多级物料传输带控制系统设计文档格式.doc
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Transmissionbelt;
Controlsystem;
Design
目录
引言 3
1.绪论 3
1.1课题简介 3
1.2课题意义 4
2.课题综述（课题研究,主要研究的内容,要解决的问题,预期目标,研究步骤方法及措施等） 8
2.1课题研究 8
2.2主要研究的内容 9
2.3要解决的问题 10
2.4预期目标 10
2.5研究步骤 11
3.设计（论文）体系､结构（大纲） 11
3.1绪论 11
3.2多机物料传输带控制系统设计与制作的集成设计 12
3.3多机物料传输带控制系统的硬件设计 12
3.4多机物料传输带控制系统的软件设计 14
4.物料传输带系统的制作 15
5.结束语 20
6展望 20
参考文献 21
1.选题简介､意义
1.1课题简介
传输带属于一类在平时工作里被普遍采取的传输方式,由于模板普遍,可以在很多场合装配,尤其对于复杂几何形状的的东西十分好用,是物料传输系统高智能化务必具备的特质｡如果通过PLC支配整个传输系统,那么可以使得整个机构组高效运作｡本文对PLC的设计和应用进行了详细的阐述
1.2课题意义
就我国目前状况而言,PLC的实际应用对于整个传输控制系统是不可缺少的一环｡首先,传输带普及于各大工业里（民用､军用）,它的科研程度极其能够体现出在世界上工业与军事方面的能力;
其次,由于科研成果的不断更新,就现在来说PLC也已经在轻工业中得到普遍应用,大大减少了对于人力物力的消耗,因此达到了事半功倍的效果,让PLC迎来了更广阔的发展活动空间｡我们国家正在逐渐变成世界强国,对于PLC的熟练运用和科学技术的发展研究,让我国在世界市场中更加占据主导地位｡
自动化生产线的技术设计具有广泛的专业知识,并且与自动化生产线的发展密切相关,因此自动化生产线的开发和自动化技术的发展是各种自动化功能的集成和紧密结合J.控制技术开发,传感器技术,工业机器人技术,信息网络技术｡
2.课题综述
2.1课题研究
传输带PLC的研究和设计
近年来，随着技术的发展和劳动力成本的增加，自动化生产线的使用在大中型公司中变得尤为普遍。
自动化生产线是一种可以自动化产品生产过程的机械系统。
未来工业企业将使用提高企业效率，降低企业生产成本，减少劳动生产线。
自动化生产线是微电子，计算机技术，控制技术，机器生产和系统工程的结合。
现如今PLC技术逐渐趋于成熟，可以有针对性地对本课题进行应用
2.2主要研究的内容
PLC是一个广泛使用的项目｡可编程存储器用于存储器,用于诸如逻辑操作,顺序操作,同步,计数,算术运算和不同机械或生产过程的控制之类的操作｡PLC控制器和相关外围设备可以轻松扩展其功能｡
皮带输送机是连续输送系统,输送带是连续输送系统,轻工业和其他行业｡Isis使用有线变送器控制系统,具有高质量,高可靠性和不舒服的维护和修改｡该项目使用PLC控制系统｡PLC可以控制设备,例如变送器｡它是在单机,顺序控制器和计算机控制的基础上开发的,易于控制和功能的计算机,完整,灵活,舒适和多功能｡放弃传统的计算机编程系统,以及传输电路的模型｡;
内部资源（例如输入信号）可以使用多个逻辑功能｡PLC控制器不仅可以更换变送器,还可以控制模拟量｡用主机收集产品｡是的｡将重要信息传输给主管部门的数据｡因为PLC控制器是在20世纪60年代后期制造的｡在20世纪,PLC控制技术是工业自动化的第一个药丸（PLC,机器人和CAD/CAM）｡
在其他工业､科研和技术领域的生产过程中,它非常受电气控制的欢迎｡在电气控制和控制的机器和装置中,比其它更常用的检查方法｡当今,特别是超大规模集成电路科技的飞速发展､技术的应用和微处理器的PLC）,取代了传统的,这种不仅可以传输一个复杂的控制系统,而且可以在一个自动控制系统中创造和分配过程｡电气控制技术的应用使其越来越多｡,PLC,特别是小型PLC｡-这是一个类似逻辑的过程,很方便｡
