運輸專用機床PLC設(shè)計

1、襄樊學(xué)院理工學(xué)院課程設(shè)計成績評定表課程名稱機電傳動控制課程設(shè)計專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級學(xué)號姓名項目評 分 標 準評分等級得分折合分平時成績（占20）1、態(tài)度端正，設(shè)計認真，能積極動腦思考，學(xué)習(xí)紀律好。優(yōu)秀2、態(tài)度較好，較認真，能積極動腦思考，學(xué)習(xí)紀律較好。良好3、態(tài)度一般，較認真，能動腦思考，學(xué)習(xí)紀律尚可。中等4、態(tài)度較差，不夠認真，不善于動腦思考，紀律較差。及格5、態(tài)度差，不認真，不動腦思考，紀律差。不及格圖紙質(zhì)量成績（占40）1、繪圖規(guī)范，標注準確，結(jié)構(gòu)合理，圖紙質(zhì)量高。優(yōu)秀2、繪圖較規(guī)范、準確，結(jié)構(gòu)基本合理，圖紙質(zhì)量較好。良好3、繪圖基本規(guī)范、準確，結(jié)構(gòu)基本合理，圖紙質(zhì)量一般。中

2、等4、繪圖不夠規(guī)范、準確，結(jié)構(gòu)不太合理，圖紙質(zhì)量較差。及格5、繪圖不規(guī)范、準確，結(jié)構(gòu)不合理，圖紙質(zhì)量差。不及格設(shè)計報告成績（占40）1、撰寫規(guī)范，設(shè)計思路清晰，知識運用熟練，設(shè)計詳盡細致，按要求完成設(shè)計。優(yōu)秀2、撰寫較規(guī)范，設(shè)計思路基本清晰，知識運用較熟練，設(shè)計基本詳盡細致，能按要求完成設(shè)計。良好3、撰寫基本規(guī)范，設(shè)計思路基本清晰，知識運用尚可，設(shè)計基本詳盡細致，能按要求完成設(shè)計。中等4、撰寫不夠規(guī)范，設(shè)計思路不太清晰，知識運用一般，設(shè)計不夠詳盡細致，基本完成設(shè)計。及格5、撰寫不規(guī)范，設(shè)計思路不夠清晰，知識運用不熟練，設(shè)計不夠詳盡細致，沒有按要求完成設(shè)計。不及格總評成績指導(dǎo)教師： 年 月 日注

3、：1、該成績評定表每位學(xué)生一份，并裝訂在設(shè)計說明書的最前；2、指導(dǎo)教師按課程設(shè)計大綱的要求評定成績，并給出總評成績；3、折合分：優(yōu)秀90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<60分。襄 樊 學(xué) 院 理 工 學(xué) 院機電傳動控制課程設(shè)計報告題 目運輸系統(tǒng)專用機床PLC設(shè)計專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班 級機制0711姓 名劉峻峰學(xué) 號07316142指導(dǎo)教師職 稱吳何畏 副教授2010年 6 月 30 日摘 要：為了更好地掌握所學(xué)的專業(yè)知識，做到理論與實際相結(jié)合，我們選擇對可編程控制器（PLC）作為這次論文的設(shè)計對象。近年來，可編程控制器技術(shù)的發(fā)展異常迅猛，使可編

4、程控制器成為集微機技術(shù)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的一種強有力的工具，在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。皮帶傳動構(gòu)成自動送料裝車控制系統(tǒng)，皮帶運輸機作為連續(xù)散狀物料運輸機械已廣泛應(yīng)用于碼頭、電廠、冶金、糧食等行業(yè)。并應(yīng)用于裝船機，斗輪堆取料機等散狀物料運輸機械上。關(guān)鍵詞：可編程控制器，皮帶運輸機、ABSTRACT To better grasp of the specialties of knowledge, to combine theory and practice, we have chosen the programmable controll

5、er (PLC) as a design object of this paper. In recent years, programmable logic controller extraordinarily rapid development of technology, a set of programmable controller computer technology, automation technology, communications technology in one generic industrial control devices, industrial auto

6、mation achieving a powerful tool, in the various fields of industrial control has been widely used. A belt transmission automatically feed loading control system, as a belt conveyor for bulk materials transport machinery has been widely used in terminals, power plants, metallurgy, food and other ind

