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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院Henan Polytechnic Institute毕业设计（论文）题 目：四节运输带的PLC控制班 级：电气1201姓 名：杨帅兵指导教师：韩金玲毕业设计任务书一、设计题目：四节运输带的PLC控制二、控制要求有一运输系统由四节运输带顺序相连而成，分别用电动机M1、M2、M3、M4拖动，控制要求有以下几点：1起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序为：按下起动按钮后，M4先起动，经过10S，M3起动最后M1起动。2停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序
2、为：按下停止按钮时，M1先停止，经过10S，M2停止最后M4停止。3当某运输带电机过载时，该运输带及前面的运输带立即停止，而后面的运输带电机待运完料才停止。例如，M2电机过载，M1、M2立即停止，经过10S，M3停止，再经过10S，M4停止。三、设计任务1画出皮带运输机的主电路。2画出PLC的I/O接线图。3画出梯形图。4说明工作原理。 5编写30000字左右的设计说明书。4四节运输带的PLC控制摘 要PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其操作方便、编程简单，尤其是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到广泛应用。它是应用大规模集成电路，以微处理器为核心，集微电子技术，自动化
3、技术计算机技术，通信技术为一体，以工业自动化控制为目的的新型控制装置。随着社会的不断发展，科学的不断进步，自动化程度也越来越高，传送带则理所当然的成为了自动化流水线运用上的宠儿，传送带设备的不断改进，不断发展，为自动化技术高速发展的今天，在自动化生产线的运输做出了不可磨灭的贡献。本课题是用PLC控制四节传送带。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。此系统主要能够实现逆次启动和顺次停止，紧急故障处理等功能。关键词：PLC、四节传送带（Conveyor belt）The four section transport with PLC controlAbstra
4、ct PLC (programmable logic controller) as an industrial control computer, with its convenient operation, simple programming, especially its advantages such as high reliability, is widely used in the industrial production process. It is the application of large scale integrated circuit, a microproces
5、sor as the core, set microelectronics technology, computer technology, automation technology, communications technology as a whole, the new control purposes in the industrial automation control device for. With the continuous development of society, the continuous progress of science, increasingly h
6、igh degree of automation, the conveyor belt is behoove becomes automated assembly line on the use of pet, continuous improvement, conveyor equipment development, for the rapid development of automation technology, has made the indelible contribution in automatic production line transport.This projec
7、t is using PLC control section four conveyor belt. PLC is used to control the conveyor belt has the advantages of simple design, easy operation and program understanding, can achieve a variety of functions etc. This system is mainly to achieve the inverse time start and sequential stop, emergency tr
8、eatment and other functions.目 录前 言6第一章 PLC可编程控制器简介71.1 可编程控制器的产生71.2 PLC的基本结构81.2.1 中央处理单元(CPU)91.2.2 存储器91.2.3 输入/输出模块101.2.4 扩展模块111.2.5 编程器111.2.6 电源111.3 PLC的主要功能111.4 PLC的特点121.4.1 可靠性121.4.2 易操作性131.4.3 灵活性131.5 PLC的网络通信151.6 PLC的工作原理151.7 PLC的常用编程语言16第二章 四节传送带系统的历史182.1 四节传送带系统的起源182.2 四节传送带系
9、统的发展18第三章 硬件设计193.1 四节传送带控制系统设计要求193.2 四级传送带的工作原理193.3 输入/输出分配（I/O分配）203.4 输入/输出设备（接线图）213.4.1 四节传送带主电路21第四章 四节传送带PLC控制系统软件设计224.1 编程注意事项224.2 编程技巧22四节传送带PLC控制梯形图23第五章 总结31致 谢32参考文献33前 言由于电气控制技术的迅速发展，尤其是可编程控制器技术的发展与应用日臻完善。对电气控制技术及PLC的学习与应用显得特别重要。工厂及生产线的建设和改造正朝着自动化、网络化、信息化的方向发展。电气控制技术在工业生产中的作用越来越重要，特