代替了PLC控制逻辑和控制电路,能够用于与单个设备相关的不能控制多个单元的装置,来控制和控制自动装配｡在物料运输工程中,不仅要考虑多条输送带､带式输送机之间的时间间隔,而且要考虑到问题所在的问题所在｡如果胶带大,输送机大,我们应该考虑一下操作的结束｡模拟控制在输送带设计的各个阶段,对PLC应用控制系统进行进一步的学习,在PLC方面进行问题解决和PLC分析,以及学习和应用巩固｡
2.3要解决的问题
对课题的背景和意义进行了阐述,结合自动化生产线的目前情况和常用PLC使用状况｡从整体结构和各单元的组成与功能上进行了解释｡自动化生产线控制系统的设计｡系统设计的步骤主要包括气动原理图设计､PLC的I/O口分配表､PLC的外部接线图､PLC的程序设计｡分析系统的实际应用效果和带来的效益情况,通过设计本自动化生产线系统,利于使用者的教学和培训｡
2.4预期目标
设计并实现一个三级带式输送设备电气控制系统,根据系统配置,完成电气工程图纸绘制､设备互联接线图绘制;
根据电气工程图纸,规范､标准化实现控制模块;
实现多段速度控制模式的程序编制及调试;
实现控制系统联调;
完成毕业设计论文,通过论文答辩｡
2.5研究步骤
当设计可以在多种操作模式下操作的多级变送器控制系统的示例时,给出了如何区分多级变送器的多种操作模式的详细描述｡充分利用三菱设备本身进行编程,并专注于使用M和T辅助变送器功能来设计满足项目要求的程序｡
2.6方法及措施
（1）设计管理系统的总体设计
为了实现完整的架构控制系统,设计采用新捷步进电机作为传动带电机,外部称重传感器检测外部信号,如果有的话,外部传感器可以及时提供实际信息｡控制系统执行相应的控制操作,以便为传送带实现2m/s,2.5m/s和3M/s的两个速度级别｡该设计使用信号灯和报警带等特殊设备,便于维护和及时识别障碍物｡
（2）选择控制技术的硬件设备
根据皮带输送机系统的控制要求,我可以获得系统的I/O接口分配,并根据I/O地址分配选择西门子S7200系列PLC（6输入,9输出,输出选择继电器类型输出）｡所选PLC必须外部连接四通道模拟输入模块EM231和两个双通道模拟输出模块em232,并扩展两个或更多模块
（3）选择变频器
本设计采用西门子MM440变频器｡变频器可通过六个数字输入端口控制前后行驶方向的电机,基本操作面板可根据频率调节按钮增大或减小输出频率,设定正转速度｡尺寸｡也可以通过模拟输入控制电机速度的大小｡用户可以选择120W至200kW（恒转矩CT控制）或最大250kW（可变转矩VT控制）的宽型号｡
（4）设计控制系统的软件
程序设计的总体思路是使用S7-200编程软件设计带式输送机系统的正常链条起动和链条停止,并在此基础上增加故障控制｡通过系统设计控制自动输送带,实现了输送带系统的自动操作和自动检测功能,提高了输送带的性能和效率｡基于此的改进,输送带的自动化和速度控制成为可能,并且它适用于更广泛的领域,并且提高了生产效率,并且增加了对企业和社会的价值｡
3.设计（论文）体系､结构（大纲）
3.1绪论
1）本课题研究的目的和意义｡
近年来,随着技术的发展和劳动力成本的增加,自动化生产线的使用变得更加普遍,特别是在大中型企业中｡自动生产线是一种可以使产品生产过程自动化的机器系统,通过系统中每个单元的配合,产品的自动生产,自动关闭和紧固,自动喷涂和干燥,自动分拣和存储,从而使公司的到改善,降低了公司的生产成本,提升了了员工的工作意愿｡因此,自动化生产线将越来越多地用于未来的工业公司｡自动化生产线是微电子,计算机技术,控制技术,机械生产和系统工程的结合｡它是一个复杂且高度自动化的系统,当前机械工业的动态需求适应市场动态和产品｡
2）多级物料传输带控制系统的国内外现状和趋势
