工业控制。关键词： PLC 传送带 皮带机 控制技术基于plc控制四节转送带设计目录摘要1前言3第1章；四节传送带的说明51.1 pLc概述.5-61.2 四节传送带的发展1.3 四节传送带的概述.6-8第2章；材料的选择及清单 52.
3、1 PLC的选型52.2电器元件的选择5第3章；系统的硬件设计63.1主电路设计63.2 I/O分配表及接线图 73.3 梯形图设计 83.4指令语句表程序3.5系统调试18总结21致谢 22参考文献 22前言随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展 中，PLC具有广泛的应用。PLC的一般特点：抗干扰能力强，可靠性 极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周 期短、易于实现机电一体化。PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、 高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。可编程控制器（简称PLC）由于其将系统的继电器技术，计算机 技术和通信技术融为一体，以及其可
4、靠性高、稳定性好、抗干扰能 力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等众多优点，广泛应用 于工业生产过程和自动控制中。PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，还 能完成定时、计算和各种闭环控制功能。设置性能完善质量可靠、 技术先进的可编程控制器PLC控制皮带运输系统，可以实现高自动 化的传送带机的集中控制及保护。而对于基于PLC的传送带的研究 和设计正是目前工业生产中所需要的。本次毕业设计是应用S7-200PLC控制四节传送带系统的硬件电 路，并利用0B1的梯形图控制程序设计。通过控制S7200 PLC的 定时继电器的功能来实现四条皮带的运行。它以成本低、大量节省 人力、物力、财力、故障少、可靠性高、工
5、作寿命长为优势，具有 很强的竞争力。第1 章：四节传送带的说明1.1：PLC 的概述可编程序控制器英文称Programmable Controller简称PC。但由于PC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区域执行逻辑运 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器控制系统中的机械
6、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 现场操作维修人员的技能与习惯特别是PLC程序的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。本课题是用PLC模拟四节传送带的工作。用PLC控制 传送带具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系 统能够实现四节传送带的倒序启动和顺序停止以及故障、重物处理等功能。PLC 的硬
7、件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、图1-1 PLC的基本结构图扩展接口、电源等几部分组成。其中，CPU是PLC的核心；输入单元/输出单元 是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路；通信接口用于连接编程器、上位 计算机等外部设备.1.2：四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、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
8、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。本论文设计了一个多级皮带传输系统，它多用于处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
9、行顺序 控制。1.3：四节传送带的概述生产生活中，很多地方会用到皮带传送，如粮站运送粮食、工矿企业运送 石料，给人们带来了很大方便，既省时又省力。随着PLC控制技术的普及，大 大提高了皮带传送系统的可靠性，减少了控制装置的体积，维修维护也更加方 便按钮分配和实物模型如下：aobocodoo mooomooo要求:1. 四台皮带传送机分别由4台交流电电动机Ml、M2、M3、M4拖动，按下启 动按钮后，为了减少4台电动机同时启动对电网造成的冲击，应该按照物料传 送方向逆序启动，启动顺序为M4、M3、M2、M1.启动间隔5秒。2. 为防止物料在皮带上滞留，应按照物料传送方向顺序停车，停止顺序为M1、
10、M2、M3、M4，间隔 5 秒。3. 当某条皮带机故障时，该皮带机及前面的皮带机立即停止，而后面的皮 带机待料运完后自动间隔停止（5秒）4发生紧急情况时，可按紧急停车按钮，电动机M1、M2、M3、M4同时停车。注：故障设置可用开关来模拟，电机的停止和运行用灯泡或者发光二极管 来模拟。分析：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，待料运送完毕后5s） 再依次停止其它皮带机。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
11、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。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。发生紧急情况时，可按紧急SB0停车按钮，电动机M1、M2、M3、M4同时 停车。第二章：元器件的选择及清单2.1：PLC 的选型随着PLC技术的发展，PLC产品种类也越来越多，而且功能
12、也日趋完善。不 同种类之间的功能设置有着很大的差异，其结构形式、性能、容量、指令系统、 价格也不尽相同，适合的场合也个有侧重。这既给 PLC 机型的选择提供了十分 广阔的空间，同时也带来了一定的合理选用难度。PLC型号选择的基本原则应是 在功能满足要求的前提下，追求好的性价比。因此，合理选择PLC，对于提高 PLC 控制系统技术经济指标有着重要意义。选择PLC主要从以下两方面考虑：一方面是选择多大容量的PLC，另一方面 是选择什么公司的 PLC 及外设。对于第一个问题，首先要对控制任务进行详细分析，找出所有I/O点，包括 开关量 I/O 和模拟量 I/O 以及这些 I/O 点的性质，包括它们是
13、直流信号还是交 流信号，它们的电源电压，以及输出是继电器型还是晶体管型。控制系统输出 点的类型非常关键，如果它们之中既有交流220V的接触器、电磁阀，又有直流 24V的指示灯，则最后选用PLC的输出点数有可能大于实际点数。因为PLC输 出点一般几个一组共用一个公共端，这一组输出只能用相同种类和等级的电源。 所以一旦它们是供交流220V负载使用，则直流24V只能用其他组的输出端了，有可能造成了输出点的浪费，增加了成本。对于第二个问题要根据PLC的功能以及工程技术人员的个人喜好。从功能方 面上讲，所有的 PLC 都具有常规功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的 PLC是否有能力完成控制任务。这就
14、要求用户对市场上流行的PLC品牌有个详细 的了解，以便做出正确的选择。2.2 :电器元件的选择一序号元件名型号备注选择依据1电动机SIEMENS 3MOT ILEL1002 1BB222AA 04个4KW,IP55.符合工作要求，且质量好， 可靠性高。2接触器3TF41110X4个直流线圈，额定电流为12A,且带有一 个常开一个常闭。可以留着以后线路 的扩展。3热继电 器3UA6040-1J4个过载范围符合额定电流的1.11.2 倍，且可以调节并有测试开关和自动 复位档。4低压断 路器C45NC16/3P4个瞬时脱扣电流是510倍的额定电流 (16A)，且是三相。5低压断 路器C45NC60/
15、3P1个瞬时脱扣电流是510倍的额定电流 (60A)，且是三相。6按钮MOELLER2个点动，5 个带自锁。7常闭触 头EK011个用于电机的急停所选常闭。8常开触 头EK106个用于电机的启动、停止和故障模拟所 选常开。9指示灯DC 24V4 个（Green）直流24V，用于模拟电机的运行和停 止。10PLCCPU313C-2DPSIEMENSS7 300添加SM模块DI16/DO16 X DC24兼有输 入输出各16个接点，经济实用。11插座80A长期工作制1 个可以满足4个电机的同时工作，且不 至于过载毁坏。第 3 章： 系统的硬件设计3.1：系统硬件分析PLC四节传送带的硬件系统是由PC机、四台电机、西门子PLC200等构成。 使用PLC进行控制，可以有效的解决多节传送带复杂的分段控制问题，通过电 脑将软件系统下载进入PLC中，同时利用总线接入四台电机，通过软件的设计, 实现四台电机顺序启动停止，并且在其某一段上面有重物时，实现一个分段的 停止，从而达到节能的目的。在本设计系统中，PLC时控制核心，外部多种输入 信号如启
