基于PLC的多級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)

1、X X XX 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 基于PLC多級(jí)傳送帶 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號(hào) 實(shí)習(xí)年限 2010年9月至2012年7月 指導(dǎo)教師 申請(qǐng)學(xué)位 工科 學(xué)士學(xué)位 2012 年 5 月18日 基于PLC的多級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 摘 要：皮帶機(jī)運(yùn)用輸送帶的連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送各種輕重不同的物品，既可輸送各種散料，也可輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途廣泛。它的控制形式也多種多樣，它可以由單片機(jī)、PLC以及計(jì)算機(jī)來(lái)控制，由于PLC為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)控

2、制的首選控制裝置，故本設(shè)計(jì)中采用PLC集中控制的辦法，利用PLC簡(jiǎn)單可視化的程序，自動(dòng)控制的控制方式對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行控制。關(guān)鍵詞：皮帶機(jī)；PLC；自動(dòng)控制Based on the PLC multi-stage conveyor control system designAuthors Name: Tutor: ABSTRACT: Belt conveyor uses belt machine with continuous or   to transport a&

3、#160;variety of different weight of items. It can transport avariety of bulk material or transport all kinds of cartons, bags or other piece g-oods of small weight, 

4、so it has been used widely. The control also has a variet-y of forms. It can be composed of a single chip computer, the PLC, as well as the computers. 

5、;The PLC has many characteristic, such as high reliability, stron-g control function and cost-effective. It is the first choice to industrial automati-c control device. So the

6、 design adopts PLC centralized control app-roach, usin-g the PLC simple visualization program and using the automatic control way for belt conveyor. KEYWORDS: Conveyor; Programmable controller; Automa

7、tic control目 錄1 概 述11.1 選題的背景11.2 PLC介紹11.3 課題的研究目的和內(nèi)容71.4 課題研究的方案論證81.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟92 皮帶傳輸機(jī)控制系統(tǒng)102.1 皮帶輸送機(jī)的電控原理及控制要求102.2 傳送系統(tǒng)的硬件選擇113 皮帶傳輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)153.1 主電路設(shè)計(jì)153.2 系統(tǒng)I/O分配153.3 PLC外部接線圖164 皮帶傳輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)174.1 程序設(shè)計(jì)方法174.2 系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)19畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)及總結(jié)23致 謝25參考文獻(xiàn)261 概 述1.1 選題的背景近20年來(lái)，可編程控制器在我國(guó)已獲得了極其重要和廣

8、泛的應(yīng)用，它不僅可作為單一的機(jī)電控制設(shè)備，而且它作為通用的自動(dòng)控制設(shè)備，也被大量的用于過(guò)程工業(yè)的自動(dòng)控制?？删幊炭刂破髋c其他計(jì)算機(jī)控制裝置，如集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)過(guò)程系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等，一起已成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制裝置。本設(shè)計(jì)選擇了西門(mén)子公司的可編程控制器作為樣機(jī)。西門(mén)子公司的PLC程序通俗易懂、操作方便、實(shí)用性強(qiáng)，簡(jiǎn)單易學(xué)。它用梯形圖（V4.0 STEP 7 MicroWIN）編程語(yǔ)言編程，類(lèi)似于繼電器控制線路圖。只要具有繼電器控制線路圖這方面的知識(shí)，就可以很快學(xué)會(huì)編程和操作，不存在計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)電器技術(shù)之間的專(zhuān)業(yè)“鴻溝”，系統(tǒng)擴(kuò)展靈活，它具有各種I/O模塊和A

9、/D、D/A模塊等，便于各種需要配置成各種不同模塊的分布式或集中式的控制系統(tǒng)。PLC的輸入口可與觸電式開(kāi)關(guān)直接相連，輸出口與執(zhí)行元件（接觸器、電磁鐵）相連，即在PLC的端子上接相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)線即可，使用非常方便。當(dāng)控制要求改變時(shí)，要變更控制系統(tǒng)的功能，可用編程器修改程序。它還可以用于不同的受控對(duì)象只要輸入、輸出組件和應(yīng)用的軟件不同而已，可與強(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力；體積小，重量輕便于安裝，有自檢和監(jiān)控功能，能動(dòng)態(tài)的監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試提供方便，由于接線少，維護(hù)方時(shí)只需更換插入式模塊，維護(hù)方便。用可編程序控制器來(lái)控制一臺(tái)帶式傳送機(jī)，需要考慮到電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、與帶之間啟