10、别是PLC的应用。PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设备。PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。在全球经济不景气的时候，PLC的市场销售仍然坚挺；PC控制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的PLC产品形成竞争；小型、超小型PLC的发展
11、势头令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合。33河南工业职业技术学院毕业设计（论文）第1章 PLC可编程控制器简介1.1 可编程控制器的产生可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备，是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。计算机在操作系统、应用软件、通信能力上的飞速发展，大大加强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术，对提高我国工业自动化生产
12、及生产效率都有十分重要的意义。可编程控制器(Programmable Controller)也可称逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC。为了与个人电脑（也简称PC）相混淆通常将可编程控制器称为PLC可编程控制器的产生和继电器接触器控制系统有很大的关系。继电器接触器控制已经有上百年的历史，它是一种弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的有优点。对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常使用，至今仍有广泛的用途。但是当工作模式改变时，就必须改变
13、系统的硬件接线，控制柜中的物件以及接线都要作相应的变动，改造工期长、费用高，用户宁愿扔掉旧控制柜，另做一个新控制柜使用，阻碍了产品更新换代。随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器接触器控制。其对新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即:（1) 编程方便，现场可修改程序；（2）维修方便，采用模块化结构；（3）
14、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）数据可直接送入管理计算机；（6）成本可与继电器控制装置竞争；（7）输入可以是交流115V；（8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；（9）在扩展时，原系统只要很小变更； (10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K。这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。用可编程控制器代替了继电器接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性等有点，用程序代替硬接线，并且具有计算机功能灵活
15、、通用性能强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，重新接线的工作，此种控制器借鉴计算机的高级语言，利用面向控制过程，面向问题的“自然语言”编程，其标志性语言是极易为IT电器人员掌握的梯形图语言，使得不熟悉计算机的人也能方便地使用。这样，工作人员不必在编程上花费大量地精力，只需集中精力区考虑如何操作并发挥改装置地功能即可，输入、输出电平与市电接口，使控制系统可方便的在需要的地方运行。所以，可编程控制器广泛地应用于各工业领域。1969年，第一台可编程控制器PDP14由美国数字设备公司（DEC）制作成功，并在GM公司汽车生产线上使用取得良好的效果，可编程控制器由此诞生，在控制领域内产生了历史性革
16、命在这一时期，可编程序控制器虽然采用了计算机的设计思想，但实际上只能完成顺序控制，仅有逻辑运算，定时，计数等顺序控制功能。所以人们将可遍程序控制器称之为PCL（Programmable Logical Controller），即可编程序逻辑控制器。1.2 PLC的基本结构可编程控制器系统由输入部分、运算控制部分和输出部分组成。可编程控制器的主机硬件电路主要由CPU、存储器、输入/输出模块、扩展模块、编程器、电源等及部分组成。1.2.1 中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC控制中枢。它PLC系统程序赋予功能接收并存储从编程器键入用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时
17、器状态，并能诊断用户程序中语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描方式接收现场各输入装置状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，命令解释后按指令规定执行逻辑或算数运算结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区各输出状态或输出寄存器内数据传送到相应输出装置，如此循环运行，直到停止运行。进一步提高PLC可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU表决式系统。这样，某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。1.2.2 存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储
18、器。（1） PLC常用的存储器类型RAM（Random Assess Memory）这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。PROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。（2） PLC存储空间分配各种PLC CPU最大寻址空间各不相
