散料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)綜合實(shí)踐 成果名稱：散料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 屆 別： 2013 屆 二級(jí)學(xué)院（部）： 物流技術(shù)學(xué)院 專業(yè)名稱：港口物流設(shè)備與自動(dòng)控制 班級(jí)名稱： P312110 學(xué)生姓名： 凌中奇 學(xué)生學(xué)號(hào)： 06 指導(dǎo)教師： 姚文斌 王曉博 目 錄封面1目錄2概要3一散料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)背景介紹4二皮帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程4（一）皮帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 4（二）皮帶輸送機(jī)控制的電氣要求 5（三）皮帶輸送機(jī)控制方案的確定 5三控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 6（一）硬件電路主電路圖及說(shuō)明 6（二）硬件電路的接線要求6四控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 7（一）程序流程圖及其說(shuō)明7五系統(tǒng)調(diào)試 8六總結(jié)

2、及謝詞 9七參考文獻(xiàn)10散料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)電路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者：凌中奇摘 要本設(shè)計(jì)主要針對(duì)中小型皮帶輸送機(jī)的控制系統(tǒng)通常采用的繼電器控制存在的可靠性差、勞動(dòng)強(qiáng)度大及生茶效率低的問(wèn)題而提出的；改用基于PLC控制的皮帶輸送機(jī)控制裝置，克服了上述問(wèn)題的不足。本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)選用的是PLC控制器，在硬件電路設(shè)計(jì)中，完成PLC選型及外部低壓電器的選用，設(shè)計(jì)了硬件接線圖，提出了接線要求，使之具有控制和保護(hù)的功能；在軟件設(shè)計(jì)中，給出了程序流程圖，編程語(yǔ)言采用了梯形圖邏輯的方式，將硬件和軟件有機(jī)的結(jié)合在一起，使控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。關(guān)鍵詞PLC電路 皮帶輸送機(jī) 集中控制Bulk materi

3、al handling system control system circuit control system designAbstract: The design is mainly for small and medium-sized belt conveyor control systems typically use relay control poor reliability, labor-intensive and low efficiency of raw tea; switch control device based on PLC control belt conveyor

4、,to overcome the deficiencies of the above-mentioned problems. The control system of the design choices are the PLC controller hardware circuit design, finish the PLC Selection and external low-voltage electrical selection, design the hardware wiring diagram, wiring requirements, so that it has the

5、function of control and protection; software design, gives the program flow diagram, ladder logic programming language, hardware and software together, so that the control system is reliable, designed to achieve the desired.Keywords: PLC circuit belt conveyor centralized control一散料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)背景介紹位于浙江經(jīng)濟(jì)

6、職業(yè)技術(shù)學(xué)院港口物流技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的散料輸送系統(tǒng)基于總線控制技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的散料物料輸送。該系統(tǒng)電路具有幾大優(yōu)點(diǎn)，能夠分區(qū)實(shí)現(xiàn)控制功能，結(jié)合plc具有較高的智能度，并且能根據(jù)輸送物的重量有一個(gè)感應(yīng)，在該電路中的的輸送裝置都有緊急啟停功能，在合適的電路上配備足以應(yīng)用的電機(jī)，并且在觸摸屏的電路中高度集中了很多plc控制單元，減少了人工操作的失誤，以更大的效率完成工作。皮帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程（一） 皮帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)皮帶輸送機(jī)由皮帶、機(jī)架、驅(qū)動(dòng)輥、承載托輥、回程托輥、張緊裝置、清掃器等零部件組成，組成結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；原材料輸送機(jī)示意圖由圖2所示：312 1、皮帶 2、托輥 3、

7、轉(zhuǎn)動(dòng)輪 圖1 皮帶輸送機(jī)的組成部分1233MO PD1 PD2 PD3 PD4 圖2 原材料皮帶輸送機(jī)輸送示意圖（二） 皮帶輸送機(jī)控制的電氣要求1）啟動(dòng)時(shí)先啟動(dòng)最后一臺(tái)PD4，然后每間隔15秒，依次向前啟動(dòng)PD3、PD2、PD1皮帶機(jī)。2）停車時(shí)先停最前面一臺(tái)PD1，待料運(yùn)送完畢后，每間隔30秒，向后PD2、PD3、PD4依次停止運(yùn)行。3）當(dāng)某臺(tái)皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)和前面的皮帶機(jī)立即停止運(yùn)行，而該皮帶機(jī)后面的皮帶機(jī)待料運(yùn)送完畢后依次每隔30秒停止，如：PD2發(fā)生故障，M1、M2立即停止運(yùn)行，待料送完后，經(jīng)過(guò)30SM3停止運(yùn)行，再經(jīng)過(guò)30SM4停止運(yùn)行。 （三）皮帶輸送機(jī)控制方案的確定 皮

