PLC課程設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 電氣控制與plc 課題名稱 皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2013年6月21日工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱 電氣控制與plc 課題名稱 皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 審 批 任務(wù)書下達(dá)日期 2013年6月8日課程設(shè)計(jì)完成日期 2012年6月21日設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求一. 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的 本課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中不可缺少的一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問

2、題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識(shí)和技術(shù)去解決工程實(shí)際問題的能力。 二. 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1.根據(jù)控制對(duì)象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2.繪制皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)的plc i/o接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。 3.選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。 4.上機(jī)調(diào)試程序。5.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 三. 課程設(shè)計(jì)的要求 1.所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對(duì)象的工藝要求，并且技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，操作方便。 2.所繪制的設(shè)計(jì)圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的

3、gb472884電氣圖用圖形符號(hào)、gb698887電氣制圖和gb715987電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則的有關(guān)規(guī)定。 3.所編寫的設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)語(yǔ)句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點(diǎn)突出，篇幅不少于7000字。主要設(shè)計(jì)條件1.plc實(shí)驗(yàn)設(shè)備若干。2.參考文獻(xiàn)若干。設(shè)計(jì)說(shuō)明書裝訂順序1.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書封面。2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。3.說(shuō)明書目錄。4.正文（按設(shè)計(jì)內(nèi)容逐項(xiàng)書寫）。5.參考文獻(xiàn)。6.附錄。7.課程設(shè)計(jì)評(píng)分表。設(shè)計(jì)進(jìn)度安排1. 第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。2. 第一周星期一下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，收集設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工具。3. 第一周星期二第一周星期五：確定

4、控制方案。繪制皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的plc i/o接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4. 第二周星期一：試驗(yàn)調(diào)試5. 第二周星期二第二周星期五：編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,答辯。參考文獻(xiàn)1廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用m.重慶：重慶大學(xué)出版社2萬(wàn)太福.可編程序控制器及其應(yīng)用m. 重慶：重慶大學(xué)出版社3劉祖潤(rùn).畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社4謝桂林.電力拖動(dòng)與控制. 北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社5工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè). 北京：水利電力出版社課題：皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一.皮帶運(yùn)輸機(jī)概況及控制要求皮帶運(yùn)輸機(jī)

5、由4臺(tái)皮帶機(jī)組成，4臺(tái)皮帶機(jī)分別用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)(m1m4)拖動(dòng)，如圖1所示，控制要求如下：圖1 皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)示意圖(1)啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一臺(tái)皮帶機(jī)，經(jīng)過5s延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)：(2)停止時(shí)應(yīng)先停止第一臺(tái)皮帶機(jī)(m1)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其它皮帶機(jī)：(3)當(dāng)某臺(tái)皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)后面的皮帶機(jī)待料運(yùn)完后才停止。例如當(dāng)m2故障時(shí)，m1、m2應(yīng)立即停，經(jīng)過5s延時(shí)后，m3停，再過5s后m4停。 二.設(shè)計(jì)任務(wù)1.設(shè)計(jì)和繪制電氣控制原理圖或pc i/o接線圖、功能表圖和梯形圖，編寫指令程序清單。 2.選擇電氣元件，編制電氣元件明細(xì)表。 3.設(shè)計(jì)操作

6、面板電器元件布置圖。 4.上機(jī)調(diào)試程序5.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。前言一.皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景及目的皮帶運(yùn)輸機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。皮帶運(yùn)輸機(jī)既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。plc（programmable logic controller），是可編程邏輯控制器。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的

7、數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，plc在我國(guó)各個(gè)工業(yè)控制領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。作為一名自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，我們不光要掌握好plc的理論知識(shí)，更需要學(xué)會(huì)將所學(xué)習(xí)到的理論靈活地應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中去，這樣才能真正的掌握plc這門大有前途的技術(shù)。本課程設(shè)計(jì)是我校自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中不可缺少的一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)

