PLC课设模板正文.docx
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PLC课设模板正文
目录
1、绪论1
1.1设计皮带输送机的意义1
1.2皮带输送机的概述1
2、系统工作原理2
3、皮带输送机的硬件配置3
3.1PLC简介3
3.2CPU处理模块3
3.3皮带输送机的I/O分配3
3.4皮带输送机的外部接线5
4、皮带输送机软件设计5
4.1编程软件介绍5
4.2皮带输送机程序设计及分析6
4.2.1程序的设计6
4.2.2程序分析6
4.3故障检测模块的设计7
4.3.1程序的设计7
4.3.2程序分析7
5、皮带输送机监控界面的设计8
5.1组态软件的概述8
5.2定义数据词典8
5.3用户界面的制作9
5.4命令语言的编写10
6、程序调试12
7、实验体会13
参考文献13
附录Ⅰ程序梯形图13
附录Ⅱ皮带输送机程序的语句表22
皮带输送机的PLC控制
张丰沈阳航空航天大学北方科技学院
摘要：
皮带输送机是一种用于测量和控制皮带速度和物料流量的实时控制系统。
本文主要采用PLC实现对皮带输送机的下位机控制，并通过组态软件对上位机进行实时监控。
文中首先介绍了PLC和皮带输送机的工作原理，在设计硬件的基础上，对软件进行设计，采用组态软件建立人机监控界面，包括组态界面的制作方案，功能语言的实现，最后对系统进行调试，并给出相关的参考程序，使自动输送过程得以实现，并能实时的监控输送过程。
关键词：
皮带输送；PLC；组态软件；实时监控
1、绪论
1.1设计皮带输送机的意义
皮带输送是现代许多行业生产的关键环节，近年来，随着计算机技术的迅速发展输送机是现代许多行业生产的关键环节，以工控机为核心的自动输送机可以按照设定配比和流量控制各输入物料的瞬时流量，从而达到控制生产质量和产量的目的。
同时由于该系统具有体积小、结构简单、操作方便、配料速度快、精度高等优点，被广泛的应用到水泥、化工、煤炭、粮食、造纸、饲料等行业。
皮带输送机在饲料加工、食品加工、化工、冶炼、铸造等行业具有广阔的应用前景，可以对这些行业提高劳动生产率，提高产品质量，降低消耗起到重要作用。
例如在饲料行业，通常饲料中包括十几种原料，以前采用人工输送，劳动强度大，生产效率低，配料的精度也不高，同时人工操作的损耗也较大。
输送的饲料质量不稳定，成本也较高。
因此，本系统采用PLC对皮带输送进行控制，使各种物料的给料、称重计量、卸料、混料完全实现了自动化，上述问题都可以很好的解决。
可以为生产企业带来良好的经济效益。
1.2皮带输送机的概述
随着计算机技术与自动化技术的发展，自动输送机的相关技术也日益成熟，并以其计量准确、安全可靠、自动化程度高、广泛地应用于化工、矿山、建材、食品、冶金、港口、电力等多种行业。
它既可以自成系统，独立工作，也可以接入其它系统进行工作。
我国生产制造的带式输送机的品种，类型较多。
通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。
我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键部件及其功能如自移机尾，高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。
为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。
长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。
由于人工经验已不能满足现代化生产的要求，于是将皮带核子秤称重与皮带控制技术结合于一体，形成了皮带输送机，它一方面能够边输送边称量各种固体散装物料，称出某一瞬间传送带所输送的物料重量和某段时间内输送的物料重量的总和；另一方面，可用于将几台秤上的几种原料按一定的比例混合起来，即自动配料，其控制方法主要采用了自动控制技术。
实践表明自动控制系统不仅自动化程度高，配料连续性好，操作人员劳动强度低，而且配料精度高，产品质量容易控制，还能实现动态物料的配比，自动和手动相结合，实现自动跟踪误差调整、自动称重、自动混合、自动显示的功能。
目前皮带输送机主要有三种类型：
料门可调的带式称量器，即流到输送带上的物料流速可以控制，而输送带以恒定速度运动。
早期的饲料加工厂设计大多采用这种方法。
带速可调的输送带式称量器，即输送带速度可变，而流至输送带上的物料流速恒定。
物料流速和输送带速度均可调的带式称量器，也称为累积式称量喂料器，即输送带上的物料重量和带速均可以控制。
2、系统工作原理
皮带输送机由料斗、皮带、检测系统和装车系统组成。
其工作原理是通过检测料斗的物料量来对整个系统进行控制。
当料斗物料不足时料斗进料；当料斗物料充足时，车到位皮带依次延时一秒启动，料斗进行卸料，当车装满时皮带依次停止，料斗关闭。
输送过程结束。
皮带输送机结构图如图1所示。
图1皮带输送机结构图
3、皮带输送机的硬件配置
3.1PLC简介
（对其加以文字说明）
3.2CPU处理模块
（对其加以文字说明）
CPU224模块输入、输出单元的接线图如图2所示。
图2CPU224模块输入、输出单元的接线图