7、ustries. And applied loading machine, bucket wheel stacker, and other bulk materials transport machinery.【KEY WORD】: PLC, Belt Conveyor目 錄第一章 前言11.1可編程控制簡介11.2 司機皮帶簡介3第二章 PLC及起重機的PLC控制42.1 PLC的由來及定義42.2 PLC的發(fā)展歷程42.3 PLC的特點42.4 在起重機中應(yīng)用PLC的優(yōu)越性4第三章 運輸系統(tǒng)仿真模型的設(shè)計與組裝5第四章 PLC控制程序的設(shè)計8第五章基本指令系統(tǒng)和編程方法12第六章 總結(jié)15

8、參考文獻：16附錄：17第一章 前言1.1 可編程控制簡介一、可編程控制器基礎(chǔ)知識：PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖（1） CPU它是PLC的核心部分。 （2） 存儲器 系統(tǒng)程序存儲器存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)。 （3） PC的用戶存儲器通常以字（16位/字）為單位來表示存儲容量。 I/O（輸入/輸出部件）（I/O模塊：接口電路、I/O映像存儲器） CPU與現(xiàn)場I/O裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。 （4） 編程器等外部設(shè)備 編程器PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的工具 其他外設(shè)：磁盤、光盤、EPROM寫入器（用于固化用戶程

9、序）、打印機、圖形監(jiān)視系統(tǒng)或上位計算機等等。 （5） 電源：內(nèi)部開關(guān)穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用；大多數(shù)機型還可以向外提供DC24V穩(wěn)壓電源，為現(xiàn)場的開關(guān)信號、外部傳感器供電。 外部可用一般工業(yè)電源，并備有鋰電池（備用電池），使外部電源故障時內(nèi)部重要數(shù)據(jù)不致丟失。1、 可編程控制器的特點（1） 可靠性高，抗干擾能力強（2） 編程簡單，操作方便（3） 系統(tǒng)的設(shè)計，安裝，調(diào)試工作量小，維護方便（4） 體積小，能耗低（5） 配套齊全，功能完善，適用性強（6） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎2、 可編程控制器的發(fā)展趨勢（1） 向微型化，專業(yè)化的方向發(fā)展（2） 向大型化，高速化，高性能方向發(fā)展（3） 編程語

10、言日趨標準（4） 與其他工業(yè)控制產(chǎn)品更加融合（5） 與現(xiàn)場總線相結(jié)合（6） 通信聯(lián)網(wǎng)能力增強1.2 四級皮帶簡介:多級皮帶運輸機作為連續(xù)散狀物料運輸機械已廣泛應(yīng)用于碼頭、電廠、冶金、糧食等行業(yè)。并應(yīng)用于裝船機，斗輪堆取料機等散狀物料運輸機械上。 此為碼頭運料 此為礦山運料多級皮帶運輸機是現(xiàn)代化煤礦高產(chǎn)高效的主要運輸設(shè)備，并大大提高了礦業(yè)的安全性，及靈活性。多級皮帶運輸機就是采用多個皮帶運輸機，在艱苦條件下使物料運輸可以轉(zhuǎn)向，以便繞開障礙，順利的到達目的地。但由于多級皮帶運輸在控制上相比較普通運輸機有很大的難度，如啟動的順序、停止的順序、故障的排除等，我們把可編程控制器與多級皮帶運輸機相結(jié)合，通

11、過程序?qū)\輸機的動作進行控制，使多級皮帶運輸機能按照要求順利的把物料運達目的地。第二章 PLC及起重機的PLC控制2.1 PLC的由來及定義 PLC的由來在PLC問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應(yīng)性差，尤其當生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，就必須重新設(shè)計、重新安裝，造成時間和資金的嚴重浪費。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的要求，以在激烈的競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢，提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此，特擬定了十項公開招標的技

12、術(shù)要求，即：1）  編程簡單方便，可在現(xiàn)場修改程序；2）  硬件維護方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)；3）  可靠性要高于繼電器控制裝置；4）  體積小于繼電器控制裝置；5）  可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；6）  成本上可與繼電器柜競爭；7）  輸入可以是交流115V；8）  輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；9）  擴展時，原有系統(tǒng)只需做很小的改動；10）      &#