8、理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段。通過皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)這個(gè)課題的設(shè)計(jì)，我們要達(dá)到培養(yǎng)自身綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法的目的。通過課程設(shè)計(jì)可以得到工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識(shí)和技術(shù)去解決工程實(shí)際問題的能力。二.皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容按照電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1.首先，我們要根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)的用途、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，查閱相關(guān)技術(shù)資料，比較各種控制方案的優(yōu)劣，結(jié)合實(shí)際情況，確定最優(yōu)的控制方案。2.接下來(lái)，

9、需要繪制皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)的plc i/o接線圖和梯形圖。電路圖設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要先畫原理圖，畫的時(shí)候需要弄懂每一個(gè)元器件的工作原理與接法，這需要參考大量的文獻(xiàn)資料；設(shè)計(jì)完成后需要與同學(xué)老師討論討論；以上步驟完成后還需要依照原理圖畫好接線圖，方便以后接線調(diào)試，這樣能夠節(jié)省大量時(shí)間，并且出現(xiàn)故障的概率會(huì)大大降低。這么做是為了在出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠依據(jù)電路原理圖與接線圖快速找到問題所在。4.電路圖完成后也就是硬件平臺(tái)搭建好后，就需要編寫程序。在工業(yè)控制領(lǐng)域中，需要編寫的程序不外乎plc與伺服驅(qū)動(dòng)器的連接控制，plc與變頻器的連接控制，觸摸屏與plc的連接控制。這些在電路原理圖設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要與

10、軟件編程相聯(lián)系起來(lái)或者說(shuō)是同時(shí)進(jìn)行，這樣能方便分配好相應(yīng)的控制引腳關(guān)系，并且在出現(xiàn)故障的時(shí)候能知道到底是硬件故障還是軟件故障。3.然后，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求與特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際的條件，選擇合適的電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4.以上工作做完后就需要現(xiàn)場(chǎng)通電調(diào)試。這個(gè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。在出現(xiàn)問題時(shí)，需要耐心，冷靜地分析各種出現(xiàn)問題的原因，逐個(gè)地排除。5.總結(jié)本次設(shè)計(jì)中遇到的問題與收獲，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。目 錄第1章 概述11.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)用途、基本組成結(jié)構(gòu)及工作過程11.1.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)用途11.1.2 皮帶運(yùn)輸機(jī)概況及控制要求21.2 設(shè)計(jì)要求和任務(wù)3第2章 控制方案論證42.1 繼電器

11、控制方案42.2 微機(jī)控制方案42.3 plc控制方案52.4 結(jié)論6第3章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 電動(dòng)機(jī)主電路73.2 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.2.1 plc控制系統(tǒng)電氣元件選擇83.2.2 plc i/o 接線圖設(shè)計(jì)9第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)104.1 軟件的組成部分104.2 主程序設(shè)計(jì)104.2 手動(dòng)子程序設(shè)計(jì)124.3 自動(dòng)子程序設(shè)計(jì)124.4 公用子程序設(shè)計(jì)164.5 故障處理子程序16第5章 軟件的調(diào)試235.1 自動(dòng)子程序的調(diào)試235.2 手動(dòng)子程序的調(diào)試245.3 故障子程序的調(diào)試24結(jié)束語(yǔ)26參考文獻(xiàn)27附 錄28電氣信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)分表31第1章 概述1.1 皮帶運(yùn)

12、輸機(jī)用途、基本組成結(jié)構(gòu)及工作過程1.1.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)用途皮帶運(yùn)輸機(jī)又稱帶式輸送機(jī)，是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，也是一種通用機(jī)械。皮帶運(yùn)輸機(jī)被廣泛應(yīng)用在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。即可以運(yùn)送散狀物料，也可以運(yùn)送成件物品。工作過程中噪音較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。皮帶運(yùn)輸機(jī)可用于水平或傾斜運(yùn)輸。皮帶運(yùn)輸機(jī)還應(yīng)用與裝船機(jī)、卸船機(jī)、堆取料機(jī)等連續(xù)運(yùn)輸移動(dòng)機(jī)械上。皮帶運(yùn)輸機(jī)由皮帶、機(jī)架、驅(qū)動(dòng)滾筒、改向滾筒、承載托輥、回程托輥、張緊裝置、清掃器等零部件組成。在大型港口或大型冶金企業(yè)，皮帶運(yùn)輸機(jī)得到最廣泛的應(yīng)用。其總長(zhǎng)度可大十幾千米。 普通皮帶運(yùn)輸機(jī)的提升角度一般不大20度,原因是當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的傾角大