10、動(dòng)的時(shí)間差、傳送帶的速度控制、傳感器的輸入、整個(gè)過(guò)程每一步輸入輸出的邏輯關(guān)系等一些問(wèn)題，較以往的要求相比較是存在一些不同點(diǎn)，相對(duì)提高了少，為了實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求的各項(xiàng)功能，還需在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行部分功能擴(kuò)展，使得整個(gè)統(tǒng)的功能更加完善。當(dāng)然，選擇這個(gè)課題并非只運(yùn)用可編程控制器的知識(shí)，還要結(jié)合電路基礎(chǔ)和電子技術(shù)、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)原理、繼電器接觸器控制系統(tǒng)課程的知識(shí)，運(yùn)用它們來(lái)將該課題設(shè)計(jì)完成。1.2 PLC介紹1.2.1 PLC的定義PLC問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA（National Electrical Manufactory Associatio

11、n）經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查工作，于1984年首先將其正式命名為PC（Programmable Controller），并給PC作了如下定義：“PC是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類(lèi)似的輸入輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC之功能，亦被視為PC，但不包括鼓式或類(lèi)似的機(jī)械式順序控制器?！币院髧?guó)際電工委員會(huì)（IEC）又先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，并在1987年2月通過(guò)了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)

12、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(guò)數(shù)字或模擬式輸入輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨傊?，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。1.2.2 PLC的結(jié)構(gòu)PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由CPU、RAM、ROM和輸入輸出接口電路等組成，如圖1

13、-1所示。如果將PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量和輸出變量組成。外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬量信號(hào)均作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC外部輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC運(yùn)算處理后送到輸出端子，它們是PLC的輸出變量。圖1-1 PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化框圖1.2.3 PLC的工作原理PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如常見(jiàn)的鍵盤(pán)掃描方式或I/O掃描方式，有鍵按下或I/O動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序，無(wú)鍵按下則繼續(xù)掃描。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中用戶程序中有眾多的操作需要執(zhí)行，但是一個(gè)CPU每一個(gè)時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)操作而不能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作，因

14、此用戶程序是按先后次序存放的，CPU按程序的順序依次執(zhí)行各個(gè)操作。即CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，直到遇到結(jié)束符又返回第一條執(zhí)行，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的工作過(guò)程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過(guò)程，即在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯，然后順序向各個(gè)輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。除此之外，為提高工作的可靠性和及時(shí)地接收外來(lái)的控制命令，每個(gè)掃描周期還要進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器、計(jì)算機(jī)的通信請(qǐng)求，因此，PLC工作過(guò)程分為以下五步：（1）自診斷自診斷功能可使PLC系統(tǒng)防患于未然，而在發(fā)生故障時(shí)能盡快的修復(fù)，為此PLC每次掃描用戶程序以前都對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模

15、塊等進(jìn)行故障診斷，若自診斷正常便繼續(xù)進(jìn)行掃描，而一旦發(fā)現(xiàn)故障或異?，F(xiàn)象則轉(zhuǎn)入處理程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關(guān)閉全部輸出，然后停機(jī)并顯示出錯(cuò)的信息。（2）與外設(shè)通信自診斷正常后PLC即掃描編程器、上位機(jī)等通信接口，如有通信請(qǐng)求便響應(yīng)處理。在與編程器通信過(guò)程中，編程器把指令和修改參數(shù)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤碼進(jìn)行相應(yīng)指示，編程器還可以向主機(jī)發(fā)送運(yùn)行、停止、清內(nèi)存等監(jiān)控命令。在與上位機(jī)通信過(guò)程中PLC將接收上位機(jī)發(fā)出的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，把現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)、PLC的內(nèi)部工作狀態(tài)、各種數(shù)值參數(shù)發(fā)送給上位機(jī)以及執(zhí)行啟動(dòng)、停機(jī)、修改參數(shù)等命令。（3）輸入現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)完成前兩步工作后PLC便掃描各個(gè)輸入

16、點(diǎn)，讀入各點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，如開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)、形成現(xiàn)場(chǎng)的內(nèi)存映象。這一過(guò)程也稱(chēng)為輸入采樣或輸入刷新，在一個(gè)掃描周期內(nèi)內(nèi)存映象的內(nèi)容不變，即使外部實(shí)際開(kāi)關(guān)狀態(tài)己經(jīng)發(fā)生了變化也只能在下一個(gè)掃描過(guò)程中的輸入采樣時(shí)刷新，解算用戶邏輯所用的輸入值是該輸入值的內(nèi)存映象值而不是當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際值。（4）解算用戶邏輯即執(zhí)行用戶程序。一般是從存儲(chǔ)器的最低地址存放的第一條程序開(kāi)始，在無(wú)跳轉(zhuǎn)的情況下按存儲(chǔ)器地址的遞增方向順序的掃描用戶程序，按用戶程序進(jìn)行邏輯判斷和算術(shù)運(yùn)算，因此稱(chēng)之為解算用戶邏輯。解算過(guò)程中所用的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、內(nèi)部繼電器等編程元件為相應(yīng)存儲(chǔ)單元的即時(shí)值，而輸入繼電器、輸出繼電器則用的是內(nèi)存映象值。在一

