传送带PLC设计(霍).doc

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1、1 新疆工业高等专科学校电气系 课程设计评定意见 设计题目： 四层皮带运输机的运输系统控制系统设计 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）： 年 月 日 评定意见参考提纲：评定意见参考提纲： 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.学生的勤勉态度。 3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、 表现出的创造性和综合应用能力等。 2 新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书 四条皮带运输机的运输系统控制系统设计 专业班级：电气自动化 08-37（2）班 学生姓名： 霍亚勇 指导教师： 吴春艳 完成日期： 2010 年 12 月 7 日 3 新疆工业高等

2、专科学校 电气与信息工程系课程设计任务书 2010/2011 学年 上 学期 2010 年 11 月 28 日 专业电气自动化班级 08-37(2) 课程名称工厂电气控制及 PLC 设计题目四条皮带运输机的运输系统控制系统设计指导教师吴春艳 起止时间 2010.11.292010.12.5 周数1 周设计地点仓 401 设计目的： 通过可编程序控制的课程设计，使得学生将学过的电气控制的软件及硬件的控制 理论与实际相结合，加深对所学理论知识的理解，增强对实际工程问题的的解决能力。 在课程设计的过程中让学生体会到团队合作解决工作难题的重要性。 设计任务或主要技术指标： 设计任务： 1按照工艺要求，

3、了解相应的控制系统的工艺要求，选择确定主控制方案以及 必要的电气联锁、保护等功能 2根据技术参数选择 PLC、及各种电气设备，选型 3电气控制系统设计硬件、软件设计 4控制系统的操作说明 5系统安装，调试和运行维护情况 6完成下列图纸及程序 （1）PLC 的顺序功能图 （2）PLC 的梯形图 （3）控制系统 PLC 的外部接线图 （4）控制系统程序语句表 7编写设计说明书（打印） （不少于 25 页） 设计进度与要求： 1、布置设计任务，了解设计内容，阅读参考资料，收集有关资料。 2、确定控制方案，画出控制系统的顺序功能图并反复修改。 3、画出控制系统梯形图并上机调试并通过，得到正确的程序语句

4、表 4、绘制必须的图纸草图，编写设计说明书（草稿） ，修改 5、编辑并打印说明书，画正式图纸。 主要参考书及参考资料： 1PLC 基础及应用 机械工业出版社 廖常初 2工厂电气控制技术 高等教育出版社 张运波 教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 年 月 日 4 摘 要 二十世纪九十年代以来，计算机的不断发展引发了各个领域的革命性变革。 随着微处理器，计算机技术和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到 几乎所有的工业领域 。现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产 出小批量多，品种，多规格，低成本和高质量的产品。为满足这一要求，生产 设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠

5、性和灵敏性。可编程序控制 器正是顺应这一要求出现的，它是已微处理器为基础的通用控制装置。工厂自 动化及传送系统也深受其影响，使得现代工厂自动化程度和信息集成程度的要 求也越来越高。为了适应现代自动化传送的要求，PLC 控制逐渐取代继电接触 器控制成为传送控制的主要环节，使控制系统更加安全、迅速、可靠。PLC 的 推广应用在我国得到迅猛的发展，它已经广泛应用在各种机械设备和生产过程 的电气控制装置中。了解 PLC 的工作原理，具备设计，调试和维护 PLC 控制系 统的能力，已成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。 关键词 ：PLC 传送系统 继电器控制 5 目目 录录 目目 录录3 3

6、 引引 言言4 4 一一PLCPLC 简介简介 4 4 PLC 技术特点及主要功能： 4 PLC 控制的的优点 5 二四层传送带二四层传送带 PLCPLC 设计设计6 6 1）系统的基本组成.6 2）工作原理及过程.6 3）工作原理图.8 4）基于 PLC 的四层传送带配料小车系统梯形图.9 5）基于 PLC 控制的四层传送带配料小车系统程序13 6）PLC 外部接线图 16 结结 论论1717 致致 谢谢1818 参考文献参考文献1919 6 引引 言言 随着现代工业水平的发展，大量高科技设备得到应用，使得很多设备的运 行已不再需要人工看护和操作，在工厂自动化方面出现了无人操作自动装配料 系