13、于20度時(shí)對(duì)大多數(shù)的物料來(lái)講都會(huì)發(fā)生物料下滑的情況，即物料在皮帶上的摩擦力過小發(fā)生下滑。對(duì)輸送煤炭的皮帶運(yùn)輸機(jī)一般提升角度不大于15度，對(duì)輸送燒結(jié)球團(tuán)的皮帶運(yùn)輸機(jī)提升角度不大于12度。如果物料相對(duì)粒度較小，其提升角度可選較大值。特殊的皮帶運(yùn)輸機(jī)其提升角度可大于45度，其皮帶的構(gòu)造是特殊制造的。在此不做詳述。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由單個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可以是單個(gè)電機(jī)或多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。一般驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、液力偶合器、制動(dòng)器或逆止器等組成。偶合器的作用是改善皮帶運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)性能。制動(dòng)器和逆止器是為了防止當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)停機(jī)時(shí)皮帶向下滑動(dòng)。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的電氣保護(hù)和控制裝置主要有：拉

14、繩開關(guān)、皮帶跑偏檢測(cè)開關(guān)、皮帶打滑檢測(cè)、皮帶防撕裂檢測(cè)、料流檢測(cè)、堵料檢測(cè)、皮帶秤。 皮帶運(yùn)輸機(jī)所用的皮帶有多種選擇，如鋼芯帶，帆布芯帶，尼龍帶，聚脂帶等。對(duì)載荷較小的皮帶運(yùn)輸機(jī)一般選擇帆布帶。如果皮帶的載荷較大時(shí)可采用鋼芯帶。所謂鋼芯帶是皮帶中的芯部采用較細(xì)的鋼絲繩承受載荷 皮帶運(yùn)輸機(jī)的輸送能力可以為幾百千克/小時(shí)到萬(wàn)噸/小時(shí)，皮帶的寬度可以從100-200mm到2600mm 皮帶運(yùn)輸機(jī)的張緊裝置有多種形式。如重錘張緊，螺旋張緊，液壓張緊等。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的托輥一般采用槽形托輥組，個(gè)別情況采用吊掛式托輥組。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的承載托輥組的槽角一般選擇為30-35度。個(gè)別情況選擇40度槽角。較少選擇大

15、于或等于45度槽角的托輥組。 皮帶運(yùn)輸機(jī)是散料連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，是應(yīng)用于短距離連續(xù)運(yùn)輸?shù)牡闹匾獧C(jī)械設(shè)備。 1.1.2 皮帶運(yùn)輸機(jī)概況及控制要求皮帶運(yùn)輸機(jī)由4臺(tái)皮帶機(jī)組成，4臺(tái)皮帶機(jī)分別用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)(m1m4)拖動(dòng)，如圖1所示，控制要求如下：圖1-1 皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)示意圖(1)啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一臺(tái)皮帶機(jī)，經(jīng)過5s延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)：(2)停止時(shí)應(yīng)先停止第一臺(tái)皮帶機(jī)(m1)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其它皮帶機(jī)：(3)當(dāng)某臺(tái)皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)后面的皮帶機(jī)待料運(yùn)完后才停止。例如當(dāng)m2故障時(shí)，m1、m2應(yīng)立即停，經(jīng)過5s延時(shí)后，m3停，再過5s后m4停。1

