PLC课设 四条皮带运输机的传送系统.docx
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PLC课设四条皮带运输机的传送系统
引言
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
1控制系统设计要求
1.1PLC课程设计主要步骤
1、分析被控对象的工艺条件和控制要求。
被控对象是指受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
在进行系统设计时，首先需要深入了解被控对象的特点、控制过程与要求等。
确定被控对象与PLC之间的输入、输出关系。
控制要求主要指控制系统的基本方式、应完成的动作等，同时要注意必要的保护和连锁等
2、选择I/O设备。
根据控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备的具体型号、数量等。
常用的输入设备有按钮、限位开关，传感器等；常用的输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。
3、选择PLC的型号。
根据已选择的I/O设备，统计I/O点数，选择合适的PLC类型，在选择时要考虑所需机型的容量大小、I/O模块种类及电源类型等。
4、分配I/O点。
只有分配PLC的I/O点后，方可进行程序设计。
5、程序设计。
它是整个系统设计的核心工作，首先要熟悉控制要求，根据控制要求设计好梯形图程序。
6、输入程序后调试程序。
调试过程中如果发现问题，则要采取措施逐一排除，直至调试成功。
7、编写技术文件。
包括说明书、电气原理图，电气元件明细表，程序等。
1.2系统控制要求
1.2.1控制要求
有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：
启动时先起动最末一条皮带机，经过1秒延时，再依次起动其它皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
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，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障，M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如，M3上有重物，M1、M2立即停，过1秒，M3停，再过1秒，M4停。
1.2.2设计板
图1.1
1.2.3四节传送带的工作方式
四条皮带运输机的传送系统，分别用四台异步电动机M1、M2、M3、M4（型号：
Y）带动，由于设计版图上没有重物模拟开关，用外部开关E、F、G、H模拟重物。
控制过程如下：
（1）启动时先按下SB1按钮，起动最末一条皮带机，经过1秒延时，再依次起动其他皮带机；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依次间隔1秒停止工作。
（2）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，此时该皮带机立即停止工作，M2在M1停止工作后1秒以后再停止。
M3在M2停止工作后1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1秒以后再停止工作。
M3、M4发生故障时情况与此相同。
（3）E、F、G、H为重物模拟开关，分别模拟M1、M2、M3、M4重物时的情况。
例如：
当要模拟M2皮带机重物时，只需打开F开关即可，此时该皮带机前面的M1立即停止工作，M2延时1秒后停止，M3在M2停止后延时1秒停止，M4在M3停止后延时1秒停止。
M1、M3、M4重物情况与此相同。
2设计方案
2.1总体设计方案说明
（1）控制电路采用PLC控制直流接触器来控制三相异步电机的运转，进而控制传送带。
（2）用A、B、C、D按钮分别模拟M1、M2、M3、M4故障，用E、F、G、H开关分别模拟M1、M2、M3、M4重物。
（3）采用刀开关、熔断器、直流接触器和热继电器构成Y100L-2型三相异步电机启动、停止和保护主电路。
（4）采用基本指令和定时器指令组合来设计控制程序。
3系统硬件设计
3.1PLC选型及硬件配置
3.1.1选型原则
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。
选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。
3.1.2选型方法
（1）四节传送带系统有10个输入量和4个输出，考虑满足功能要求及扩展，可以选择I/O总点数为24点或I/O总点数为32点的FX系列PLC；
（2）PLC控制直流接触器的线圈，故选用交流电源、继电器输出型FX系列PLC；
（3）考虑最佳性能价格比和可靠性，故选用FX2N系列。
综上所诉，给出FX2N—24MR、FX2—24MR和FX2—32MR三种参考。
本次课程设计我们使用的是PLC是FX2N—24MR型PLC。
3.1.3硬件配置
（1）PLC型号：
FX2N—24MR（AC电源，DC输入，输入14点，输出10点，继电器输出）；
（2）Y100L—2型三相异步电机,额定功率3KW，额定电流6.4A，额定转速2880r/min；
（3）刀开关、直流接触器、熔断器、热继电器和传感器。
3.2主电路设计
图3.1
3.3控制电路设计
图3.2
3.4PLC的I/O接线图
表3.1
输入
输出
启动（SB1）
X0
Y1
KM1
停止（SB2）
X5
Y2
KM2
M1故障（A）
X1
Y3
KM3
M2故障（B）
X2
Y4
KM4
M3故障（C）
X3
M4故障（D）
X4
M1重物（E）
X6
M2重物（F）
X7
M3重物（G）
X10
M4重物（H）
X11
3.5PLC接线图
图3.3
4PLC控制软件设计及调试
4.1系统程序设计
梯形图
指令表
4.2程序的模拟与调试
（1）传送带正常运转时：
当按下启动按钮SB1时，先启动最后一个传送带，然后经过1S的延时，启动第三个传送带，依次经过1S延时，启动其他传送带；
当按下停止按钮SB2时，第一个传送带立即停止运转，其余传送带按正向依次经过1S的延时停止运转。
（2）传送带发生故障时：
当A传送带发生故障时，第一个传送带停止运转，其余传送带按正向依次经过1S的延时停止运转。
当B传送带发生故障时，第一、二个传送带停止运转，其余传送带按正向依次经过1S的延时停止运转。
当C传送带发生故障时，前三个传送带停止运转，第四个传送带经过1S的延时停止运转。
当D传送带发生故障时，四个传送带均停止运转。
当故障解除时，四个传送带需要停完后，再次按启动按钮，传送带开始运转。
（3）传送带重物时：
当A传送带重物时，第一个传送带延时1S停止运转，其余传送带按正向依次经过1S的延时停止运转。
当B传送带重物时，第一个传送带停止运转，第二个传送带延时1S停止，其余传送带按正向依次经过1S的延时停止运转。
当C传送带重物时，前两个传送带停止运转，第三个传送带经过1S的延时停止运转，第四个在第三个停止后延时1S停止。
当D传送带发生故障时，前三个传送带均停止运转，D延时1S停止。
当重物解除时，四个传送带需要停完后，再次按启动按钮，传送带开始运转。
总结
本次课程设计经过老师和同学们的帮助，终于圆满完成，在老师和同学的帮助下，克服了不少困难。
通过这次课程设计我学到了很多东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从实践中得出结论，才能真正地学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
最后衷心感谢老师的授课和指导。
参考文献
[1]王阿根.电气可编程控制原理与应用（第3版）.清华大学出版社.2014
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