PLC皮带运输机课程设计Word文档格式.docx

1、编写设计说明书，答辩。参考文献1廖常初可编程序控制器的编程方法与工程应用 M.:大学2万太福.可编程序控制器及其应用M.:3祖润.毕业设计指导北京：机械工业4谢.电力拖动与控制.北京：中国矿业大学 工厂常用电气设备手册编写组 工厂常用电气设备手册北京：水利电力附录：课题简介及控制要求（1）课题简介皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机（M1M4施动, 如图1所示。图1皮带运输机系统示意图（2）控制要求1启动时先起动最末一台皮带机，经过 5S延时，再依次起动其它皮带机：5S 5S 5SM 4 M 3 M 2 M 12停止时应先停止第一台皮带机（M1），待料运送完毕后再依次停止其它

2、皮 带机：M1 5S M 2 5S M3 5S M 43当某台皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停止。例如当 M2故障时，M1 M2应立即停,经过5S延时后，M3停，再过5S后M4停。4要求皮带运输机控制系统具有手动和自动两种工作方式。PLC是一种可编程逻辑控制器，控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、 易于扩展、通用性强等一系列优点，它不仅可以取代继电器控制系统，还 可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，作为自动化专业 的一名大学生，掌握好 PLC这一门应用技术是一个必不可少的要求。上学 期我们学完了PLC原理及工程应用一书，学校

3、为了让我们可以巩固知 识，加深对于这门技术的了解，从而更加稳固的掌握好这一门技术。 同时可 以提高自己的实践动手能力，以后能够更好更快的适应于社会。因此替我 们安排了这次的课程设计。以下是我的习作，制作一个皮带运输机 PLC电气控制系统。本课题设 计一共分为五章，第一章是被控对象的概述以及设计任务与要求；第二章 为控制方案的确定；第三章为皮带运输机电气控制系统硬件设计；第四章 是控制系统的软件设计；第五章为控制程序调试。第1章概述 11.1被控对象的概述 11.2设计任务与要求 1第2章控制方案确定 22.1继电器控制方案 22.2单片机控制方案 22.3PLC控制方案 2第3章皮带运输机电气

4、控制系统硬件设计 43.1PLC输入、输出原件的选择 43.2PLC型号的选择 43.3PLC I/O 接线图的绘制 4第4章控制系统的软设计 64.1 PLC控制程序的组成 64.2主程序的设计 64.3手动子程序设计 84.4自动子程序设计 94.5手动子程序设计 124.6故障处理子程序 124.6.1M1故障处理子程序 124.6.2M2故障处理子程序 144.6.3M3故障处理子程序 154.6.4M4故障处理子程序 16第5章控制程序的调试 185.1自动子程序的调试 185.2手动子程序的调试 185.2故障子程序的调试 18结束语 20参考文献 20电气信息学院课程设计评分表

5、22第1章概述1.1被控对象的概述皮带传送机是一种连续运输机械，也是一种通用机械。适用于倾斜输送， 垂直输送等形式。工作过程中噪音小，结构简单。它可以快速的传送生产过程 中的产品和配件等，能够使产量和生产效率大为提高。并且运输能力大，工作 阻力小，耗电量低。被广泛应用于钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。 既可以运送散状物料，也可以运送成件物料。皮带运输机由皮带、机架、驱动 滚筒、承载托辊、回程托辊、紧装置、清扫器等零部件组成。在大型港口和大 型冶金企业，煤炭企业应用广泛。皮带传送机中，输送带是是最昂贵，耐久性最差的部件。在输送机运转过 程中，输送带受到各种不同性质和大小的负荷作用，处在及

6、复杂的应力状态下。 输送带最典型的磨损形式有：工作层面与边缘磨损，受大块矿岩作用引起击穿 撕裂和剥离等等。计算计算表明，输送带的费用占输送机全部设备费用的一半。 因此，根据根据输送机的使用条件，选择合适的传送带，并在运行中加强维护 和管理，延长其使用寿命，对提高输送机效率，降低输送机成本就有很重要的 意义。1.2设计任务与要求1.设计和绘制电气控制原理图或 PCI/O接线图、功能表图和梯形图，编写 指令程序清单。2.选择电气元件，编制电气元件明细表。3.上机调试程序4.编写设计说明书第2章控制方案确定2.1继电器控制方案继电器是一种电子控制器件，由电磁线圈、铁心、触电和复位弹簧组成。它具有控制