16、.2 設(shè)計(jì)要求和任務(wù)（1）設(shè)計(jì)和繪制電氣控制原理圖或pc i/o接線圖、功能表圖和梯形圖，編寫指令程序清單。（2）選擇電氣元件，編制電氣元件明細(xì)表。（3）設(shè)計(jì)操作面板電器元件布置圖。（4）上機(jī)調(diào)試程序（5）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。第2章 控制方案論證2.1 繼電器控制方案繼電器控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）邏輯控制繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能、較為困難。（2）控制速度繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低，觸點(diǎn)的開關(guān)動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)，且機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。（3）

17、順序控制繼電器控制是利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作來(lái)完成時(shí)間上的順序控制。時(shí)間繼電器內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)易受環(huán)境溫度變化的影響，造成定時(shí)的精度不高。（4）靈活性及可擴(kuò)展性繼電器安裝后，受電氣設(shè)備觸電數(shù)目的有限性和連線復(fù)雜等原因的影響，系統(tǒng)在今后的靈活性、擴(kuò)展性很差。（5）計(jì)數(shù)功能繼電器控制可實(shí)現(xiàn)邏輯功能，但不具備計(jì)數(shù)的功能。（6）可靠性和可維護(hù)性繼電器控制使用大量的機(jī)械觸電，觸電在開閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧，造成損傷并伴有機(jī)械磨損，使用壽命短，運(yùn)行可靠性差，不易維護(hù)。2.2 微機(jī)控制方案微機(jī)控制具有體積小、功耗低、性能可靠、價(jià)格低廉、使用方便靈活、易于產(chǎn)品化等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是強(qiáng)大的面向控制的能力，使它在工業(yè)控制、智

18、能儀表、外設(shè)控制、家用電器、機(jī)器人、軍事裝置等方面得到了極為廣泛的應(yīng)用。但與此同時(shí)，由于微機(jī)控制系統(tǒng)所有的電路集中在一塊電路板上，其實(shí)現(xiàn)的功能、輸入輸出的點(diǎn)數(shù)受到限制，而且系統(tǒng)的散熱性，維護(hù)性受到考驗(yàn)，若其中一部分損壞，其只能全部更換。另外，微機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)周期長(zhǎng)，一旦要有變化修改比較麻煩。2.3 plc控制方案plc種類繁多，但其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。plc其實(shí)就是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由中央處理器（cpu）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元，電源及編程器幾大部分組成。plc控制具有以下特點(diǎn)：（1）控制邏輯plc采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中

19、，要改變控制邏輯只需改變程序即可，故稱“軟接線”。其接線少，體積小，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。plc由大、中規(guī)模集成電路組成，因而功耗較小。（2）可靠性和可維護(hù)性plc配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。（3）控制速度plc由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，屬無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間一般在微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。（4）定時(shí)控制plc使用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體振蕩產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍一般從0.001s到若干天或更長(zhǎng)。用戶可根據(jù)需要在程序中

20、設(shè)置定時(shí)值，然后用軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間。2.4 結(jié)論經(jīng)過比較，我們發(fā)現(xiàn)plc控制系統(tǒng)具有以下鮮明的特點(diǎn)： (1) 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)。(2) 使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。 (3) 能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。故選用plc控制方案。第3章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)主電路電動(dòng)機(jī)主電路原理圖如圖3-1所示，主電路采用380v三相交流電網(wǎng)。電路保護(hù)裝置由刀開關(guān)和自動(dòng)空氣斷路器qf組成。四個(gè)三相38

21、0v交流電動(dòng)機(jī)均采用y型連接。由plc控制四個(gè)交流接觸器的電磁線圈電路的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)電動(dòng)機(jī)的控制。四個(gè)電動(dòng)機(jī)電路都串聯(lián)了熱繼電器以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)故障的報(bào)警。圖3-1 電動(dòng)機(jī)主電路圖3.2 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1 plc控制系統(tǒng)電氣元件選擇皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)電氣元件選型如圖3-2所示。序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備注1qs1刀開關(guān)1hz10-10/32qs2刀開關(guān)1hz10-10/22qf斷路器1qf-2403fr熔斷器1rl1-154km1-km4接觸器4cj20-255fr1-fr4熱繼電器4t166sb1控制按鈕1la10-1綠色7sb2控制按鈕1la10-1紅色8sb3、s