8、帶輸送機(jī)通常采用采用傳統(tǒng)的繼電器控制和PLC控制兩種控制方法，兩種控制方法比較如下：1） 方式：傳統(tǒng)的繼電器是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合方式形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制；PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序的方式存在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需要改變邏輯程序即可，不需要硬件連接，是軟的連接。2） 速度：傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯是依靠觸電的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制的，工作速度低、毫秒級(jí)的、且機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象；PLC控制是由程序指令控制電子電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，速度快、微妙級(jí)、嚴(yán)格同步且無(wú)抖動(dòng)現(xiàn)象。3） 控制：傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的時(shí)間滯后動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的

9、，時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難且是有級(jí)調(diào)時(shí)。PLC控制是采用集成電路做成的計(jì)時(shí)器，時(shí)鐘脈沖是由晶體振蕩產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便且是無(wú)級(jí)調(diào)時(shí)，不受環(huán)境影響。通過(guò)對(duì)兩種控制方式的大概比較，PLC控制方式控制效果比較好，可實(shí)現(xiàn)皮帶輸送機(jī)的自動(dòng)化控制，而采用傳統(tǒng)繼電器控制方式，還停留在以人工手動(dòng)操作為主（當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，但是線路較為復(fù)雜，使用硬件元器件太多，不經(jīng)濟(jì)也不劃算，且維修困難），控制效果也就不是很明顯，為此采用PLC控制是很好的選擇。三 控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)（一）硬件電路主電路圖（圖4）及說(shuō)明 圖4 主電路圖 電氣主回路主要由塑殼空氣開(kāi)關(guān)QF0QF4、熔斷器

10、FU1FU4、接觸器KM1KM4及熱繼電器FR1FR4組成。 （二） 硬件電路的接線要求 在硬件電路圖（見(jiàn)圖4）的基礎(chǔ)上，對(duì)一些相關(guān)的控制接線作如下要求：1）采用遠(yuǎn)程集中控制，完全由PLC按照工藝要求來(lái)啟動(dòng)生產(chǎn)線上各個(gè)設(shè)備。 2）電動(dòng)機(jī)容量小于45KW或其容量不超過(guò)電源變壓器容量的15%容量時(shí)，均采用直接啟動(dòng)方式。 3）交流接觸器的觸點(diǎn)容量根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量確定，所有接觸器線圈的控制電壓為220VAC。 4）所有電機(jī)都配有相應(yīng)的低壓電路保護(hù)，具有短路、過(guò)載、過(guò)電流等保護(hù)功能，這些保護(hù)的元件選型QF、FR、FU均根據(jù)電機(jī)容量選取。5）電控系統(tǒng)采用380VAC三相四線制供電。6）PLC的故障輸出端直接

11、接到AC220V報(bào)警上。四控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)根據(jù)工藝要求和用戶使用需要，同時(shí)考慮到設(shè)備使用的安全性，故障保護(hù)與報(bào)警狀態(tài)顯示的要求，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各設(shè)備協(xié)調(diào)工作的功能，用梯形圖編制整個(gè)控制程序。在考慮到皮帶輸送機(jī)發(fā)生故障時(shí)，每臺(tái)皮帶機(jī)運(yùn)行相隔的時(shí)間用定時(shí)器控制。在集中控制方式下，通過(guò)定時(shí)器控制依次啟動(dòng)個(gè)電機(jī)。 3.1 程序流程圖與梯形圖及其說(shuō)明 首先PLC上電自檢初始化，然后按下啟動(dòng)按鈕SB1，M4電機(jī)先行啟動(dòng)，然后每間隔15S一次啟動(dòng)M3、M2、M1電機(jī)。當(dāng)需要皮帶輸送機(jī)停止時(shí)，只需要按下停車按鈕SB2，則M1立即停止，接著每隔30S依次停下M2、M3、M4電機(jī)。SB3-SB6是故障輸入點(diǎn)，是對(duì)

12、應(yīng)與PD1-PD4的設(shè)備，該故障是塑殼開(kāi)關(guān)QF2-QF5的輔助觸點(diǎn)與熱繼電器輔助觸電的串聯(lián)，如SB3是QF2和FR1輔助觸電的串聯(lián)。當(dāng)某臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，這臺(tái)電機(jī)和它前面的電機(jī)立即停止，通過(guò)30S后其后面的一次間隔30S停止。為了分析問(wèn)題方便，并根據(jù)控制要求做出系統(tǒng)工作過(guò)程流程圖如圖5所示： 根據(jù)控制要求及流程圖，做成梯形圖如圖6所示，在程序中01000、01001、01002、01003控制電機(jī)M4、M3、M2、M1；01004作為故障報(bào)警燈輸出控制；01006、01007、01008、01009作為電機(jī)M1、M2、M3、M4的故障報(bào)警輸出；01005作為停車指示顯示輸出。每臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間定