7、统等诸多自动化控制系统，人们只需要在必要的时候对设备进行巡检就可以 了。 因此，为了实现运输的高效和快速性，出现了自动装配料系统。当货车司 机把车开过来时，开通此系统就可以保证快速安全地进行装料工作。如果在工 作期间出现了意外事故，不能在固定时间内将本系统复位时，通过按本系统的 急停按钮，则会对本系统进行急速停止， 。 一一PLCPLC 简介简介 PLC 即可编程控制器（Programmable logic Controller） ，是指以计算机 技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC

8、标准草案中对 PLC 做了如下定义：PLC 英 文全称 Programmable Logic Controller ,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。 “PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操 作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运 算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟 式的输入和输出，

9、控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备 都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ” PLC 技术特点及主要功能：技术特点及主要功能： 1.PLC 是以微处理器为核心的工业控制器，既擅长于大规模的开关量控制， 7 也可以此组成 DCS,其控制的可靠性和可组态的方便性是传统的继电器控制方法 所无法比拟的。2. PLC 使用简单、易于理解的“梯形图”语言编程，消除了计 算机技术和传统的电气技术之间的专业鸿沟。3. PLC 控制功能强，抗干扰能力 强。可在一般的工业区现场安装使用。4. PLC 产品系列化，结构模块化，系统 配置灵活方便。5. PLC 通

10、信网络化。越来越多的厂家把形成开放式的网络作为 产品目标。6. PLC 专用 I/O 模块智能化使得 PLC 继电器控制系统的替代物迅速 转变为能够在制造测试、质量管理、过程控制和其他领域中应用的多用途控制 器。7. PLC 运算速度不断提高，处理能力不断强化。8. PLC 与现场总线技术结 合，可组成开放的设备网络。9. PLC 微型化。随着 PLC 结构上的改善和更新， 联网功能的加强，以及大规模集成电路技术和表面贴装技术的发展，已经可以 在增强处理能力的同时大大减少 PLC 的正机所使用的元件数量，从而不仅减小 了 PLC 体积提高可靠性，更重要的是降低了成本。10.顺序控制功能。这是

11、PLC 最基本、最广泛的应用领域，用来取代继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序 控制。11.运动控制功能。在机械加工行业，PLC 与计算机数控集成在一起，用 以完成机床的运动控制。12.定时控制功能。PLC 为用户提供一定数量的定时器， 并设置了定时指令。13.计数控制功能。PLC 为用户提供的计数器分为普通计数 器，可逆计数器、高速计数器等，用来完成不同用途的计术控制。14.步进控制 功能。PLC 为用户提供了一定数量的移位计存器，用移位寄存器可方便的完成 步进控制功能，在一道工序完成之后，自动进行下一道工序。15.数据处理功能。 大部分 PLC 都具有一定的数据处理功能，能完成加、减、乘、除

12、、乘方、开方 等数据运算以及与、或、非、异或，求反等逻辑运算和移位数据比较、数据转 换、数据传送等数据操作。16.模/数和数模/转换功能。目前，不但大中型 PLC 具有模拟数量处理功能，而且很多小 PLC 也具有模拟数量处理功能。17通信 机联网功能。目前绝大多数 PLC 具有了通信能力，能够在 PLC 与 PLC 之间、PLC 与计算机之间进行同位链接和上位链接。 PLC 控制的的优点控制的的优点 1采用PLC控制则PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放 在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。 8 系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继

13、电器”实质上是存储器单元 的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性 好LC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫 描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这 种工作方式称为串行工作。 2PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性 循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺 序。PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时 间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。 3PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度 高，定时范围宽

14、，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境 的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。PLC大量 的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自 诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程 序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。 二四层传送带二四层传送带 PLCPLC 设计设计 1）系统的基本组成 该系统主要由小车，料斗，四层传送带，开关按钮箱，以及各步运行的指示 灯构成。 2）工作原理及过程 如下图，按下启动按钮 S1，装料车未来时 L5 灯亮，即小车在行进中，当 小车到达后，L4 灯亮，此时表示可以进