19、同，PLC工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等）用户程序存储区系统程序存储区：系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC性能。系统RAM存储区：系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。（1）I/O映象区：PLC投入运行后，输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，输出刷新阶段才将输出状态和数据送至相应
20、外设。它需要一定数量存储单元(RAM)以存放I/O状态和数据，这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中一个位（bit），一个模拟量I/O占用存储单元中一个字（16个bit）。整个I/O映象区可看作两个部分组成：开关量I/O映象区；模拟量I/O映象区。（2）系统软设备存储区 ：I/O映象区区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）存储区。该存储区又分为具有失电保持存储区域和无失电保持存储区域，前者PLC断电时，由内部锂电池供电，数据不会遗失；后者当PLC断电时，数据被清零。用户程序存储区：主要用来存放用户的应用程序。所谓用
21、户程序是指使用户根据工程现场的的产生过程和工艺要求编写的控制程序。此程序由使用者通过编程器输入到PLC机的RAM存储器中，以便于用户随时修改。也可将用户程序存放在EEPROM中。1.2.3 输入/输出模块输入/输出模块是可编程控制器与工业生产设备或工业生产过程连接的接口。现场的输入信号，如按钮开关，行程开关、限位开关以及传感输出的开关量或模拟量(压力、流量、温度、电压、电流)等，都要通过输入模块送到PLC。1.2.4 扩展模块当一个PLC中心单元的I/O点数不够用时，就要对系统进行扩展，扩展接口就是用于连接中心基本单元与扩展单元的。模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展，各可编程控制
22、器制造厂家已经开发出一系列的智能接口模块，使可编程控制器的功能更加强大和完善。智能I/O接口模块种类很多，例如高速技术模块、PLC控制模块、数字位基于PLC的变频恒压供水系统的设计置译码模块、阀门控制模块、中断控制模块、智能存贮模块以及智能I/O模块等。1.2.5 编程器它的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。有的编程器还可与打印机或磁带机相连，以将用户程序和有关信息打印出来或存放在磁带上，磁带上的信息可以重新装入PLC。目前编程器主要有以下三种类型:便携式编程器(也叫简易编程器);图形编程器;用于IBM一PC及其兼容机的编程器。1.2.6 电源PLC中的电源一般有三类：1、+5V、
23、15V直流电源：供PLC中TTL芯片和集成运放使用；2、供输出接口使用的高压大电流的功率电源；3、锂电池及其充电电源。考虑到系统的可靠性以及光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。1.3 PLC的主要功能1、 控制功能。包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。2、 数据采集与输出。3、 输入/输出接口调理功能。具有A/D、D/A功能，通过/O模块完成对模拟量的控制调节，具有温度、运动等测量接口。4、 数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、滤波等。5、 支持人机界面功能。提供操作者以监视机器过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调
24、整，实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。6、 通信、联网功能。现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。7、 编程、调试等，并且大部分支持在线编程。1.4 PLC的特点 PLC发展如此迅速的原因，在于它具有一些其它控制系统，包
25、括DCS和通用计算机在内，所不及的一些特点。下面对这些特点做一个介绍：1.4.1 可靠性可靠性包括产品的有效性和可维修性。可编程控制器的可靠性高，表现在下列几个方面：可编程控制器不需要大量的活动部件和电子元件，接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间缩短，因此可靠性得到提高； 可编程控制器采用一系列可靠性设计方法进行设计，例如冗余设计，掉电保护，故障诊断，报警和运行信息显示和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性得到提高； 可编程控制器有较强的易操作性，它具有编程简单，操作方便，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高； 可编程控制器的硬
26、件设计方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的工业级元件，采用先进的电子加工工艺（SMT）制造，对干扰采用屏蔽、隔离和滤波等；存储器内容的保护，采用看门狗和自诊断措施，便于维修的设计等。一份用户选用PLC原因的调查报告指出：在各种选用PLC的原因中，首选原因是可靠性高的，占93%，其次，才是性能和维修方面的原因。1.4.2 易操作性PLC的易操作性表现在下列三个方面： 操作方便：对PLC的操作包括程序的输入和程序更改操作，大多数PLC采用编程器进行程序输入和更改操作。 编程方面：PLC有多种程序设计语言可以使用，对现场电气人员来说，由于梯形图与电气原理图相似，因此，很容易理解和
27、掌握。 维修方便：PLC所具有的自诊断功能对维修人员的技术要求较低，当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以根据有关故障代码的显示和故障信号灯的提示等信息，或通过编程器和HMI屏幕的设定，直接找到故障所在的部位，为迅速排除故障和修复节省了时间，降低了MTTR。1.4.3 灵活性PLC的灵活性主要表现在以下3个方面： 编程的灵活性：PLC采用的标准编程语言有梯形图、指令表、功能图表、功能模块图和结构化文本编程语言等。使用者只要掌握其中一种编程语言就可进行编程，编程方法的多样性使编程方便。由于PLC内部采用软连接，因此，在生产工艺流程更改或者生产设备更换后，可不必改变PLC的硬设备，