7、系统和被控制系统，通常用于自动控制电路中。电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。继电器系统具有以下几个特点：（1） 逻辑控制采用硬件接线，接线多且复杂，体积大，功耗大，系统构成后，想在改变或增加功能较为困难。（2） 控制速度继电器控制系统依靠机械触电的动作实现，工作频率低，且机械触点还会出现抖动问题。（3） 顺序控制利用时间继电器的邂逅动作来完成时间上的顺序控制，部的机械结构易受 环境温度的影响，使定时的精度不高。（4） 灵活性及可扩展性差（5） 不具备计数功能（6） 可靠性和可维护性继电器控制使用大量的机械触电，触电在开闭时产生电弧，造成损伤并且 伴有机械磨损，使用寿命短，运行

8、可靠性差，不易维护。2.2单片机控制方案单片机控制具有体积小、功耗低、性能可靠、价格低廉、使用方便灵活、易于 产品化等优点。但微机控制系统所有的电路都集中在一块电路板上，实现的功 能和输入输出的点数受到限制，且系统的散热性和维护性受到考验，一部分损 坏就只能全换，不划算；开发周期长，修改比较麻烦。2.3PLC控制方案PLC种类繁多，应用广泛，目前国国外以应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、 电子、机械制造、汽车、船舶、装卸、造纸、纺织、环保、娱乐等各行各业。 主要由中央处理器、存储器、输入输出单元、电源、编程器和其它外围设备组 成。其有以下特点：（1） 编程简单，使用方便，易被一般的工程技术人

9、员所理解和掌握，程序可现 场修改。（2） 维修工作量少，维护方便（3） 可靠性高于继电器系统（4） 系统的设计、安装、调试量少（5） 功能强，性能价格比高（6） 体积小，能耗小（7） 硬件配置齐全，通用性强，实用性强第3章 皮带运输机电气控制系统硬件设计3.1PLC输入、输出原件的选择皮带运输机PLC电气控制系统输入/输出原件的选则如表3-1所示表3-1皮带运输机PLC电气控制系统输入输出原件的选型序号代号名称数量1SA开关2SB1控制按钮3SB24SB35SB46FR1-FR4热继电器7KM1-KM4接触器8M1-M4三相交流电动机3.2PLC型号的选择根据点数来选择PLC的型号，点数太少则

10、不合要求，点数太多则浪费，本实验选择的PLC型号为CPU 224XP AC/DC/Relay3.3PLC I/O 接线图的绘制皮带运输机电气控制系统PLC I/O接线如图3-3所示。AsTBRF11XX X通信端口1 M0. 00. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 72 M1. 01. 11. 21. 31. 41. 5ML+/C P U 2 2 4X PA C/ D C R e l a y模块D C24 V总线接口1 LCN0.32 L3 L宙NL 1A CKM 1KM 2KM 3KM 4FR图 3-3 S7-200PLC I/O 接线图第4章控制系统的软设计4.1 PLC控

11、制程序的组成皮带输送机电气控制系统主要由一下四个部分组成：（1） 主程序（2） 手动子程序（3） 自动子程序（4） 公用子程序（5） 故障处理子程序4.2主程序的设计主程序设计的梯形图设计如图 4-2所示，不管用10.5-11.0 表示的哪一个 电动机出现故障，都用 V6.0记录下来并且保持，V6.1-V6.4分别来记录并且保 持M1-M4的电动机故障。用I0.0的常开触点来控制自动挡，I0.0的常闭触点控 制手动挡。IQ7门0V6.05 10,2VE.2 V6.3 V6.4 Y6.176.3VS. 4图4-2主程序梯形图4.3手动子程序设计当执行手动挡时，SB1-SB4分别控制四个电动机的运