17、個(gè)掃描周期內(nèi)，某個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)不管外部實(shí)際情況是否己經(jīng)變化，對(duì)整個(gè)用戶程序是一致的，不會(huì)造成結(jié)果混亂。（5）輸出結(jié)果將本次掃描過(guò)程解算得到的最新結(jié)果送到輸出模塊取代前一次掃描結(jié)算結(jié)果，也稱(chēng)為輸出刷新。解算用戶邏輯時(shí)，每一步所得到的輸出信號(hào)被存入輸出映像寄存器而并未發(fā)送到輸出模塊，相當(dāng)于輸出信號(hào)被輸出門(mén)阻隔，待全部解算完成后打開(kāi)輸出門(mén)一并輸出，所用輸出信號(hào)由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。在依次完成上述五個(gè)步驟操作后PLC又開(kāi)始進(jìn)行下一次掃描。如此不斷的反復(fù)循環(huán)掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)全過(guò)程及設(shè)備的連續(xù)控制，直至接收到停止命令、停電、出現(xiàn)故障或載物。PLC的工作過(guò)程如圖1-2所示。自診斷與外設(shè)通信

18、輸入現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)解算用戶邏輯輸出結(jié)果圖1-2 PLC的工作過(guò)程1.2.4 PLC的特點(diǎn)根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)草案給PLC下的定義：它是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，它使用可編程存儲(chǔ)器內(nèi)部?jī)?chǔ)存的用戶設(shè)計(jì)的指令，這些指令用來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算以及通過(guò)數(shù)字或模擬輸入，輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機(jī)械或過(guò)程。不論是PLC還是與它有關(guān)的外部設(shè)備，都設(shè)計(jì)成容易集成在一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)，并且容易應(yīng)用所有計(jì)劃中的功能。從上述PLC的定義，我們可以看到PLC的許多特點(diǎn)，概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)：（1）高可靠性所有的I/O接口電路均采用光電隔離；各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)

19、一般為10-20ms；各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾；采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源；對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選；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)大；大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或由三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、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等直接連接。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

20、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)用戶的需要自行組合。（4）編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。（5）安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊

21、上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。1.2.5 PLC的分類(lèi)PLC生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品很多，為便于用戶對(duì)一個(gè)已知應(yīng)用來(lái)講選擇最合適的PLC，廠商通常通過(guò)雜志或其他途徑，定期地將不同功能與特性的PLC列表進(jìn)行比較，表中的內(nèi)容大體有：總的I/O點(diǎn)數(shù)，最多開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)，最多模擬量I/O點(diǎn)數(shù)，繼電器梯形邏輯圖，高級(jí)語(yǔ)言（編程），PID功能，遠(yuǎn)動(dòng)控制，文件編制功能，數(shù)據(jù)總線，接口類(lèi)型，掃描速度，存儲(chǔ)器類(lèi)型與容量，以及CPU 類(lèi)型與工藝等。為適應(yīng)用戶的不同應(yīng)用要求，很多廠家均開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了相互有關(guān)聯(lián)

22、的系列產(chǎn)品，為區(qū)別PLC的綜合特性，通常以下述兩種辦法分類(lèi)：（1）按I/O點(diǎn)數(shù)及存儲(chǔ)器容量分類(lèi)小型：最多I/O為40/40，用戶存儲(chǔ)器1KB；中型：最多I/O為128/128，用戶存儲(chǔ)器4KB；大型：I/O>128/128，用戶存儲(chǔ)器>4KB。上述分類(lèi)法是1985年P(guān)LC國(guó)際會(huì)議上所介紹的，在此基礎(chǔ)上，對(duì)大、中、小規(guī)模的PLC還要考察下列特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和布線技術(shù)；處理機(jī)功能存儲(chǔ)器；編程技術(shù)。（2）按I/O點(diǎn)總數(shù)分類(lèi)隨著微型PLC技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，售價(jià)也趨向合理，每臺(tái)約（200400）美元。1986年國(guó)外亦提出按照I/O點(diǎn)總數(shù)、價(jià)格和尺寸，將PLC分類(lèi)。微型：I/O總點(diǎn)數(shù)（2064）點(diǎn)