一方面,它正在向高速,高容量和优秀技术的大型PLC控制器发展｡另一方面,我们开发小型和小型PLC驱动器,这些驱动器更快,更便宜,可满足自包含和小型自动控制的需求｡通讯网络｡目前,PLC控制器和主计算机之间的网络通信以及PLC控制器和PLC控制器之间的网络通信被广泛使用｡为了加强PLC控制器的网络功能,PLC制造商开发了专用的通信模块和软件｡他们还协商通信标准,创建更大的网络系统｡PLC已成为分散控制系统不可或缺的一部分｡模块化和智能化｡PLC制造商开发了许多新的设备和模块,以满足各种工业自动化控制系统的需求,如温度控制模块,智能模块I/O和外部故障检测模块等｡这些模块的开发和应用扩展了范围PLC系统可靠性｡编程语言是多样化和标准化的｡PLC支持不同的PLC编程语言,不仅支持梯形图计划的编程语言,还支持指令列表,顺序块调度语言和功能块编程语言的编程语言｡许多编程语言的服务有利于工程师的选择,每种语言的标准化是相同的｡不同类型的PLC驱动程序的基本编程机制是相同的,相互转换也是如此｡目前,PLC应用越来越丰富,不仅可以实现逻辑控制,还可以通过自动,模拟量控制,工作控制,过程控制和定位控制实现远程控制｡PLC控制器不仅可以用作自动化生产线的主控制器,还可以用作分级控制的辅助控制器｡通过与触摸屏连接,相关的PLC信息可以很好地监控人机界面[]｡因此,PLC已成为现代工业的重要分支之一｡
3.2多级物料传输带控制系统设计与制作的集成设计
1）控制系统的总体方案选择
控制系统是由微处理器,数据收集电路,输入和输出电路等组成的集成系统｡在为系统选择微处理器时,首先要考虑微处理器的稳定性和可靠性,其次,应考虑功能模块和微处理器的计算可能性,最后应考虑到微处理器的简单性和实用性｡微处理器编译软件｡数据采集电路设计分为预信道设计和转换系统设计A/C.预提示是指从模拟信号输入到系统模拟-数字转换的部分,主要执行耦合,抑制,放大,电平调节功能等输入信号,使模拟信号在有效范围内有所不同｡外部输入信号应准确有效地转换｡模拟-数字转换器是A/D转换系统的核心,其性能将显着影响采购系统的性能｡该芯片不仅满足数据采集系统的技术要求,而且还具有电压保护功能｡同时,它可以减少使用的系统数量并降低电路设计的复杂性｡输入输出电路主要用于连接下部筒仓输送机开关和排水带开关以及发动机驱动电路｡为了防止系统与原始传输带控制的干扰,输入和输出电路通过直升机与微处理器分离,并且输出控制信号夹具与原始传输带信号端子并联连接以进入原始传输带系统｡关闭系统后,可以恢复原车线｡在检查运输传输带后,可以重新连接材料以确保传输带上设备的一致性和可互换性以便运输材料,协调员应在清洁机器上,并且网络终端应在传输带上进行运输的材料｡
2）传输带的方案选择
传送带的四边形部分的选择,传送带1,2,3,4;
并通过M1发动机M2,M3,M4提供足够的动力｡传送带1,;
电动机M1是转移材料的初始部分,从铁路转移到2,3,4｡控制要求如下｡
a）开始时,为了避免在最后一次动作之后剩余的材料,有必要开始通过确定的时间差来反转流动方向｡启动顺序如下:
M4从启动M4开始五秒后启动,M2启动后在启动M1后5秒,5秒后启动｡
b）停止时:
在下一次停止时防止转印带上残留物质,必须在一定的时间差内停止流动方向｡停止的顺序:
5秒后停止M2,5秒后M3停止,M3停止后M3､M4停止｡
c）紧急停止控制:
如果系统正常运行,应在发生事故时立即停止,应无条件停止M1和M2以及M3和M4｡
d）控制长期过载,如果发动机曲轴长时间负荷,应立即停止,输送带在下一阶段的运输带必须在5秒后停止｡
3.3多级物料传输带控制系统的硬软件设计
1､S7200系列PLC介绍
PLC本质上是一种专用于工业控制的计算机｡硬件结构与微机基本相同,基本结构如下所示｡
电源用于将AC电源转换为PLC中所需的DC电源｡目前,大多数PLC驱动器使用开关控制器｡中央单元是PLC和PLC控制中心的中心｡性能决定了PLC控制器的性能｡这些电路通过地址和控制区域连接到输入/输出接口电路,集中在一个集成系统中｡中央处理单元的作用是处理和执行用户程序以执行逻辑和数学运算以控制整个系统以进行协调｡存储器是具有存储功能的半导体电路,存储功能存储系统程序,用户程序,逻辑变量和其他信息｡系统程序是控制PLC实现各种功能的程序,由PLC制造商编辑,并由只读存储器（ROM）支持｡输入单元是PLC和受控设备之间的输入接口,是信号进入PLC的桥接器｡其功能是从关键组件和检测组件接收信号｡输入类型为直流输入,交流输入,交流输入和直流输入｡输出单元也是PLC和控制设备之间连接的一个元素｡其功能是将输出PLC信号传输到受控设备｡也就是说,将由中央处理器传送的弱电信号转换为电平信号以驱动受控设备的驱动器｡输出类型为发送器输出,晶体管输出和门输出｡除上述组件外,PLC还根据型号有许多外部设备｡其任务是支持编程,监控和网络通信｡常用的外部设备是编程器,打印机,盒式磁带录音机,计算机等