13、時(shí)器分別采用定時(shí)器TIM000(T000)、TIM001(T001)、TIM002(T002)控制，停止延時(shí)定時(shí)器用TIM003(T003)、TIM004(T004)、TIM005(T005)控制。 PLC上電 啟動(dòng) 啟動(dòng)SB1 停止按鈕SB2 M4電機(jī)啟動(dòng) 有故障 M4停止15S后 30S后 M3電機(jī)啟動(dòng) 有故障 M3停止 30S后 M4停止15S后 30S后M2電機(jī)啟動(dòng) 有故障 M2停止 30S后 M3停止 30S后 M4停止15S后 30S后M1電機(jī)啟動(dòng) 有故障 M1停止 30S后 M2停止 30S后 M3停止 30S后 M4停止 圖5 皮帶機(jī)控制方框流程圖五系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)CX-P編程的

14、基本操作，我們選用日本歐姆龍（OMRON）公司的CPM2A系列30點(diǎn)I/O的可編程PLC（其輸入點(diǎn)DI為12點(diǎn)，輸出點(diǎn)DO為18點(diǎn)）,它具有如下優(yōu)點(diǎn)：同步控制 、高速處理功能、高速計(jì)數(shù)器功能、脈沖輸出位置控制、RS232通訊端口、價(jià)格低廉，歐姆龍PLC經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，價(jià)格低于西門子及三菱PLC，且性能穩(wěn)定，性價(jià)比較高。按照?qǐng)D5的控制梯形邏輯圖編譯程序，將PC機(jī)上的程序下裝到PLC，將PLC中的程序上傳到PC機(jī)并將兩個(gè)程序進(jìn)行比較，在執(zhí)行PLC程序時(shí)進(jìn)行監(jiān)視，在線進(jìn)行編程等。在按下啟動(dòng)按鈕00000，最后一臺(tái)皮帶機(jī)M4開(kāi)始啟動(dòng)，隨后定時(shí)15S間隔依次啟動(dòng)M3、M2、M1。停車時(shí)按下停車按鈕00001應(yīng)

15、先停止最前面一臺(tái)皮帶機(jī)M1，然后一次延時(shí)每間隔30S停M2、M3、M4。這就是在正常情況下的停車與開(kāi)車。在有故障的情況下，立即斷開(kāi)停止故障的皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)，并有相應(yīng)報(bào)警輸出，然后定時(shí)器每間隔30S依次向后停止其它皮帶機(jī)。 系統(tǒng)調(diào)試程序：總 結(jié) 及 謝 詞 時(shí)光如水，歲月如歌，3年的大學(xué)生活，我想應(yīng)該是每個(gè)熱于求知者人身中較為美好時(shí)光，是我們生活履歷的一個(gè)見(jiàn)證。 面對(duì)畢業(yè)，在我們心中最深的意識(shí)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作與完成。從題目選定到論文的制作完成，工作過(guò)程是艱辛的，但是成果是令人欣慰的。不論是之前實(shí)驗(yàn)還是實(shí)習(xí)，自己都沒(méi)有一個(gè)人去完成一件作品，在這將近半年的時(shí)間里，通過(guò)自己的不懈努力現(xiàn)在終于完

16、成了我的設(shè)計(jì)。 衷心感謝我的指導(dǎo)老師，是他們的悉心指導(dǎo)，使我對(duì)課題的茫然無(wú)知到課題的順利完成，課題的每一步進(jìn)展都凝聚著老師的心血，因此再次向我的老師致以誠(chéng)摯的謝意。還要感謝三年來(lái)我的各科任課老師，是他們交給我的專業(yè)知識(shí)，也教給我許多課外知識(shí)，這些知識(shí)將對(duì)我在社會(huì)工作及生活中起到很重要的作用。同時(shí)我也從各位老師哪里學(xué)到了許多做人的原則，這些將有益于我的終生。在這里，我衷心感謝關(guān)心我授我知識(shí)的各位老師，同時(shí)也對(duì)本文做出認(rèn)真審閱的老師給以深深的敬意！并祝他們身體健康！工作順利！萬(wàn)事如意！ 最后向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人表示真心的感謝。雖然真的很不舍，不管愿不愿意，列車即將駛離我們的伊甸園，祝大家萬(wàn)事如意，有空回來(lái)聚聚，我在杭州等你們。參 考 文 獻(xiàn)1 陳新華主編 電工技術(shù)與可編程序控制器實(shí)踐 北京機(jī)械工業(yè)出版社 2 許世徐編著 可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò) 中國(guó)科技大學(xué)出版社3 宮淑貞編著 可編程控制器原理及應(yīng)用 人民郵電出版社4 王仁祥編著 常用低壓電器原理及其控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社5 王成福主編 可編程序控制器原理及應(yīng)用 北京機(jī)械工業(yè)出版社 6 王進(jìn)秋主編 可編程序控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 北京機(jī)械工業(yè)出版社 7北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所DT(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手