PLC課設(shè) 四條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)

1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電氣可編程控制器課程設(shè)計(jì)說明書目錄引言21 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求21.1 PLC課程設(shè)計(jì)主要步驟21.2 系統(tǒng)控制要求31.2.1控制要求31.2.2設(shè)計(jì)板31.2.3四節(jié)傳送帶的工作方式42 設(shè)計(jì)方案42.1 總體設(shè)計(jì)方案說明43 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43.1 PLC選型及硬件配置43.1.1選型原則43.1.2選型方法43.1.3硬件配置43.2主電路設(shè)計(jì)43.3 控制電路設(shè)計(jì)53.4 PLC的I/O接線圖53.5 PLC接線圖64 PLC控制軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試64.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)64.2程序的模擬與調(diào)試11總結(jié)12參考文獻(xiàn)13第 頁 共 頁引言可編程序控制器，英文稱Programm

2、able Controller，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)域執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電器控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到

3、現(xiàn)場(chǎng)操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC程序的編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。 本課題是用PLC模擬四節(jié)傳送帶的工作。用PLC控制傳送帶具有程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于操作和理解、能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能等優(yōu)點(diǎn)。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四節(jié)傳送帶的倒序啟動(dòng)和順序停止以及故障、重物處理等功能1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1.1 PLC課程設(shè)計(jì)主要步驟1、分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求。被

4、控對(duì)象是指受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要深入了解被控對(duì)象的特點(diǎn)、控制過程與要求等。確定被控對(duì)象與PLC之間的輸入、輸出關(guān)系?？刂埔笾饕缚刂葡到y(tǒng)的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作等，同時(shí)要注意必要的保護(hù)和連鎖等2、選擇I/O設(shè)備。根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備的具體型號(hào)、數(shù)量等。常用的輸入設(shè)備有按鈕、限位開關(guān)，傳感器等；常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、電磁閥等。3、選擇PLC的型號(hào)。根據(jù)已選擇的I/O設(shè)備，統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)，選擇合適的PLC類型，在選擇時(shí)要考慮所需機(jī)型的容量大小、I/O模塊種類及電源類型等。4、分配I/O點(diǎn)。只有分配PLC的I/O

5、點(diǎn)后，方可進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。5、程序設(shè)計(jì)。它是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作，首先要熟悉控制要求，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)好梯形圖程序。6、輸入程序后調(diào)試程序。調(diào)試過程中如果發(fā)現(xiàn)問題，則要采取措施逐一排除，直至調(diào)試成功。7、編寫技術(shù)文件。包括說明書、電氣原理圖，電氣元件明細(xì)表，程序等。1.2 系統(tǒng)控制要求1.2.1控制要求 有一個(gè)用四條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)，分別用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，控制要求如下： 啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過1秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)。 停止時(shí)應(yīng)先停止最前一條皮帶機(jī)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其它皮帶機(jī)。 當(dāng)某條皮帶機(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)以后的皮帶機(jī)待運(yùn)完后

6、才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，經(jīng)過1秒延時(shí)后，M3停，再過1秒，M4停。當(dāng)某條皮帶機(jī)上有重物時(shí)，該皮帶機(jī)前面的皮帶機(jī)停止，該皮帶機(jī)運(yùn)行1秒后停，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)待料運(yùn)完后才停止。例如，M3上有重物，M1、M2立即停，過1秒，M3停，再過1秒，M4停。1.2.2設(shè)計(jì)板圖1.11.2.3四節(jié)傳送帶的工作方式四條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)，分別用四臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4（型號(hào)：Y）帶動(dòng)，由于設(shè)計(jì)版圖上沒有重物模擬開關(guān)，用外部開關(guān)E、F、G、H模擬重物。控制過程如下： （1）啟動(dòng)時(shí)先按下SB1按鈕，起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過1秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其他皮帶機(jī)；停止時(shí)只需按下按鈕SB2，

7、這時(shí)M1皮帶先停止工作，然后M2、M3、M4依次間隔1秒停止工作。 （2）A、B、C、D為故障模擬按鈕，分別模擬M1、M2、M3、M4發(fā)生故障時(shí)的情況。例如：當(dāng)要模擬M1條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，只需按下按鈕A即可，此時(shí)該皮帶機(jī)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，往后依次類推。當(dāng)M2發(fā)生故障時(shí)，M1皮帶機(jī)立即停止工作，而M2以后的皮帶機(jī)則依次間隔1秒以后再停止工作。M3、M4發(fā)生故障時(shí)情況與此相同。 （3）E、F、G、H為重物模擬開關(guān)，分別模擬M1、M2、M3、M4重物時(shí)的情況。例如：當(dāng)要模擬M2皮帶機(jī)重物時(shí)，只需打開F開關(guān)即可，此時(shí)該皮帶機(jī)前面的M