3.3皮带输送机的I/O分配
本系统需要8个输入点和10个输出点。
根据PLC的特点和系统设计的需要，输入信号包括启动按钮、运料车到位检测、运料车物料检测等等。
输出信号包括电机、运料车到位指示等等。
其I/O分配如表1所示。
表1元件地址I/O分配
PLC地址（PLC端子）
电气符号
（面板端子）
功能说明
I0.0
SD
启动（SD）
I0.1
SQ1
运料车到位检测
I0.2
SQ2
运料车物料检测
I0.3
S1
料斗物料检测
I0.4
A
皮带M4的故障模拟
I0.5
B
皮带M1的故障模拟
I0.6
C
皮带M2的故障模拟
I0.7
D
皮带M3的故障模拟
Q0.0
M1
皮带M1
Q0.1
M2
皮带M2
Q0.2
M3
皮带M3
Q0.3
M4
皮带M4
Q0.4
L1
允许进车
Q0.5
L2
运料车到位指示
Q0.6
D1
运料车装满指示
Q0.7
D2
料斗下料
Q1.0
D3
料斗物料充足指示
Q1.1
D4
料斗进料
3.4皮带输送机的外部接线
PLC输入点与系统分为二部分相连接，系统的运料车到位检测、运料车物料检测、料斗物料检测分别与PLC输入点I0.1～I0.3相连；皮带M4的故障诊断、皮带M3的故障诊断、皮带M2的故障诊断、皮带M1的故障诊断分别与输入点I0.4～I0.7相连接。
PLC输出点与皮带M1、皮带M2、皮带M3、皮带M4、允许进车、运料车到位指示、运料车装满指示、料斗下料、料斗物料充足指示、料斗进料相连接。
外部接线图如图3所示。
图3PLC外部接线图
4、皮带输送机软件设计
4.1编程软件介绍
（加以文字说明）
4.2皮带输送机程序设计及分析
4.2.1程序的设计
自动装车系统分为二部分，系统启动之后，进行料斗物料检测，如果料斗为空，则料斗进行进料；如果料斗中有料，允许进车，车到位之后开始装车，当车装满时停止装车，装车过程完成，以此进行循环。
程序流程图如图3.1所示。
图3.1自动装车系统流程图
4.2.2程序分析
打开“启动”开关，红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。
料斗出料口D2关闭，若物料检测传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（D4亮）。
当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。
电机M1、M2、M3、M4均为OFF。
当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过1S后，再启动M3，再经2S后启动M2，再经过1S最后启动M1，再经过1S后才打开出料阀，物料经料斗出料。
当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，1S后M1停止，M2在M1停止1S后停止,M3在M2停止1S后停止，M4在M3停止1S后最后停止。
同时红灯L2亮，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
关闭“启动”开关，自动输送装车的整个系统停止运行。
自动装车系统的梯形图程序如附录Ⅰ所示。
4.3故障检测模块的设计
4.3.1程序的设计
系统由传动电机M1、M2、M3、M4，故障设置开关A、B、C、D组成，完成物料的运送、故障停止等功能。
程序流程图如3.2所示。
图3-2故障诊断系统程序流程图
4.3.2程序分析
闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带，每经过1秒延时，依次启动一条传送带。
当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，而该传送带以后的待运完货物后方可停止。
例如：
M2存在故障，M1、M2立即停，经过1S延时后，M3停，再经过1S，M4停。
排除故障，打开“启动”开关，系统重新启动。
关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机M1），待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4。
故障诊断系统的梯形图设计如附录Ⅰ所示。
皮带输送机综合了自动输送系统和故障诊断系统，对I/O点进行调整。
皮带输送机的梯形图如附录Ⅰ所示。
5、皮带输送机监控界面的设计
5.1组态软件的概述
（加以文字说明）
5.2定义数据词典
在系统中要先对不同类型的数据进行定义才能进行系统的设计。
本系统实时数据的定义如表2所示。
表2 数据词典的定义
数据对象
类型
PLC地址
解释说明
I00
开关型
I0.0
启动
I01
开关型
I0.1
运料车到位检测
I02
开关型
I0.2
运料车物料检测
I03
开关型
I0.3
料斗物料检测
I04
开关型
I0.4
皮带M4的故障检测
I05
开关型
I0.5
皮带M1的故障检测
I06
开关型
I0.6
皮带M2的故障检测
I07
开关型
I0.7
皮带M3的故障检测
movey1
数值型
无
物料的垂直移动
movey2