｡
西门子S7-200系列属于整体式小型plc,用于代替继电器的简单控制场合,也可以用于复杂的自动化控制系统｡整体式PLC将CPU模块､I/O模块和电源装在一个箱型机壳内,S7-200称为CPU模块｡前盖下面有RUN/STOP开关､模拟量电位器和扩展I/O连接器｡S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量､模拟量I.O扩展模块供用户选用,CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接｡整体PLC还配备有许多专用的特殊功能模块,例如模拟量输入/输出模块､热电偶､热电阻模块､通信模块等,使PLC得功能得到扩展｡S7-200可以选用梯形图､语句表（即指令表）和功能模块语言来编程｡它的指令丰富,指令功能强,易于掌握,操作方便｡内置有高速计数器､高速输出､PID控制器､RS485通信/编程接口､PPI通信协议､MPI通信协议和自由方式通信功能｡最多可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O｡最多有26kB程序和数据存储空间｡S7-200的CPU模块S7-200有5种CPU模块,CPU221无扩展功能,适于做小点数的微型控制器;
CPU222有扩展功能;
CPU224是具有较强控制功能的控制器;
CPU226和CPU226XM适用于复杂的中小型控制系统｡S7-200有传送､比较､移位､循环､求补码､调用子程序､脉冲宽度调制､脉冲序列输出､跳转､数据转换､算数运算､字逻辑运算､浮点运算､开平方､三角函数和PID控制指令等,采用主程序､最多8级子程序和中断程序的程序结构,用户可以使用1-255ms的定时中断｡
用户程序可设3级口令保护,有监控定时器（看门狗）功能｡数字量输入中有4个用作硬件中断,6个用于高速功能｡32位高速加/减计数器的最高计数频率为30kHz,可以对增量式编码器的两个互差90的脉冲列计数,计数值等于设定值或计数方向改变时产生中断,在中断程序中可以及时地对输出进行操作｡两点高速输出可以输出频率最高为20kHz频率和宽度可调的脉冲列｡可选的存储器卡可以永久保存程序､数据和组态信息,可选的电池卡保存数据的典型事件值为200天｡DC输出型电路用场效应晶体管（MOSFET）作为功率放大器元件,仅DV输出型有高速脉冲输出,最高输出频率为20kHz｡
S7-200的扩展模块不同信号的S7-200CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点,若实际需要的I/O点数超过该CPU的I/O点数时,则通过增加输入/输出扩展模块来达到扩展功能､扩大控制能力｡扩展模块有输入/输出扩展､热电偶/热电阻输入扩展和通讯扩展三种类型,通过总线连接器（插件）和CPU模块连接｡扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源,此电源由CPU通过总线连接器提供,扩展单元的24VDC输入点和输出点电源,可由基本单元的24VDC电源供电,但要注意基本单元所提供的最大电流能力｡CPU221无I/O扩展能力;
CPU222最多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量）;