28、通过程序的编制与更改就能适应生产的需要。这种编程的灵活性是继电器顺序控制系统和数字电路控制系统所不能比拟的。正是由于编程的柔性特点，使PLC成为工业控制领域的重要控制设备，在柔性制造系统FMS，计算机集成制造系统（CIMS）和计算机流程工业系统（CIPS）中，可编程控制器（PLC）正成为主要的控制设备，得到广泛的应用； 扩展的灵活性：PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可以根据应用的规模不断扩展，即进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。它不仅可以通过增加输入输出卡件增加点数，通过扩展单元扩大容量和功能，也可以通过多台PLC的通信来扩大容量和功能，甚至可以与其它的控制系统如DCS
29、或其它上位机的通信来扩展其功能，并与外部的设备进行数据交换。这种扩展的灵活性大大方便了用户；操作的灵活性：操作的灵活性指设计工作量、编程工作量、和安装施工的工作量的减少。操作变得十分的方便和灵活，监视和控制变得很容易。在继电器顺序控制系统中所需的一些操作得到简化，不同生产过程可采用相同的控制台和控制屏等。通用性强，适应性强PLC的生产具有系列化和模块化特点，硬件配置相当灵活，可以很方便地组成能满足各种控制要求的控制系统。组成系统后，如果工艺变化，可以通过修改用户程序，方便快速地适应变化。可靠性高，抗干扰能力强绝大多数用户都将可靠性作为选择控制装置的首要条件。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措
30、施，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。PLC的平均无故障间隔时间高，如日本三菱公司的F1、F2系列PLC的平均无故障间隔时间长达30万小时，这是一般微机所不能比拟的。系统的设计、安装、调试工作量少PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序很容易掌握，设计和调试梯形图所花的时间比设计继电器系统电路图花的时间要少得多。维修工作量小，维修方便PLC的故障率很低，并且有完善的诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的指示灯或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因。用更
31、换模块的方法可以迅速地排除PLC的故障。体积小，能耗低以F1-40M型PLC为例，其外形尺寸为305ll0110mm，功耗小于25VA。由于体积小，PLC很容易装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想的控制设备。可编程控制器现在已经成为了一个不可代替的控制系统，它们可以与其它系统通讯，提供产品报表，生产调度，诊断自身和设备的故障，这些技术上的改进，让PLC成为今天的各行各业的高质量和产量的重要的贡献者。1.5 PLC的网络通信PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的
32、交换，并可构成集中管理、分散控制的分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展的需要，各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。目前各厂商都主推各自的总线标准，如西门子Profibus、A-BControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其构成的“集中管理、分散控制”分布式控制方式是十分类似的。如ROCKWELL（A-B）推出了“全方位自动化”的理念，推荐三层网络结构，即1）设备层（DeviceNet为代表）；2）控制层（ControlNet为代表）；3）管理层（EtheNet）。1.6 PLC的工作原理
33、1PLC的等效电路PLC的工作酷似一个继电器系统，其等效电路可分为三部分：输入部分、内部控制电路和输出部分，如图2-1所示。 图2-1 PLC的等效电路 输入部分-这部分的作用是收集被控设备的信息或操作命令。输入端子外接行程开关、按钮等的触头，内连输入继电器线圈。输入继电器由外部信号通过输入端子驱动，可提供无限多对常开、常闭的软触点供内部使用。内部控制电路-由用户根据控制要求编制的程序所组成，其作用是按用户程序的控制要求对输入信号进行运算处理，判断哪些信号需要输出，并将得到的结果输出给负载。输出部分-这部分的作用是驱动外部负载，所以输出端子是PLC向外部负载输出信号的端子，其内连输出继电器（Q
34、）的一对常开触点。输出继电器除提供一对常开触点驱动负载以外，还可以提供无数对常开、常闭触点供内部使用。2PLC的周期工作方式当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（1） 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。（2） 用户程序
35、执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态。（3） 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。PLC重复执行输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，每重复一次的
36、时间称为一个扫描周期。PLC的一个扫描周期一般为40100ms之间。1.7 PLC的常用编程语言1梯形图梯形图是一种图形语言，是目前PLC应用最广、最受电气技术人员欢迎的一种编程语言。在梯形图中仍沿用了继电器、线圈、常闭触点、常开触点、串并联等术语和图形符号，并增加了一些继电接触器控制中没有的符号，因此梯形图与继电接触器控制原理图相似，具有形象、直观、易懂等特点，如图2-1所示。 图2-1 梯形图与语句表 图2-2 功能块图2 语句表语句表语言，就是用表示PLC各种功能的助记符和相应的器件编号组成的程序表达方式。例如 LD I0.1 。像这样的每句助记符编程语言就是一条指令或程序。助记符语言比
