運(yùn)輸專用機(jī)床PLC設(shè)計(jì)

1、襄樊學(xué)院理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表課程名稱機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)姓名項(xiàng)目評(píng) 分 標(biāo) 準(zhǔn)評(píng)分等級(jí)得分折合分平時(shí)成績(jī)（占20）1、態(tài)度端正，設(shè)計(jì)認(rèn)真，能積極動(dòng)腦思考，學(xué)習(xí)紀(jì)律好。優(yōu)秀2、態(tài)度較好，較認(rèn)真，能積極動(dòng)腦思考，學(xué)習(xí)紀(jì)律較好。良好3、態(tài)度一般，較認(rèn)真，能動(dòng)腦思考，學(xué)習(xí)紀(jì)律尚可。中等4、態(tài)度較差，不夠認(rèn)真，不善于動(dòng)腦思考，紀(jì)律較差。及格5、態(tài)度差，不認(rèn)真，不動(dòng)腦思考，紀(jì)律差。不及格圖紙質(zhì)量成績(jī)（占40）1、繪圖規(guī)范，標(biāo)注準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理，圖紙質(zhì)量高。優(yōu)秀2、繪圖較規(guī)范、準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)不合理，圖紙質(zhì)量差。不及格設(shè)計(jì)報(bào)告成績(jī)（占40）1、撰寫(xiě)規(guī)范，設(shè)計(jì)思路清晰，知識(shí)運(yùn)用熟練，設(shè)計(jì)詳盡細(xì)致，按要求完成設(shè)計(jì)。優(yōu)秀2、撰寫(xiě)較規(guī)范，設(shè)計(jì)思路基本清晰，知識(shí)運(yùn)用較熟練，設(shè)計(jì)基本詳盡細(xì)致，能按要求完成設(shè)計(jì)。良好3、撰寫(xiě)基本規(guī)范，設(shè)計(jì)思路基本清晰，知識(shí)運(yùn)用尚可，設(shè)計(jì)基本詳盡細(xì)致，能按要求完成設(shè)計(jì)。中等4、撰寫(xiě)不夠規(guī)范，設(shè)計(jì)思路不太清晰，知識(shí)運(yùn)用一般，設(shè)計(jì)不夠詳盡細(xì)致，基本完成設(shè)計(jì)。及格5、撰寫(xiě)不規(guī)范，設(shè)計(jì)思路不夠清晰，知識(shí)運(yùn)用不熟練，設(shè)計(jì)不夠詳盡細(xì)致，沒(méi)有按要求完成設(shè)計(jì)。不及格總評(píng)成績(jī)指導(dǎo)教師： 年 月 日注

3、：1、該成績(jī)?cè)u(píng)定表每位學(xué)生一份，并裝訂在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的最前；2、指導(dǎo)教師按課程設(shè)計(jì)大綱的要求評(píng)定成績(jī)，并給出總評(píng)成績(jī)；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(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目運(yùn)輸系統(tǒng)專用機(jī)床PLC設(shè)計(jì)專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)機(jī)制0711姓 名劉峻峰學(xué) 號(hào)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(shí)，做到理論與實(shí)際相結(jié)合，我們選擇對(duì)可編程控制器（PLC）作為這次論文的設(shè)計(jì)對(duì)象。近年來(lái)，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(jī)技術(shù)、自動(dòng)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(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具，在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。皮帶傳動(dòng)構(gòu)成自動(dòng)送料裝車控制系統(tǒng)，皮帶運(yùn)輸機(jī)作為連續(xù)散狀物料運(yùn)輸機(jī)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(jī)，斗輪堆取料機(jī)等散狀物料運(yùn)輸機(jī)械上。關(guān)鍵詞：可編程控制器，皮帶運(yùn)輸機(jī)、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(jiǎn)介11.2 司機(jī)皮帶簡(jiǎn)介3第二章 PLC及起重機(jī)的PLC控制42.1 PLC的由來(lái)及定義42.2 PLC的發(fā)展歷程42.3 PLC的特點(diǎn)42.4 在起重機(jī)中應(yīng)用PLC的優(yōu)越性4第三章 運(yùn)輸系統(tǒng)仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝5第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì)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(xiàn)：16附錄：17第一章 前言1.1 可編程控制簡(jiǎn)介一、可編程控制器基礎(chǔ)知識(shí)：PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖（1） CPU它是PLC的核心部分。 （2） 存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)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(chǔ)器通常以字（16位/字）為單位來(lái)表示存儲(chǔ)容量。 I/O（輸入/輸出部件）（I/O模塊：接口電路、I/O映像存儲(chǔ)器） CPU與現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的工具 其他外設(shè)：磁盤、光盤、EPROM寫(xiě)入器（用于固化用戶程

9、序）、打印機(jī)、圖形監(jiān)視系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)等等。 （5） 電源：內(nèi)部開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用；大多數(shù)機(jī)型還可以向外提供DC24V穩(wěn)壓電源，為現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)信號(hào)、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(shí)內(nèi)部重要數(shù)據(jù)不致丟失。1、 可編程控制器的特點(diǎn)（1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2） 編程簡(jiǎn)單，操作方便（3） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量小，維護(hù)方便（4） 體積小，能耗低（5） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)（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(shì)（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(yǔ)