13、160;       用戶程序存儲器容量至少可以擴展到4KB。根據(jù)招標要求，1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出世界上第一臺PLC（PDP14型  ），并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期。從此，可編程控制器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來，而且，在工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快。 PLC的定義在PLC的發(fā)展過程中，美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）經(jīng)過4年的調(diào)查，于1980年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器（Programmable Controller），英文縮寫為PC，并作如下

14、定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字式電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，并實現(xiàn)邏輯運算、順序控制、計數(shù)、計時和算術(shù)運算功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制?！眹H電工委員會（IEC）曾于1982年11月頒布了可編程序控制器標準的草案第一稿，1985年1月又發(fā)表了草案第二稿，1987年2月頒布了草案第三稿。該草案中對可編程序控制器的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)、和算術(shù)運算等操作的指令。并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有

15、關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！倍x強調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這是區(qū)別于一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。 2.2 PLC的發(fā)展歷程  在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，

16、這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。   個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。   PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并

17、通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。   上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。   PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來

18、，是無法取代的。2.3 PLC的特點 1 ) 高可靠性1）所有的I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。    2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為1020ms。    3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。    4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。    5）對采用的器件進行嚴格的篩選。    6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴

19、大。    7）大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。2)豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：    交流或直流；    開關(guān)量或模擬量；    電壓或電流；    脈沖或電位；    強電或弱電等。    有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：    按鈕 &#

20、160;  行程開關(guān)    接近開關(guān)    傳感器及變送器    電磁線圈    控制閥    直接連接另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3) 采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外絕大多數(shù)PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)PLC 的各個部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計由機架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要

21、自行組合2.4 在起重機中應(yīng)用PLC的優(yōu)越性多年來 ,在機械、化工、建材、鋼鐵、煤礦、冶金等工業(yè)生產(chǎn)中 ,皮帶傳愉系統(tǒng)有著極為重要的地位。PLC有著高可靠性、 適應(yīng)工業(yè)過程現(xiàn)場、 強大的網(wǎng)絡(luò)功能等特點 ,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、順序控制、分散控制集中管理 ,是實現(xiàn)機電一體化的重要手段和發(fā)展方向。采用皮帶傳輸系統(tǒng)可以實現(xiàn)無人值守、 自動監(jiān)控的生產(chǎn)管理目標 ,同時也使生產(chǎn)企業(yè)減員增效并提高企業(yè)的管理水平。在筆者設(shè)計的基于 比 的智能皮帶傳輸系統(tǒng)中 ,對 臺皮帶機組成的皮帶傳輸系統(tǒng)進行了控制 ,同時對皮帶跑偏情況和設(shè)備的運行狀態(tài)實施了監(jiān)控 ,并設(shè)計了系統(tǒng)溫度預(yù)警系統(tǒng)。 采用 比 實現(xiàn)的皮帶傳輸系統(tǒng)較傳統(tǒng)人

22、工控制的皮帶傳輸系統(tǒng)相比有著更高的可靠性與高效性。第三章 運輸專用機床仿真模型的設(shè)計與組裝驅(qū)動部分設(shè)計動 力 分 配功率50KW（M1）3KW（M2）15KW（M3、M4）型號Y100L2-4Y100L2-4Y90L2-4臺數(shù)112 四節(jié)傳送帶的模擬實驗面板圖：司機傳送帶模擬I/O分配表現(xiàn)場器件內(nèi)部繼電器地址說明輸入SBS0起動按鈕INPUT05X005INPUT04X004INPUT03X004INPUT02X002INPUT01X001INPUT00X000輸出OUTPUT00Y000OUTPUT01Y001OUTPUT02Y002OUTPUT03Y003OUTPUT04Y004PLC選型由于有6輸入5輸出查表選取FX2N-16M型號PLC第四章 PLC控制程序的設(shè)計 經(jīng)過對控制過程和要求的詳細分析，我明確了具體的控制任務(wù)就是啟動、停止等主要任務(wù)。確定了運輸機這些必須完成的動作后，再確定動作的順序： 運輸機流程圖繼電器接線圖：梯形圖：啟動順序：M4立刻啟動，T0-T2一次啟動M3-M1停止控制：正常啟動時M0-M4依次延時4S接通，某臺故障時立刻停止對應(yīng)其前面的電機正常停止及M1故障停止M1. M4停止時復(fù)位M1. M2停止4S或M3故障停止M3. M4停止時復(fù)位M2. M3停止4S或M4故障停止M4，M4停止復(fù)位M3, M3-M1輸出控制。程序圖