23、，后上移到128點(diǎn)。PLC的一個(gè)發(fā)展方向是越來(lái)越小，一些PLC只有手掌大小，使用起來(lái)靈活方便；小型：I/O總點(diǎn)數(shù)為（65128）點(diǎn)，后上移到5l2點(diǎn)。其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開(kāi)關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令；中型：I/O總點(diǎn)數(shù)為（129512）點(diǎn)，后上移到2048點(diǎn)。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存

24、容量更大，掃描速度更快；大型：I/O 總點(diǎn)數(shù)為（5131024）點(diǎn)，后上移到8192點(diǎn)。大型PLC的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高；超大型：I/O總點(diǎn)數(shù)>l02l4點(diǎn)。PLC的另一個(gè)發(fā)展方向是大型和超大型，這些PLC具有上萬(wàn)個(gè)輸入輸出量，用于石化、冶金、汽車(chē)制造等領(lǐng)域。下述兩個(gè)方面應(yīng)注意：一是微型PLC的產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速，占領(lǐng)了整個(gè)PLC市場(chǎng)的25。主要使用于不連續(xù)I/O狀況，不需在通信與其它先進(jìn)功能，如應(yīng)用于單臺(tái)機(jī)床控制等場(chǎng)所；二是隨著P

25、LC技術(shù)的不斷發(fā)展，劃分PLC規(guī)模的I/O點(diǎn)數(shù)的界限不斷向上增移。這是由于PLC的結(jié)構(gòu)沒(méi)計(jì)是為了適應(yīng)各種用戶需要，通常是設(shè)計(jì)成可擴(kuò)展性的，并且隨著微電子技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展，處理機(jī)的性能及其通信能力也在不斷擴(kuò)大所造成的。1.2.6 PLC的應(yīng)用隨著PLC技術(shù)的飛躍發(fā)展，PLC系統(tǒng)已成為一種綜合的控制系統(tǒng)，特別是PLC己經(jīng)深入到智能控制領(lǐng)域中，如在機(jī)械手控制、機(jī)器人控制、實(shí)現(xiàn)離散數(shù)學(xué)模型等方面都獲得廣泛應(yīng)用，使PLC技術(shù)已大大超出了過(guò)去僅代替繼電器電路的范疇。PLC的輸入輸出功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)于各種形式和性質(zhì)的開(kāi)關(guān)量和模擬量信號(hào)的輸入和輸出，從而使得PLC具備許多控制功能。（1）取代繼

26、電器控制：在燈光照明、機(jī)床電控、食品加工、印刷機(jī)械、電梯、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)流水線等方面進(jìn)行邏輯控制。（2）過(guò)程控制：對(duì)溫度、壓力、流量、物位高度等連續(xù)變化的物理量進(jìn)行控制。（3）位置、速度控制：在機(jī)器人、機(jī)床、電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域進(jìn)行位置、速度控制。（4）數(shù)據(jù)監(jiān)控：在電力、自來(lái)水處理、化工、煉油、軋鋼等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和控制。（5）組成分散控制系統(tǒng)：把PLC作為下位機(jī)，與上位機(jī)的計(jì)算機(jī)共同組成分散控制系統(tǒng)。可以說(shuō)PLC幾乎應(yīng)用到了工業(yè)控制的每一個(gè)領(lǐng)域，小到家庭的燈光照明，大到冶金、石化企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程都有PLC的應(yīng)用。1.3 課題的研究目的和內(nèi)容皮帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨

27、著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，皮帶輸送機(jī)控制的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。皮帶輸送機(jī)是在輸送設(shè)備中是最常用的一種傳輸機(jī)構(gòu)。該機(jī)種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)方便，使用可靠，傳輸平穩(wěn)，輸送量大，效率高，低噪音等優(yōu)點(diǎn)。其形式多樣，適用范圍廣，特別適合一些散碎原料與不規(guī)則物品的輸送。廣泛應(yīng)用于輕工，電子，食品，化工，木業(yè)，機(jī)械等行業(yè)。它具有輸送平穩(wěn)，物料與輸送帶沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能夠避免對(duì)輸送物的損壞。噪音較小，適合于工作環(huán)境要求比較安靜的場(chǎng)合等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。能耗較小，使用成本低。由于可編程控制器（簡(jiǎn)稱(chēng)PLC）將其系統(tǒng)的繼電器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，

28、以其可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、以及編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、通訊靈活等眾多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和裝置的自動(dòng)控制中。PLC不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時(shí)、計(jì)算和各種閉環(huán)控制功能。設(shè)置性能完善、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)的可編程控制器PLC控制皮帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化的皮帶機(jī)群的集中控制（包括遙控）及保護(hù)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容即為PLC在皮帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。1.4 課題研究的方案論證對(duì)于該課題設(shè)計(jì)，基本上存在三種方案，但是針對(duì)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行比較、選擇，大致分析過(guò)程如下：方案一：利用強(qiáng)電電路，雖然強(qiáng)電電路也可以控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，但是其電路連接復(fù)雜，不便直