12、转，其梯形图设计如图4-3所示10 11 1 1IO.Ej 1_01_I j0.21 ?Q0.3I 、ao.aI r 1 1 I z ZI k102IOlEqo.cQ0.2L10.1I I I，1 II I ?I ,IZ 1 1I F）10 JH.C0.00.1QD.210.?1 I |I jIT 11 IC.310,70 0GIO.ZT 11I,_1，图4-3手动子程序梯形图4.4自动子程序设计当执行自动子程序，且没有发生故障时，按下启动按钮SB1,电动机分别从M4-M1间隔5S的顺序开始启动，并保持运转。按下 SB2键，电动机从M1到M4 间隔5S的顺序一次停止。图4.4是自动子程序的顺序

13、功能图，为其梯形图提供 依据。S M 0. 3 + I 0.0V 0.0I V 0.1i S Q 0.3 IT 3 7-T 3 7I V 0.2 I1S Q 0. 2T 3 8 IT 3 81 V 0.3 1_1S Q 0. 3T 3 9| T 3 9I V 0.4l-lQ 03|-I 0.2I V 0.5HT 4 05 sV 0.6I R Q 0.1T 4 1T 411 R Q 0 2I V 0.7iT 4 2-R T 4V 1.01-R Q 0.35sQ 0. 3i 0.1图4-4皮带运输机自动子程序顺序功能图skiou vo.o4 I pH，I ）71.0 Q0.34 i 110.0vo

14、o图4-4自动子程序梯形图4.5公用子程序设计进入公用子程序后，V0.0置位，V0.1到V0.8复位，V2.0到V2.3复位，V3.0 到 V3.2 复位，V4.0、V4.1、V5.0 复位，T37 到 T48 复位。GM0.1VO.OT HII （LDvaiT，1（RVZ.0T町V3.0V4.0一（门V5.0T巧T37j H）12图4-5公用子程序梯形图4.6故障处理子程序在皮带运输机自动运动过程中，四台电动机任意一台出现故障，就自动进入故障处理程序。故障处理子程序分为四部分。4.6.1 M1故障处理子程序进入M1故障处理子程序之后，首先 Q0.0复位，电动机 M1停止，并且Q0.1-Q0.

15、3复位。是电动机 M2-M4呆持运转。5S后Q0.1复位，电动机M2停止, 以此类推，直至电动机 M4停止，程序退出运行。图4-6-1 M1故障处理子程序顺序流程图V,1 V211 QMI，H-r OqaiT ）V20T43INTONFT100 ms50-V2.0I 1 1 1 j 1 （1 TJQ0.1RT44IN TONPT 1Q0 msV2 2V2.2Q0L2T45PT100 m图4-6-1 M1故障处理子程序梯形图4.6.2M2故障处理子程序4.6.3S M 6. 2V 3. 2进入M2故障处理子程序的时候，Q0.1、QO.2复位，电动机Ml M2停止转 动，Q0.2、Q0.3置位，电

16、动机M3 M4保持运转。5S后Q0.2复位，M3停止运转。 再过5S妙，Q0.3复位，电动机M4也停止。M4停止后退出程序。R Q 0. 3Q 0.3图4-6-2 M2故障处理子程序顺序流程图T4750100 ins图4-6-2 M2故障处理子程序梯形图4.6.4M3故障处理子程序进入M3故障处理子程序后，Q0.0-Q0.2复位，是电动机M1-M3亭止转动，并且置位Q0.3使电动机继续运转。5S后复位Q0.3,电动机M4停止。M4停止后, 程序退出运行。图4-6-3 M3故障处理子程序顺序流程图qtJiaQ0l3R ）图4-6-3 M3故障处理子程序梯形图100呃4.6.5M4故障处理子程序M