37、微机中使用的汇编语言直观易懂，编程简单。但不同厂家制造的PLC所使用的助记符和器件编号不尽相同，所以对于同一个梯形图来说，写成对应的语句表也不尽相同。3功能块图这种编程方法基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑图来表达，常用“与”门、“或”门、“非”门等符号，图的左边画输入，右边画输出，如图2-2所示。4顺序功能图（又称状态转换图）它将一个完整的控制过程分成若干步，各步具有不同动作，各步之间的转换有一定的条件，条件满足则上一步结束而下一步开始。它的作用是表达一个完整的顺序控制过程。5结构文本（高级编程语言）随着软件技术的发展，近年来为了增加PLC的运算功能和数据处理能力，完成比较复杂的控制，在许多大
38、型PLC中已采用高级语言来编程，如BASIC语言、C语言等。 第2章 四节传送带系统的历史2.1 四节传送带系统的起源17世纪中，美国开始应用架空索道传送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的传送带输送机相继出现。皮带式传送带设备1868年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，传送带输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的传送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。2
39、.2 四节传送带系统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、大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。2.3 我国PLC的发展1974年我国开始仿制美国的第二代PLC产品，但因元器件质量和技术问
40、题等原因未能推广。直到1977年，我国才研制出第一台具有实用价值的PLC，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。由于使用单片1位处理器，因此，应用的规模较小，主要的控制方式是开关量控制。随着我国改革开放政策的贯彻和落实，从1982年开始，先后有天津、厦门、无锡、大连、上海、北京等地的仪表厂、无线电厂和研究所等单位与美国、德国、日本等PLC的制造企业进行了合资或引进技术、生产流水线等，使我国PLC的应用有了较大的发展。第3章 硬件设计3.1 四节传送带控制系统设计要求有一运输系统由四节运输带顺序相连而成，分别用电动机M1、M2、M3、M4拖动，控制要求有以下几点：1.起动时为了避免在前段运输皮带
41、上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序为：按下起动按钮后，M4先起动，经过10S，M3起动最后M1起动。2.停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为：按下停止按钮时，M1先停止，经过10S，M2停止最后M4停止。 3当某运输带电机过载时，该运输带及前面的运输带立即停止，而后面的运输带电机待运完料才停止。例如，M2电机过载，M1、M2立即停止，经过10S，M3停止，再经过10S，M4停止。图3-13.2 四级传送带的工作原理4条 皮带运输机的传送系统，分别用四台异电动机M1、M2、M3、M4带动，控制过程如下：启动时先
42、按下SB1按钮，起动M4皮带机，经过10s秒延时，再依次起动其他皮带机。停止时按下SB2按钮，M1皮带机先停止，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。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10秒再依次停止工作：M2在M1停止工作后10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10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10秒以后再停止工作。M3、M4发生故障时情
43、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。3.3 PLC的选型输入信号。启动按钮，停止按钮，M1过载，M2过载，M3过载，M4过载共6个输入端子。输出信号。M1工作，M2工作，M3工作，M4工作，共4个输出端子。PLC选型。该系统中有6个输入量，4个输出量，从经济实用角度考虑选用了S7-200系列CPU224型PLC。其主要性能如下：程序容量一般在4K,I/O点数14/10，扩展模块数量为7个。3.4 输入/输出分配（I/O分配） 输入输出启动按钮SB1I0.0电机 KM1Q0.1停止按钮SB2I0.5电机 KM2Q0.2M1过载FR1I0
44、.1电机 KM3Q0.3M2过载FR2I0.2电机 KM4Q0.4M3过载FR3I0.3M4过载FR4I0.43.5 输入/输出设备（接线图）四节传送带接线 图3-33.5.1 四节传送带主电路 图3-4第4章 四节传送带PLC控制系统软件设计4.1 编程注意事项1触点不能放在线圈的右边。2梯形图中不能出现输入继电器的线圈。3输出线圈不能串联，但可以并联。4除含跳转和子程序调用指令的程序以外，同一操作数的线圈只能使用一次。5线圈不能直接与左母线相连。6地址编号中不可以出现XX.8和XX.9。7定时器和计数器必须有设定值。8立即输出和立即置位指令只能用于输出量，立即触点指令只能用于输入量。9跳转
45、指令和标号指令必须成对使用。4.2 编程技巧1 串联触点多的支路应尽量放在上部，即“上重下轻”，如图4-1所示。a） 电路安排不当 b）电路安排正确图 4-12并联触点多的支路应靠近左母线，即“左重右轻”，如图所示。a）电路安排不当 b）电路安排正确图 4-23如图4-3所示，用ALD、OLD等指令难以编程的复杂电路，可重新编排电路后再编程，如图4-4所示。图 4-3难以编程的梯形图图4-4重新编排的梯形图4梯形图中，不允许一个触点上有双向“电流”通过。可以初步处理之后再进行优化，如图4-5所示。图4-5桥式电路的处理4.3 四节传送带PLC控制梯形图根据控制要求，设计的梯形图程序如下第5章 总结本次毕业设计顺利完成了，通过本次毕业设计，我重新温习了一下平时上课被忽略的知识，更清楚的认识和了解PLC，对PLC的工作原理、设计方法都有了深刻的认识，对于PLC产品在生活中