29、接操作且不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)存在一個(gè)穩(wěn)定性、可靠性的問(wèn)題，而且很難制動(dòng)繼電器，不能夠很好的完成所給定的任務(wù)。方案二：只利用PLC可編程控制器，若只利用PLC可編程控制器，其高可靠性是絕對(duì)可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，存在強(qiáng)電容易損壞PLC的問(wèn)題。而且程序復(fù)雜，控制器的運(yùn)算時(shí)間變長(zhǎng)。方案三：利用PLC可編程控制器來(lái)控制，再加上強(qiáng)電電路組成的控制部分。這個(gè)方案是利用了PLC的高可靠性和強(qiáng)電電路的簡(jiǎn)單化，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)作均由可編程控制器控制，控制部分的信號(hào)通道由PLC和按鈕開(kāi)關(guān)來(lái)控制，這是為了保證電機(jī)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。這個(gè)方案包含了方案三的優(yōu)點(diǎn)，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性之外，還可以簡(jiǎn)化程序。與上面的三個(gè)方案相

30、比較，方案三的可行性最高，也是最簡(jiǎn)單，可靠的。所以采用方案三設(shè)計(jì)。1.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖1-3所示。（1）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程 ；控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。NYYNN 圖1-3可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟（2）確定 I/O 設(shè)備根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕

31、、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。（3）選擇合適的PLC類(lèi)型根據(jù)已確定的用戶I/O設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的PLC類(lèi)型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（4）分配 I/O 點(diǎn)分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者畫(huà)出輸入輸出端子的接線圖。接著就可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。（5）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求

32、，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2 皮帶傳輸機(jī)控制系統(tǒng)2.1 皮帶輸送機(jī)的電控原理及控制要求皮帶機(jī)運(yùn)用輸送帶的連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送各種輕重不同的物品，既可輸送各種散料，也可輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途廣泛。某廠的生產(chǎn)工序有1組四級(jí)皮帶輸送機(jī)，其示意圖如圖2-1所示。圖2-1 四級(jí)皮帶輸送機(jī)示意圖用PLC控制四級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)，各級(jí)皮帶分別由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，控制要求如下：1.啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最后一級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)，經(jīng)過(guò)10秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶各級(jí)延時(shí)均為10秒，待第一級(jí)啟動(dòng)5秒后貨物開(kāi)始裝填。2.停止時(shí)，貨物應(yīng)先停止裝填，待料運(yùn)送完畢后5秒后第一級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)停止再依次

33、停止其它級(jí)，各級(jí)延時(shí)均為10秒。3.當(dāng)某級(jí)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)立即停止且停止裝填貨物，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)待運(yùn)完后才停止。4.單動(dòng)與循環(huán)控制連鎖：?jiǎn)蝿?dòng)與循環(huán)控制連鎖，任何一個(gè)單動(dòng)按鈕“ON”，循環(huán)控制不能建立，反之，如果循環(huán)控制已建立，單動(dòng)按鈕的動(dòng)作對(duì)循環(huán)操作沒(méi)有任何影響。5.設(shè)有緊停按鈕不論循環(huán)控制還是單動(dòng)控制，集中控制緊停按鈕均起作用。2.2 傳送系統(tǒng)的硬件選擇2.2.1 電機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)中的電機(jī)采用普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中沒(méi)有對(duì)電機(jī)的什么特別要求，因此選用普通的三相異步電機(jī)，本設(shè)計(jì)中選用Y2型異步電機(jī)。Y2系列電動(dòng)機(jī)是Y系列電機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，是一般用

34、途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)如圖2-2所示。圖2-2 籠型三相異步電動(dòng)機(jī)它是我國(guó)九十年代最新產(chǎn)品，其整體水平已達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品九十年代初的水平。該產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，如機(jī)床、水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，也可適用于運(yùn)輸、攪拌、印刷、農(nóng)機(jī)、食品等各類(lèi)不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)合。Y2系列電機(jī)的安裝尺寸和功率等級(jí)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，與德國(guó)DIN42673標(biāo)準(zhǔn)一致，也與Y系列電機(jī)一樣，其外殼防護(hù)等級(jí)為IP54，冷卻方法為IC41l，連續(xù)工作制（S1）。Y2系列電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。功率3kwt以下為Y接法，其他功率均為接法。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過(guò)1000m；環(huán)境空