8、1立即停止工作，M2延時(shí)1秒后停止，M3在M2停止后延時(shí)1秒停止，M4在M3停止后延時(shí)1秒停止。M1、M3、M4重物情況與此相同。2 設(shè)計(jì)方案2.1 總體設(shè)計(jì)方案說明（1）控制電路采用PLC控制直流接觸器來控制三相異步電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制傳送帶。（2）用A、B、C、D按鈕分別模擬M1、M2、M3、M4故障，用E、F、G、H開關(guān)分別模擬M1、M2、M3、M4重物。（3）采用刀開關(guān)、熔斷器、直流接觸器和熱繼電器構(gòu)成Y100L-2型三相異步電機(jī)啟動(dòng)、停止和保護(hù)主電路。（4）采用基本指令和定時(shí)器指令組合來設(shè)計(jì)控制程序。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC選型及硬件配置3.1.1選型原則PLC的選擇主要應(yīng)從P

9、LC 的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下,力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。3.1.2選型方法（1）四節(jié)傳送帶系統(tǒng)有10個(gè)輸入量和4個(gè)輸出，考慮滿足功能要求及擴(kuò)展，可以選擇I/O總點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)或I/O總點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)的FX系列PLC；（2）PLC控制直流接觸器的線圈，故選用交流電源、繼電器輸出型FX系列PLC；（3）考慮最佳性能價(jià)格比和可靠性，故選用FX2N系列。綜上所訴，給出

10、FX2N24MR、FX224MR和FX232MR三種參考。本次課程設(shè)計(jì)我們使用的是PLC是FX2N24MR型PLC。3.1.3硬件配置（1）PLC型號(hào)：FX2N24MR（AC電源，DC輸入，輸入14點(diǎn)，輸出10點(diǎn)，繼電器輸出）；（2）Y100L2型三相異步電機(jī),額定功率3KW，額定電流6.4A，額定轉(zhuǎn)速2880r/min；（3）刀開關(guān)、直流接觸器、熔斷器、熱繼電器和傳感器。3.2主電路設(shè)計(jì)圖3.13.3 控制電路設(shè)計(jì)圖3.23.4 PLC的I/O接線圖表3.1輸入輸出啟動(dòng)（SB1）X0Y1KM1停止（SB2）X5Y2KM2M1故障（A）X1Y3KM3M2故障（B）X2Y4KM4M3故障（C）X

11、3M4故障（D）X4M1重物（E）X6M2重物（F）X7M3重物（G）X10M4重物（H）X113.5 PLC接線圖圖3.34 PLC控制軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試4.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)梯形圖指令表4.2程序的模擬與調(diào)試 （1）傳送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，先啟動(dòng)最后一個(gè)傳送帶，然后經(jīng)過1S的延時(shí)，啟動(dòng)第三個(gè)傳送帶，依次經(jīng)過1S延時(shí)，啟動(dòng)其他傳送帶；當(dāng)按下停止按鈕SB2時(shí)，第一個(gè)傳送帶立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）傳送帶發(fā)生故障時(shí)：當(dāng)A傳送帶發(fā)生故障時(shí)，第一個(gè)傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)B傳送帶發(fā)生故障時(shí)，第一、二個(gè)傳送帶停止運(yùn)

12、轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)C傳送帶發(fā)生故障時(shí)，前三個(gè)傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第四個(gè)傳送帶經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)D傳送帶發(fā)生故障時(shí)，四個(gè)傳送帶均停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)故障解除時(shí)，四個(gè)傳送帶需要停完后，再次按啟動(dòng)按鈕，傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）傳送帶重物時(shí)：當(dāng)A傳送帶重物時(shí)，第一個(gè)傳送帶延時(shí)1S停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)B傳送帶重物時(shí)，第一個(gè)傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第二個(gè)傳送帶延時(shí)1S停止，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)C傳送帶重物時(shí)，前兩個(gè)傳送帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第三個(gè)傳送帶經(jīng)過1S的延時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第四個(gè)在第三個(gè)停止后延時(shí)1S停止。當(dāng)D傳送帶發(fā)生故障時(shí)，前三個(gè)傳送帶均停止運(yùn)轉(zhuǎn)，D延時(shí)1S停止。當(dāng)重物解除時(shí)，四個(gè)傳送帶需要停完后，再次按啟動(dòng)按鈕，傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)?？偨Y(jié)本次課程設(shè)計(jì)經(jīng)過老師和同學(xué)們的幫助，終于圓滿完成，在老師和同學(xué)的幫助下，克服了不少困難。通過這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多東西，不僅鞏固了以前所學(xué)