22、b4控制按鈕2la10-1黑色9m1-m4三相交流電動(dòng)機(jī)4jq2-z1-410plc可編程控制器1cpu224xp表3-2 皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)電氣元件選型3.2.2 plc i/o 接線圖設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)plc i/o接線如圖3-3所示。圖3-3 s7-200plc i-o接線圖第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件的組成部分皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)的軟件主要分為以下4個(gè)部分：（1）主程序（2）手動(dòng)子程序（3）自動(dòng)子程序（4）故障處理程序4.2 主程序設(shè)計(jì)主程序梯形圖設(shè)計(jì)如圖4-1所示。圖4-1 主程序梯形圖4.2 手動(dòng)子程序設(shè)計(jì)當(dāng)執(zhí)行手動(dòng)子程序時(shí)，sb1-sb4分別控制

23、四個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并形成電氣互鎖。圖4-2 手動(dòng)子程序梯形圖4.3 自動(dòng)子程序設(shè)計(jì)當(dāng)執(zhí)行自動(dòng)程序且沒有發(fā)生故障時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕sb1，電機(jī)按順序從m4到m1間隔5s依次起動(dòng)并保持運(yùn)轉(zhuǎn)。啟動(dòng)完成，全部電機(jī)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按下停止按鈕sb2，電機(jī)由m1至m4按順序間隔5s依次停止運(yùn)行。 圖4-3 皮帶運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)子程序順序功能圖圖4-4自動(dòng)子程序梯形圖4.4 公用子程序設(shè)計(jì)圖4-5 公用子程序梯形圖進(jìn)入公用子程序后，m0.0置位，m0.1-m0.8復(fù)位，m2.0-m2.3復(fù)位，m3.0-m3.2復(fù)位，m4.0-m4.1復(fù)位，m5.0復(fù)位，t37-t48復(fù)位。4.5 故障處理子程序在皮帶運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的

24、過程中，如果4臺(tái)電機(jī)中的某一臺(tái)出現(xiàn)故障，則自動(dòng)進(jìn)入故障處理程序。故障處理子程序分為4個(gè)部分：（1） m1故障處理子程序進(jìn)入m1故障處理子程序后，首先復(fù)位q0.0使電動(dòng)機(jī)m1停止，并置位q0.1-q0.3使電動(dòng)機(jī)m2-m4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5s后復(fù)位q0.1使電動(dòng)機(jī)m2停止。m2停止后再過5s復(fù)位q0.2使電動(dòng)機(jī)m3停止。m3停止后再過5s復(fù)位q0.3使電動(dòng)機(jī)m4停止。m4停止后程序退出運(yùn)行。圖4-6 m1故障處理子程序順序流程圖圖4-7 m1故障處理子程序梯形圖（2） m2故障處理子程序 圖4-8 m2故障處理子程序順序流程圖進(jìn)入m2故障處理子程序后，首先復(fù)位q0.0、q0.1使電動(dòng)機(jī)m1和m2停止，

25、并置位q0.2-q0.3使電動(dòng)機(jī)m3-m4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5s后復(fù)位q0.2使電動(dòng)機(jī)m3停止。m3停止后再過5s復(fù)位q0.3使電動(dòng)機(jī)m4停止。m4停止后程序退出運(yùn)行。圖4-9 m2故障處理子程序梯形圖（3）m3故障處理子程序圖4-10 m3故障處理順序流程圖進(jìn)入m3故障處理子程序后，首先復(fù)位q0.0、q0.1、q0.2使電動(dòng)機(jī)m1、m2和m3停止，并置位q0.3使電動(dòng)機(jī)m4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5s后復(fù)位q0.3使電動(dòng)機(jī)m4停止。m4停止后程序退出運(yùn)行。圖4-11 m3故障處理子程序梯形圖（4）m4故障處理子程序 圖4-12 m4故障處理子程序順序流程圖進(jìn)入m4故障處理子程序后，復(fù)位q0.0、q0.1、q0.2