10、言日趨標(biāo)準(zhǔn)（4） 與其他工業(yè)控制產(chǎn)品更加融合（5） 與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合（6） 通信聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)1.2 四級(jí)皮帶簡(jiǎn)介:多級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)作為連續(xù)散狀物料運(yùn)輸機(jī)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(jī)，斗輪堆取料機(jī)等散狀物料運(yùn)輸機(jī)械上。 此為碼頭運(yùn)料 此為礦山運(yùn)料多級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)是現(xiàn)代化煤礦高產(chǎn)高效的主要運(yùn)輸設(shè)備，并大大提高了礦業(yè)的安全性，及靈活性。多級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)就是采用多個(gè)皮帶運(yùn)輸機(jī)，在艱苦條件下使物料運(yùn)輸可以轉(zhuǎn)向，以便繞開(kāi)障礙，順利的到達(dá)目的地。但由于多級(jí)皮帶運(yùn)輸在控制上相比較普通運(yùn)輸機(jī)有很大的難度，如啟動(dòng)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(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)相結(jié)合，通

11、過(guò)程序?qū)\(yùn)輸機(jī)的動(dòng)作進(jìn)行控制，使多級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)能按照要求順利的把物料運(yùn)達(dá)目的地。第二章 PLC及起重機(jī)的PLC控制2.1 PLC的由來(lái)及定義 PLC的由來(lái)在PLC問(wèn)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(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差，尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、重新安裝，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的要求，以在激烈的競(jìng)爭(zhēng)的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢(shì)，提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來(lái)取代繼電器控制裝置，為此，特?cái)M定了十項(xiàng)公開(kāi)招標(biāo)的技

12、術(shù)要求，即：1）  編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2）  硬件維護(hù)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(jì)算機(jī)；6）  成本上可與繼電器柜競(jìng)爭(zhēng)；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(dòng)電磁閥；9）  擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng)；10）      &#

13、160;       用戶程序存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到4KB。根據(jù)招標(biāo)要求，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出世界上第一臺(tái)PLC（PDP14型  ），并在通用汽車公司自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制新時(shí)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(lái)，而且，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。 PLC的定義在PLC的發(fā)展過(guò)程中，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）經(jīng)過(guò)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(xiě)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(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制?！眹?guó)際電工委員會(huì)（IEC）曾于1982年11月頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(yùn)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(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令。并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)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(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！倍x強(qiáng)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(qiáng)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(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。 2.2 PLC的發(fā)展歷程  在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)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(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)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(guó)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(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。   PLC的定義有許多種。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)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(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并

17、通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。   上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)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(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)

18、，是無(wú)法取代的。2.3 PLC的特點(diǎn) 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(chǎng)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(shí)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(kāi)關(guān)電源。    5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)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(kuò)

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(jìn)一步提高。2)豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：    交流或直流；    開(kāi)關(guān)量或模擬量；    電壓或電流；    脈沖或電位；    強(qiáng)電或弱電等。    有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：    按鈕 &#

20、160;  行程開(kāi)關(guān)    接近開(kāi)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(jī)對(duì)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(gè)部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)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(jī)中應(yīng)用PLC的優(yōu)越性多年來(lái) ,在機(jī)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(guò)程現(xiàn)場(chǎng)、 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能等特點(diǎn) ,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、順序控制、分散控制集中管理 ,是實(shí)現(xiàn)機(jī)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(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、 自動(dòng)監(jiān)控的生產(chǎn)管理目標(biāo) ,同時(shí)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(jì)的基于 比 的智能皮帶傳輸系統(tǒng)中 ,對(duì) 臺(tái)皮帶機(jī)組成的皮帶傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了控制 ,同時(shí)對(duì)皮帶跑偏情況和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施了監(jiān)控 ,并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)溫度預(yù)警系統(tǒng)。 采用 比 實(shí)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(yùn)輸專用機(jī)床仿真模型的設(shè)計(jì)與組裝驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)動(dòng) 力 分 配功率50KW（M1）3KW（M2）15KW（M3、M4）型號(hào)Y100L2-4Y100L2-4Y90L2-4臺(tái)數(shù)112 四節(jié)傳送帶的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖：司機(jī)傳送帶模擬I/O分配表現(xiàn)場(chǎng)器件內(nèi)部繼電器地址說(shuō)明輸入SBS0起動(dòng)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(hào)PLC第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)對(duì)控制過(guò)程和要求的詳細(xì)分析，我明確了具體的控制任務(wù)就是啟動(dòng)、停止等主要任務(wù)。確定了運(yùn)輸機(jī)這些必須完成的動(dòng)作后，再確定動(dòng)作的順序： 運(yùn)輸機(jī)流程圖繼電器接線圖：梯形圖：?jiǎn)?dòng)順序：M4立刻啟動(dòng)，T0-T2一次啟動(dòng)M3-M1停止控制：正常啟動(dòng)時(shí)M0-M4依次延時(shí)4S接通，某臺(tái)故障時(shí)立刻停止對(duì)應(yīng)其前面的電機(jī)正常停止及M1故障停止M1. M4停止時(shí)復(fù)位M1. M2停止4S或M3故障停止M3. M4停止時(shí)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