17、1-M4也都停止运进入M4故障处理子程序时，Q0.0-Q0.3都复位，电动机转。然后程序在退出运行图4-6-4 M4故障处理子程序顺序流程图图4-6-4 M4故障处理子程序梯形图第5章控制程序的调试5.1自动子程序的调试将皮带运输机电气控制系统梯形图程序在 STEP7软件中编译完成，编译无错误后下载程序至PLC设计PLC为RUN犬态并打开程序状态监控。将SA开关闭合， 选择工作方式为自动方式。按下 SB1启动按钮，Q0.3-Q0.0间隔5S依次闭合。 皮带运输机启动完成。启动后无故障信号时，按下停止按钮 SB2 Q0.0-Q0.3间隔5S依次断开，完全断开后，系统状态开始保持不变，皮带运输机完

18、成停止动 作。5.2手动子程序的调试PLC为RUN犬态并打开程序状态监控时，将 SA开关断开，选择工作方式为手动 方式。此时，按下SB1按钮，Q0.0触点闭合，断开SB1, Q0.0触点断开。按下SB2按钮，Q0.1触点闭合，断开SB2 Q0.1触点断开。按下SB3按钮，Q0.2触 点闭合，断开SB3 Q0.2触点断开。按下S4按钮，Q0.3触点闭合，断开SB4, Q0.3触点断开。5.2故障子程序的调试系统工作在自动方式，并且完成启动后，按下模拟 M1故障信号的开关。使I0.5触点闭合，系统进入M1故障处理子程序。进入故障处理子程序之后，首先 Q0.0复位，电动机M1停止，并且Q0.1-Q0

19、.3复位。是电动机 M2-M4保持运转。 5S后Q0.1复位，电动机M2停止，以此类推，直至Q0.3复位，电动机M4停止， M1故障处理子程序完成。系统工作在自动方式，并且完成启动后，按下模拟 M2故障信号的开关。I0.6触点闭合，系统进入 M2故障处理子程序。进入 M2故障处理子程序之后， Q0.1、QO.2复位，电动机 M1、M2停止转动，Q0.2、Q0.3置位，电动机 M3 M4 保持运转。再过5S妙，Q0.3复位，电动机M4 也停止，M2故障处理子程序完成。系统工作在自动方式，并且完成启动后，按下模拟 M3故障信号的开关。10.7触点闭合，系统进入 M3故障处理子程序。进入 M3故障处

20、理子程序之后， Q0.0-Q0.2复位，是电动机M1-M3停止转动，并且置位Q0.3使电动机继续运转。 5S后复位Q0.3，电动机M4停止，M3故障处理子程序完成。系统工作在自动方式，并且完成启动后，按下模拟 M4故障信号的开关。I1.0触点闭合，系统进入M4故障处理子程序，Q0.0-Q0.3都复位，电动机M1-M4 也都停止运转，M4故障处理子程序完成。结束语通过这两周PLC课程设计的实习，使我对 PLC这门技术有了更深入的了解 和掌握。同时，也使我对四门子 STEP7软件的操作更加熟练。动手能力也一定 程度上得到了加强。本次对皮带运输机PLC电气控制系统的实习，软件以及硬件的调试均已经 成

21、功，并且提前完成，基本上以及达到了设计要求。为以后我们解决实际的工 程问题打下了良好的基础。对于这次的实习，真的很感谢赖老师和老师的热心指导，一个知识点有时 讲到几遍，直到我听懂为止。同时，也感谢我的同学和我们一组的伙伴们给我 的帮助。因为我们的共同探讨，才使得这次的实习能够顺利高效的完成。1廖常初.可编程序控制器的编程方法与工程应用M.:3祖润.毕业设计指导.北京： 工厂常用电气设备手册编写组工厂常用电气设备手册北京：电气信息学院课程设计评分表项 目评价优良中及格差设计方案合理性与创造性（10%开发板焊接及其调试完成情况 *（ 10%硬件设计或软件编程完成情况（20%硬件测试或软件调试结果*（10%）设计说明书质量（20%）答辩情况（10%）完成任务情况（10%）独立工作能力（10%）出勤情况（10%）综合评分指导教师签名： 日 期：注：表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填容；此表装订在课程设计说明书的最后一页。 课程设计说明书装订顺序： 封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非 16K大小的图纸及程序清单）。