26、、q0.3使電動(dòng)機(jī)m1-m4全部停止。m1-m4全部停止后程序退出運(yùn)行。圖4-13 m4故障處理子程序梯形圖第5章 軟件的調(diào)試5.1 自動(dòng)子程序的調(diào)試將皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)梯形圖程序在西門子編程調(diào)試軟件step7中編譯完成，編譯無(wú)錯(cuò)誤后下載程序至plc，設(shè)置plc為run狀態(tài)并打開程序狀態(tài)監(jiān)控。將sa開關(guān)撥到閉合，選擇工作方式為自動(dòng)工作方式。按下sb1啟動(dòng)按鈕，q0.0-q0.3觸點(diǎn)按照q0.3-q0.2-q0.1-q0.0的順序間隔5s依次閉合。直到q0.0-q0.3觸點(diǎn)全部保持閉合，系統(tǒng)狀態(tài)開始保持不變，皮帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)完成。啟動(dòng)完成后，全部電機(jī)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)且無(wú)故障信號(hào)時(shí)，按下停止按鈕sb

27、2，這時(shí)，q0.0-q0.3觸點(diǎn)按照q0.0-q0.1-q0.2-q0.3的順序間隔5s依次斷開，直到q0.0-q0.3觸點(diǎn)全部斷開，系統(tǒng)狀態(tài)開始保持不變，皮帶運(yùn)輸機(jī)完成停止動(dòng)作。圖5-1 自動(dòng)子程序5.2 手動(dòng)子程序的調(diào)試將皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)梯形圖程序編譯完成下載至plc后，設(shè)置plc為run狀態(tài)并打開程序狀態(tài)監(jiān)控。將sa開關(guān)撥到斷開，選擇工作方式為手動(dòng)工作方式。按下sb1按鈕，q0.0觸點(diǎn)閉合；松開sb1按鈕，q0.0觸點(diǎn)斷開。按下sb2按鈕，q0.1觸點(diǎn)閉合；松開sb2按鈕，q0.1觸點(diǎn)斷開。按下sb3按鈕，q0.2觸點(diǎn)閉合；松開sb3按鈕，q0.2觸點(diǎn)斷開。按下sb4按鈕，q0.3

28、觸點(diǎn)閉合；松開sb4按鈕，q0.3觸點(diǎn)斷開。5-2 手動(dòng)子程序5.3 故障子程序的調(diào)試系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式并完成啟動(dòng)后，按下用于模擬m1故障信號(hào)的按鈕，使i0.5觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入m1故障處理程序。首先，q0.0觸點(diǎn)斷開，q0.1-q0.3觸點(diǎn)保持閉合。5s后q0.1觸點(diǎn)也斷開，q0.2-q0.3觸點(diǎn)繼續(xù)保持閉合。再過5s后q0.2觸點(diǎn)也斷開，只有q0.3觸點(diǎn)繼續(xù)保持閉合。q0.2觸點(diǎn)斷開5s后， q0.3觸點(diǎn)也斷開，這時(shí)，q0.0-q0.3觸點(diǎn)全部斷開，m1故障處理程序完成。系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式并完成啟動(dòng)后，按下用于模擬m2故障信號(hào)的按鈕，使i0.6觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入m2故障處理程序。首先，q0

29、.0和q0.1觸點(diǎn)斷開，q0.2-q0.3觸點(diǎn)保持閉合。5s后q0.2觸點(diǎn)斷開，只有 q0.3觸點(diǎn)繼續(xù)保持閉合。再過5s后q0.3觸點(diǎn)也斷開，這時(shí)，q0.0-q0.3觸點(diǎn)全部斷開，m2故障處理程序完成。系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式并完成啟動(dòng)后，按下用于模擬m3故障信號(hào)的按鈕，使i0.7觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入m3故障處理程序。首先，q0.0、q0.1及q0.2觸點(diǎn)斷開，q0.3觸點(diǎn)保持閉合。5s后q0.3觸點(diǎn)斷開，這時(shí)，q0.0-q0.3觸點(diǎn)全部斷開，m3故障處理程序完成。系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式并完成啟動(dòng)后，按下用于模擬m4故障信號(hào)的按鈕，使i1.0觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入m4故障處理程序。q0.0、q0.1、q0.2