15、行装料，按下传送带启动按钮 S2，传送 带从低至高依次启动，即 M4 先运转，其指示灯亮，三秒后，传送带 M3 开始动 作，再过三秒，M2 开始动作，最后 M1 指示灯亮表示 M1 也已运作，此时传送带 全部启动，此时料斗可以开始动作，随即按下放料按钮 S4，物料从料斗中放出， 9 即图中的 L1、L2、L3 依次点亮，时间间隔为三秒，当 L3 灯点亮时，三秒后料 斗中的物料落至 M1 传送带上，A 显示灯点亮，随后物料因传送带工作依次向下 运行，即显示灯 B、C、D 间隔三秒依次点亮，最后物料落入货车中，即显示灯 E 点亮，当小车物料快装满时，先按料斗停止按钮 S6，随即显示灯 L3，L2，

16、L1 间隔三秒依次熄灭，再停止料斗工作的同时，按下传送带停止开关 S3，传送带 M1 随即停止工作，其指示灯 Y1 熄灭，随后传送带 M2,M3,M4 间隔三秒依次停止 工作，其指示灯依次熄灭，此时传送带全部停止工作，意味着系统停止对小车 进行装料动作，此时按下 S7，L5 灯亮，L4 灯灭，表示小车离去。 同时此系统也考虑到了意外情况的发生，也就是某一时刻传送带 M1、M2、M3、M4 中的任何一条传送带断裂，司机可以按下急停按钮 S5，此时整 个系统瞬间停止工作，即 L1-L3,M1-M4 七个指示灯瞬间熄灭，实现对此系统紧 急停止。 10 3）工作原理图）工作原理图 具体工作原理图如下：

17、 L5(Y25 ) L4(Y24 E(Y15) (X1)(X7) S1 S7 L2(Y10 ) D(Y14) C(Y13) B(Y12) A(Y11) M2(Y2 M1(Y1 ) M4(Y4 M3(Y3 L3(Y20 S2 S3 S5 X2)(X3)(X5 S4 S6 X4)(X6 L1(Y0 11 图 1 基于 PLC 四层传送带配料小车系统工作原理图 4）基于）基于 PLC 的四层传送带配料小车系统梯形图的四层传送带配料小车系统梯形图 12 13 14 15 图 2 基于 PLC 的四层传送带系统梯形图 16 5）基于）基于 PLC 控制的四层传送带配料小车系统程序控制的四层传送带配料小车

18、系统程序 17 18 图 3 基于 PLC 的四层传送带系统程序图 19 6 6）PLCPLC 外部接线图外部接线图 图 4 基于 PLC 的四层传送带 PLC 外部接线 20 结结 论论 本系统主控制器采用了日本三菱的 PLC，其紧凑的结构，良好的扩展性能， 强大的指令功能，利用 RS-422 标准的通信口进行信息传送, 并自行设计相应接 口而组成的四层传送带配料小车系统系统充分应用了该微型 PLC 的硬件资源， 发挥了其软件优势。输入输出采用差动方式，提高了抗干扰能力，本系统小但 功能齐全，稳定性好。为用户带来极大的方便;同时也为运输行业带来了巨大经 济效益。通过 PLC 程序的控制使得装

19、配的工作过程更加的安全可靠，使得自动 装配技术应用得到更好推广和发展。同时利用 PLC 程序的控制能够大大的节约 人员劳动力，从而使的装配运输行业向现代化迈进了一步。 21 致致 谢谢 这次课程设计能够得以顺利完成，是在我们吴春艳老师的指导和我们组的 所有成员共同努力的结果，我要在这里对他们表示深深的谢意！感谢我们的指 导老师吴春艳老师，没有您的悉心指导就没有这次设计的顺利完成。 22 参考文献参考文献 1PLC 基础及应用 机械工业出版社 廖常初 2001 年 2工厂电气控制技术 高等教育出版社 张运波 3可编程序控制器应用教程 中国水利水电出版社 台方 2001 年 4可编程控制器应用技术 机械工业出版社 田瑞庭 1994 年 5三菱电机.FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC,编程手册 2002 年