35、氣溫度隨季節(jié)變化，但不超過(guò)40；最低環(huán)境空氣溫度為-15；最濕月月平均最高相對(duì)濕度為90%；同時(shí)該月月平均最低溫度不高于25。Y2系列電動(dòng)機(jī)采用F級(jí)絕緣等級(jí)，但溫升仍按B級(jí)絕緣考核（除機(jī)座為315部分及355部分規(guī)格外），故電動(dòng)機(jī)的溫升裕度較大。防護(hù)等級(jí)提高到IP54，機(jī)座用平行垂直分布的散熱筋，接線盒置于電動(dòng)機(jī)機(jī)座的上方，以方便接線。Y2系列電動(dòng)機(jī)在Y系列電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了電磁和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了電機(jī)的噪聲及振動(dòng)，節(jié)約了材料，并使電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更合理，外形新穎、美觀。Y2系列電動(dòng)機(jī)（除個(gè)別延伸的機(jī)座和規(guī)格外）的功率等級(jí)與安裝尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系與Y系列電動(dòng)機(jī)完全相同，有利于Y2系列電動(dòng)機(jī)逐步取代Y系列

36、電動(dòng)機(jī)。Y2E系列電機(jī)是為了提高電動(dòng)機(jī)效率而設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品，其滿載效率比Y2系列提高1.79%，主要適用于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)載率較高的各種機(jī)械設(shè)備上。 接觸器的選擇由于沒(méi)有要求所以選用CJ29-10/16型接觸器其中“C”表示接觸器，“J”表示交流，20為設(shè)計(jì)編號(hào)，10/16為主觸頭額定電流。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）操作頻率為1200/h；（2）機(jī)電壽命為1000萬(wàn)次；（3）主觸頭額定電流為10/16（A）；（4）額定電壓為380/220（V）；（5）功率為2.5KW。 接觸器的選擇選用JR16B-60/3D型熱繼電器其中“J”表示繼電器，“D”帶斷相保護(hù)相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如

37、下：（1） 額定電流為20A；（2） 熱元件額定電流為32/4。 空氣開(kāi)關(guān)的選擇市面上的空氣開(kāi)關(guān)多種多樣，以“DZ10-100/330 Ie=60A ”來(lái)說(shuō)明各個(gè)參數(shù)的含義：DZ“自動(dòng)”的反拼音；10設(shè)計(jì)序號(hào)；100是它的殼架等級(jí)；3表示極數(shù)即三相；3脫扣形式（0無(wú)脫扣器，1熱脫扣器式，2電磁脫扣器式，3復(fù)式）；0有無(wú)輔助觸頭（0無(wú)輔助觸頭，2有輔助觸頭）；Ie=60A過(guò)電流調(diào)節(jié) 額定電流。要點(diǎn)：1、空氣開(kāi)關(guān)額定電壓大于等于線路額定電壓2、空氣開(kāi)關(guān)額定電流和過(guò)電流脫扣器的額定電流大于等于線路計(jì)算負(fù)荷電流。 通過(guò)比較認(rèn)識(shí)，以及對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中的要求分析，本系統(tǒng)中選用“DZ10-100/330 Ie=

38、20A”的空氣開(kāi)關(guān)。2.2.5 PLC的選擇一、PLC選型原則在做出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求，從而決定是否選用PLC進(jìn)行控制。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：（1）對(duì)輸入輸出點(diǎn)的選擇要先弄清楚控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的1520留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。 （2）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。（3）對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇對(duì)開(kāi)關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。 （4）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型不

39、同的負(fù)載對(duì)PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。（5）對(duì)在線和離線編程的選擇計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。（6）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC、上位計(jì)算機(jī)及CRT等的接口。（7）對(duì)PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。 二、機(jī)型的選擇對(duì)比三菱、歐姆龍和西門(mén)子系列PLC，西門(mén)

40、子系列PLC具有以下特點(diǎn)：西門(mén)子SIAMTIC模塊化控制器有著很大的優(yōu)勢(shì)，它可以即買(mǎi)即用，長(zhǎng)期兼容性和可用性，可以在惡劣環(huán)境下工作，模塊還可以擴(kuò)展和升級(jí)。西門(mén)子的產(chǎn)品十分的抗震動(dòng)，通過(guò)集中式和分布式I/O控制。S7-200它適用于一系列機(jī)械設(shè)備的制造或用作獨(dú)立的解決方案，微型自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分，STEP 7 Micro/WIN 工程組態(tài)軟件應(yīng)用于它，S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能，使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖

41、壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）極高的可靠性（2）極豐富的指令集（3）易于掌握 （4）便捷的操作（5）豐富的內(nèi)置集成功能 （6）實(shí)時(shí)特性 （7）強(qiáng)勁的通訊能力（8）豐富的擴(kuò)展模塊結(jié)合個(gè)方面的考慮，選擇西門(mén)子系列S7-200系列PLC，同時(shí)結(jié)合輸入、輸出量的個(gè)數(shù)（輸入量為12，輸出量為9），而S7200系列CPU模塊的CPU224，有14輸入，10輸出，符合使用要求并且留有余量，故選S7-

42、200系列CPU224作為本設(shè)計(jì)的CPU模塊。3 皮帶傳輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 主電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中傳輸機(jī)設(shè)置有四級(jí)皮帶傳送，故需要四個(gè)電機(jī)來(lái)拖動(dòng)，同時(shí)需要有一些短路、過(guò)載等保護(hù)，具體的主電路接線圖如圖3-1所示。圖3-1 系統(tǒng)主電路圖3.2 系統(tǒng)I/O分配 系統(tǒng)I/O點(diǎn)的設(shè)置原則一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào)。在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。（1）確定I/O通道范圍不同型號(hào)的PLC，其

43、輸入輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選PLC型號(hào)，查閱相應(yīng)的編程手冊(cè)。（2）內(nèi)部輔助繼電器內(nèi)部輔助繼電器不對(duì)外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)處理用。從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。未分配模塊的輸入/輸出繼電器區(qū)以及未使用1：1鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)合理安排PLC的內(nèi)部輔助繼電器。（3）分配定時(shí)器計(jì)數(shù)器 PLC的定時(shí)器計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見(jiàn)有關(guān)操作手冊(cè)。 系統(tǒng)I/O分配表根據(jù)皮帶傳輸機(jī)系統(tǒng)的控制要求可得出系統(tǒng)的I/O接口分配情況，如表3-1所示。表3-1 I/O分配表輸入功

44、能輸出功能I0.0起動(dòng)按鈕（SB0）Q0.0裝填貨物接觸器（KM0）I0.1一級(jí)故障A(SQ0)Q0.1一級(jí)報(bào)警燈（HL2）I0.2二級(jí)故障B(SQ1)Q0.2二級(jí)報(bào)警燈（HL3）I0.3三級(jí)故障C(SQ2)Q0.3三級(jí)報(bào)警燈（HL3）I0.4四級(jí)故障D(SQ3)Q0.4四級(jí)報(bào)警燈（HL4）I0.5停止接鈕（SB1）Q0.5一級(jí)皮帶接觸器（KM1）I0.6循環(huán)控制按鈕（SB2）Q0.6二級(jí)皮帶接觸器（KM2）I0.7單動(dòng)控制按鈕（SB3）Q0.7三級(jí)皮帶接觸器（KM3）I1.1一級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕（SB5）Q1.0四級(jí)皮帶接觸器（KM4）I1.2二級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕（SB6）M0.0輔助啟動(dòng)繼電器I1

45、.3三級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕（SB7）M0.1、M1.1一級(jí)皮帶輔助繼電器I1.4四級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕（SB8）M0.2、M2.1二級(jí)皮帶輔助繼電器M0.3、M3.1三級(jí)皮帶輔助繼電器M0.4、M4.1四級(jí)皮帶輔助繼電器M0.5循環(huán)控制輔助繼電器M0.6單動(dòng)控制輔助繼電器3.3 PLC外部接線圖根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及I/O分配情況可畫(huà)出皮帶傳輸機(jī)PLC外部接線圖，如圖3-2所示。圖3-2 PLC外部接線圖4 皮帶傳輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)方法4.1.1 PLC程序設(shè)計(jì)的基本要求編制一個(gè)較好的PLC控制程序一般需要注意以下幾個(gè)方面：正確性一個(gè)程序必須經(jīng)過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，以證明其運(yùn)行的正確性，這是對(duì)

46、PLC程序最基本的要求。而正確，規(guī)范地使用各種指令，正確合理地使用各類(lèi)部件，則是程序正確的重要因素?？煽啃訮LC程序不僅要正確，而且要可靠。可靠性反映了PLC在不同工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性，這也是對(duì)程序設(shè)計(jì)的基本要求。有的用戶程序在正常的工作條件下，或合乎邏輯要求的操作情況下能正常工作，但當(dāng)出現(xiàn)非正常工作情況，或進(jìn)行非法操作后，程序就不一定能正常工作了。所以為保證PLC的正常工作，使PLC能應(yīng)付各種非正常的突發(fā)事件，提高實(shí)際應(yīng)用中的可靠性是非常重要的。合理性PLC程序的合理性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是應(yīng)盡可能使用戶程序簡(jiǎn)短；二是應(yīng)盡可能縮短掃描周期，提高輸入輸出響應(yīng)速度?？勺x性系統(tǒng)的可讀性好，是指程序