30、及q0.3觸點(diǎn)全部斷開，m4故障處理程序完成。結(jié)束語(yǔ)在皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：1分析控制系統(tǒng)的控制要求 熟悉皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制要求，確定必須完成的動(dòng)作及動(dòng)作完成的順序，歸納出順序功能圖。 2選擇適當(dāng)類型的plc 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，選定合適的plc型號(hào)，確定i/o點(diǎn)數(shù)和i/o點(diǎn)的類型（數(shù)字量、模擬量等），并列出i/o點(diǎn)清單。3硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)所選用的plc產(chǎn)品，了解其使用的性能。按照相關(guān)資料結(jié)合實(shí)際需求，同時(shí)考慮軟件編程的情況進(jìn)行外電路的設(shè)計(jì)，繪制電氣控制系統(tǒng)原理接線圖。 4軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制系統(tǒng)要求將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖。5調(diào)試。

31、將設(shè)計(jì)好的程序下載到plc主單元中。用按鈕和小開關(guān)模擬輸入信號(hào)，用指示燈模擬負(fù)載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運(yùn)行的情況，觀察輸入/輸出之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計(jì)要求，并及時(shí)修改和調(diào)整程序，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。 本次皮帶運(yùn)輸機(jī)plc電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)各部分軟硬件均調(diào)試成功，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。通過本次plc課程設(shè)計(jì)，不但鞏固了所學(xué)過的plc理論知識(shí)，更為重要的是通過實(shí)踐訓(xùn)練使我們得到了工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得了解決工程實(shí)際問題的能力。參考文獻(xiàn)1廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用m.重慶：重慶大學(xué)出版社2萬(wàn)太福.可編程序控制器及其應(yīng)用m. 重慶：重慶大學(xué)出版社3劉祖潤(rùn).

32、畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社4謝桂林.電力拖動(dòng)與控制. 北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社5工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè). 北京：水利電力出版社 附 錄語(yǔ)句表程序清單：1.主程序：ld i0.5o i0.6o i0.7o i1.0o m6.0an i0.1= m6.0ld i0.5o m6.1an i0.1an m6.2an m6.3an m6.4= m6.1ld i0.6o m6.2an i0.1an m6.1an m6.3an m6.4= m6.2ld i0.7o m6.3an i0.1an m6.1an m6.2an m6.4= m6.3ld i1.0o m6.4an i

33、0.1an m6.1an m6.2an m6.3= m6.4ld sm0.0call sbr0network 7 ldn i0.0call sbr1ld i0.0an m6.0call sbr2ld m6.1lpseus m2.0, 1lppcall sbr3ld m6.2lpseus m3.0, 1lppcall sbr4ld m6.3lpseus m4.0, 1lppcall sbr5ld m6.4lpseus m5.0, 1lppcall sbr62.公用子程序：ld sm0.1on i0.0s m0.0, 1r m0.1, 8r m2.0, 4r m3.0, 3r m4.0, 2r m

34、5.0, 1r t37, 123.手動(dòng)子程序ld i0.1an q0.1an q0.2an q0.3= q0.0ld i0.2an q0.0an q0.2an q0.3= q0.1ld i0.3an q0.0an q0.1an q0.3= q0.2ld i0.4an q0.0an q0.1an q0.2= q0.34.自動(dòng)子程序ld sm0.1ld m1.0an q0.3oldo m0.0o i0.0an m0.1= m0.0ld m0.0a i0.1o m0.1an m0.2= m0.1s q0.3, 1ton t37, +50ld m0.1a t37o m0.2an m0.3= m0.2s q0.2, 1ton t38, +50ld m0.2a t38o m0.3an m0.4= m0.3s q0.1, 1ton t3