CPU224和CPU226最多可连接7个扩展模块｡S7-200的通信功能S7-200的CPU模块自带的RS485串行通信支持PPI､DP/T､自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议｡
每个网络最多126个站,最多32个主站｡通信接口可以实现与下列设备的通信:
运行编程软件的计算机､文本显示器TD200､OP（操作员面板）､以及S7-200CPU之间的通信;
通过自由通信口协议,可以与其他厂家的设备进行串行通信｡EM277PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200CPU连接到PROFIBUS-DP网络｡通信速率为9600-12Mbit/s｡工业以太网通讯模块CP243-1的通信速率为10Mbit/s或100Mbit/s,半双工/全双工通信,RJ-45接口使用TCP/IP协议｡可STEP7-Micro/WIN软件实现通过工业以太网配置和远程编程服务（上载､下载程序,监视状态）,通过工业以太网连接其他的CPU,通过S7-OPC在计算机上处理数据｡EM241Modem（调制解调器）模块支持远程维护或远传诊断､PLC之间的通信､PLC与PC的通信､给手机发送短消息等,EM241参数化向导集成在Micro/WINV3.2中｡通过CP243-2AS-i通信处理器,S7-200CPU可以作为AS-i的主站,最多可以连接62个AS-i从站,接入496个远程数字量输入/输出点｡
随着经济的发展,利用现代技术可以更好地促进生活的舒适｡在生命发展的过程中,固化过程被广泛使用,特别是在钢板上,对于压制钢板,钢板的厚度达到人们要求的水平,工艺的稳定性好,生产以自动方式进行｡节省人力,生产效率高,操作简便,安全性好｡S7200PLC是一个控制系统,通过全面的学习,可以更好地了解工业自动化的实施方式｡该系统广泛应用于教学中,可以改进S7200PLC在教材中的使用｡效率和工作效率｡应用的概念和重要性先进技术在运行过程中的应用旨在提高工作绩效,促进人们的工作,满足生产和生活的需要｡能源消费和环境保护应反映在使用过程中,以确保经济发展｡它不会污染环境｡使用先进的工程操作,有必要加强您的研究并学习更多自动化操作技术,以确保在操作过程中降低错误水平,减少不合格产品的数量,节省材料和节省成本｡
从环境的角度使用S7200PLC进料孔不会造成污染,不会对环境造成各种有害的东西,从经济价值的角度来看,环保和节能,同时提高生产率,生产提高生产力和先进的操作方法有助于提高经济价值｡在使用过程中,可以提高检测器的性能,促进印刷过程的进展,生产过程的精度高,在使用过程中被广泛接受,从而提高了材料的连续性,改善了材料的连续性｡生产力,更好地满足产品的需求他们补充生产能力,促进经济发展,促进自动化的发展｡未来它可以用来更好地参考和促进技术创新和发展S7200PLC系列有两种通信方式:
一种是正常运行的PPP通信协议（点对点）,用于PLC驱动程序和他的程序员之间或人机接口｡沟通,第二是向用户开放的自由｡PPI模式只能在PLC模式下通信,而自由端口模式只能在PLC模式下使用
在通信中,我们使用与端口自由通信的方法｡应在通信之前启动专用端口｡通过设置特殊的SMB30标志位来实现S7200PLC的初始化｡要发送S7200系列的PLC驱动程序,有一个特殊的命令来发送数据:
格式:
端口XMTTABLE,TABELA是要发送的数据的字节数,即数据长度,最大值为255.传输的数据必须在以后存储ATBLE.为了发送三个字符“ABC”,PORT指定通信端口并且必须为O.当数据被传输时,特殊标志PCLSM4.5到O,在传输SM4.5到1之后｡,可以通过评估条件sM4.5来执行传输后处理
如果收到S7200,则没有专用的选择命令｡它通过读取特殊的SMB2标志位来拾取字符｡由于接收到的信号是由SMB2逐个发送到数据存储区域的,因此在批量发送数据时应注意频率｡如果主计算机发送得太快,则下位计算机无法在SMB2中使用该
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