47、要層次清晰，結(jié)構(gòu)合理，指令使用得當(dāng)，并按模塊化，功能化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；在輸入輸出點(diǎn)及內(nèi)部器件的分配和使用上要有規(guī)律性；還應(yīng)在一些功能段以一些特殊指令后作一些注釋?zhuān)苑奖阌洃浐屠斫狻Ｒ粋€(gè)可讀性好的程序不僅便于設(shè)計(jì)者加深對(duì)程序的理解，便于修改和調(diào)試，而且還便于使用者讀懂程序，便于調(diào)整功能和日常維護(hù)。可塑性程序的可塑性是指當(dāng)控制方案稍作改動(dòng)時(shí)，只需對(duì)已設(shè)計(jì)好的程序略作修改即可，程序容易修改或控制方案容易改變是PLC的一大特點(diǎn)。因此，PLC可廣泛應(yīng)用于各種控制場(chǎng)合，特別適合在靈活多變的控制系統(tǒng)中應(yīng)用。4.1.2 程序設(shè)計(jì)常用方法要想順利完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅要熟練掌握各種指令的功能及使用規(guī)則，還要學(xué)習(xí)

48、如何編程，下面將介紹常用的幾種方法。一、邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)。當(dāng)PLC控制系統(tǒng)主要對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制時(shí)，使用邏輯設(shè)計(jì)比較方便。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，利用系統(tǒng)輸入和輸出之間的信號(hào)狀態(tài)表或系統(tǒng)工作時(shí)序圖作為分析工具，對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行邏輯分析和綜合。將控制電路中的元件的通斷狀態(tài)視為以觸點(diǎn)通斷狀態(tài)為邏輯變量的邏輯函數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)的邏輯函數(shù)，利用PLC的邏輯指令可以順利地設(shè)計(jì)出滿足要求的且較為簡(jiǎn)練的控制程序。這種方法的設(shè)計(jì)思路清晰，所編寫(xiě)的程序易于優(yōu)化，是一種較為實(shí)用可靠的程序設(shè)計(jì)方法。二、順序控制設(shè)計(jì)法所謂順序控制，就是根據(jù)生產(chǎn)工藝，按預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，使生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)

49、構(gòu)自動(dòng)地按順序動(dòng)作。順序控制不僅廣泛應(yīng)用于中，小企業(yè)的加工，裝配，檢驗(yàn)，包裝等工作的自動(dòng)化中，而且在大型計(jì)算機(jī)控制的高度自動(dòng)化工礦企業(yè)中，也是不可或缺的控制方式。順序控制設(shè)計(jì)法有一定的規(guī)律可循，所編寫(xiě)的程序易讀、易檢查、易修改，是常用的設(shè)計(jì)方法之一。使用順序控制設(shè)計(jì)法的關(guān)鍵有三條：一是理順動(dòng)作順序，明確各步的轉(zhuǎn)換條件；二是準(zhǔn)確地畫(huà)出功能表圖；三是根據(jù)功能表圖正確地畫(huà)出相應(yīng)的梯形圖，最后再根據(jù)某些特殊功能要求，添加部分控制程序。要想用好順序控制設(shè)計(jì)法，重要的是熟練掌握功能表圖的畫(huà)法，以及根據(jù)功能表圖畫(huà)出相應(yīng)梯形圖的方法。三、繼電器控制電路圖轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)法有些繼電器控制的系統(tǒng)或設(shè)備經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行實(shí)踐證明其設(shè)計(jì)是成功的。若欲改用PLC控制，可以在原繼電器控制電路的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)合理轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)出具有相同功能的PLC控制系統(tǒng)。把繼電器控制轉(zhuǎn)換成PLC控制時(shí)，要注意轉(zhuǎn)換方法，以確保轉(zhuǎn)換后系統(tǒng)的功能不變。（1）對(duì)各種繼電器和電磁閥等的處理在繼電器控制系統(tǒng)中，大量使用了各種控制電器，例如交直流接觸器，電磁閥，電磁鐵，中間繼電器等。交直流接觸器，電磁閥，電磁鐵的線圈是執(zhí)行元件，要為它們分配相應(yīng)的PLC輸出繼電器號(hào)。中間繼電器可以用PLC內(nèi)部的輔助繼電器來(lái)代替。（2）對(duì)常開(kāi)按鈕和常閉按鈕的處理在繼電器控制電路中，一般啟動(dòng)用常開(kāi)按鈕，停車(chē)用