数值型
无
物料的垂直移动
Q01
开关型
Q0.0
皮带M1
Q02
开关型
Q0.1
皮带M2
Q03
开关型
Q0.2
皮带M3
Q04
开关型
Q0.3
皮带M4
Q05
开关型
Q0.4
车满
movex1
数值型
无
皮带M1的水平移动
movex2
数值型
无
皮带M2的水平移动
movex3
数值型
无
皮带M3的水平移动
movex4
数值型
无
皮带M4的水平移动
5.3用户界面的制作
皮带输送机的欢迎界面如4所示，监控系统界面如5所示。
图4皮带输送机的欢迎界面
图5皮带输送机监控系统界面
5.4命令语言的编写
用户界面制作完成后要与界面编制程序，程序是用户界面的后台支持。
一方面程序使得用户界面与下位机PLC实现通讯，使用户界面可以控制系统的运行。
另一方面程序建立了画面中动画和系统状态的联系，使用户画面中可以实时的反应系统的运行情况。
本系统编写的命令语言如下：
履带移动
ifQ01=1andmovex1<=40then
movex1=movex1+1
endif
ifmovex1>40thenmovex1=0
ifQ02=1andmovex2<=40then
movex2=movex2+1
endif
ifmovex2>40thenmovex2=0
ifQ03=1andmovex3<=40then
movex3=movex3+1
endif
ifmovex3>40thenmovex3=0
ifQ04=1andmovex4<=40then
movex4=movex4+1
endif
ifmovex4>40thenmovex4=0
'物体移动
'水平
ifQ01=1andmovey1>=0andmovey1<200thenmovey1=movey1+2
ifQ02=1andmovey1>=240andmovey1<420thenmovey1=movey1+2
ifQ03=1andmovey1>=460andmovey1<640thenmovey1=movey1+2
ifQ04=1andmovey1>=680andmovey1<=900thenmovey1=movey1+2
'垂直
ifmovey1=200then
movey2=48
movey1=movey1+40
endif
ifmovey1=420then
movey2=96
movey1=movey1+40
endif
ifmovey1=640then
movey2=146
movey1=movey1+40
endif
ifmovey1=850then
movey2=0
movey1=0
endif
'启动设置
ifI00=1then
movef1=1
movef2=0
endif
'停止设置
ifI05=1then
movef2=1
movef1=0
endif
6、程序调试
在本次课设初期，想用顺序功能实现对小车取料的控制，但是经编译发现顺序功能只适用于单次循环系统中，所以改用经验方法进行编程。
在第一个任务的程序调试初期，小车不用接收输入信号便自动从O点运行进行取料，经研究在右行输入信号处加入一个计数器，设定计数器值为1，当计数器达到设定之后，触发开关。
这样就能控制输入开关，使小车不能自动运行。
程序设计出来后，我们只能实现小车的单步运行，即只能运行到A点便停止运动。
经调试研究，我们能在网络三加入计数器C0进行控制，即当计数器达到设定之后网络三导通，实现小车向B处取料的功能。
在开始设置复位开关的时候，选择的是I0.6，即实行手动复位。
这样既浪费人力，又浪费资源。
在大家共同研讨及调试下，我们将计数器的复位端接入两个计数器，既节省了I/O端口，又对连个计数器进行了互锁，达到我们的设计要求。
在第二个程序设计调试初期，仍是采用手动复位，但调试后出现如下两个问题：
1.如果按照先A后B的顺序能正常运行，如果先到B后到A则到到达B点后必须进行复位才能在到A点取料。
2.在小车到A到B后，如果在去A处取料则A处计数器失去作用。
经调试研究，我们将手动复位按钮改成计数器控制复位，这样既实现了可随意改变小车运行先后顺序的功能，有实现了计数器的自动复位。
在整个程序的设计调试中，还一直存在一个问题，我们在所有功能都实现后发现有一个IO输入端为空。
我们接入的一个I0.1触点，由于开始时程序有问题，将它去掉，小车不运行，经老师指导调试后，我们成功的把多余的触点去掉，实现了小车取料的设计要求。
7、实验体会
（自己加以说明）
参考文献
[1]赵相宾.可编程控制器技术与应用系统设计.机械工业出版社，2002，7
[2]廖常初.PLC编程及应用.机械工业出版社，2005，3
[3]胡学林.可编程控制器原理及应用.电子工业出版社，2007,1
[4]梁延东.电梯控制技术.中国建筑工业出版社,2008:
42-44
[5]常晓玲.电器控制系统与可编程控制器.机械工业出版,2008:
78-80
附录Ⅰ程序梯形图
自动输送机梯形图
故障检测系统梯形图
皮带输送机梯形图
附录Ⅱ皮带输送机程序的语句表
;系统启动
;检测料斗物料是否充足
;允许进车
;运料车到位指示
;车满指示
;皮带故障检测
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