皮帶運(yùn)輸機(jī)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第1頁
皮帶運(yùn)輸機(jī)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第2頁
皮帶運(yùn)輸機(jī)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第3頁
皮帶運(yùn)輸機(jī)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第4頁
皮帶運(yùn)輸機(jī)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第5頁
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文檔簡介

/摘要在物流企業(yè)機(jī)電輸送中,須要把一件物品從某一位置搬到另一位置,并且能自動完成工序,因此輸送帶限制系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于物流行業(yè),然而,傳統(tǒng)的接觸繼電器限制系統(tǒng)有著接線困難、抗干擾實(shí)力差和簡潔接觸不良從而造成故障的缺陷,而且功能擴(kuò)展性差。PLC系統(tǒng)因其牢靠性高、編程簡潔、功能完善而越來越受到青睞,傳統(tǒng)的接觸繼電器限制系統(tǒng)已逐步被PLC系統(tǒng)所取代。目前傳統(tǒng)的繼電接觸器限制系統(tǒng)己逐步為PLC所取代這是一種發(fā)展的趨勢。接觸繼電器限制系統(tǒng)是依據(jù)確定的生產(chǎn)機(jī)械,確定的生產(chǎn)工藝,接受硬接線方式,以完成確定的邏輯限制(包括空間限制、時間限制等)功能的。而一旦生產(chǎn)機(jī)械不同或生產(chǎn)工藝變更,則系統(tǒng)必需重新設(shè)計(jì)改造。而PLC技術(shù),由于接受了微電了技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),其邏輯限制功能可以通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)。因此當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)工藝變更,只需變更程序或變更一下接線端子就可以了。本文介紹了基于的輸送帶限制系統(tǒng),該系統(tǒng)通過限制輸送帶的運(yùn)行和停止、翻身電機(jī)和推桿電機(jī)的正反轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了工作的順當(dāng)進(jìn)行。關(guān)鍵詞:PLC;輸送帶;運(yùn)用

目錄摘要 I1前言 11.1探討背景 11.2文獻(xiàn)綜述 21.3設(shè)計(jì)工作方案 32PLC系統(tǒng)的工作分析及特點(diǎn) 42.1工作流程分析 52.2系統(tǒng)的工作步進(jìn)時序圖 62.3PLC的特點(diǎn) 63輸送帶限制系統(tǒng)描述及其系統(tǒng)運(yùn)行要求 74確定系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)及PLC類型 85PLC皮帶運(yùn)輸機(jī)概述 95.1PLC限制技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用 95.2限制系統(tǒng)組成 106皮帶運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì) 106.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 106.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 116.2.1PLC選型 116.2.2I/O支配表 126.2.3I/O接線圖 126.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 136.3.1模塊編程思想 136.3.2主程序的設(shè)計(jì) 147結(jié)語 161前言目前,輸送帶限制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,此外,輸送帶限制系統(tǒng)也廣泛運(yùn)用于物流行業(yè),接受傳統(tǒng)的接觸繼電器限制系統(tǒng),不僅接線困難、抗干擾實(shí)力差,易因接觸不良而造成故障,而且功能擴(kuò)展性差。PLC系統(tǒng)因其牢靠性高、編程簡潔、功能完善而越來越受到青睞,傳統(tǒng)的接觸繼電器限制系統(tǒng)已逐步被PLC系統(tǒng)所取代。目前傳統(tǒng)的繼電接觸器限制系統(tǒng)己逐步為PLC所取代這是一種發(fā)展的趨勢。接觸繼電器限制系統(tǒng)是依據(jù)確定的生產(chǎn)機(jī)械,確定的生產(chǎn)工藝,接受硬接線方式,以完成確定的邏輯限制(包括空間限制、時間限制等)功能的。而一旦生產(chǎn)機(jī)械不同或生產(chǎn)工藝變更,則系統(tǒng)必需重新設(shè)計(jì)改造。而PLC技術(shù),由于接受了微電了技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),其邏輯限制功能可以通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)。因此當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)工藝變更,只需變更程序或變更一下接線端子就可以了。本文介紹了基于的輸送帶限制系統(tǒng),該系統(tǒng)通過限制輸送帶的運(yùn)行和停止、翻身電機(jī)和推桿電機(jī)的正反轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了工作的順當(dāng)進(jìn)行。1.1探討背景目前,輸送帶限制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,此外,輸送帶限制系統(tǒng)也廣泛運(yùn)用于物流行業(yè),接受傳統(tǒng)的接觸繼電器限制系統(tǒng),不僅接線困難、抗干擾實(shí)力差,易因接觸不良而造成故障,而且功能擴(kuò)展性差。PLC系統(tǒng)因其牢靠性高、編程簡潔、功能完善而越來越受到青睞,傳統(tǒng)的接觸繼電器限制系統(tǒng)已逐步被PLC系統(tǒng)所取代。目前傳統(tǒng)的繼電接觸器限制系統(tǒng)已逐步為PLC所取代這是一種發(fā)展的趨勢。接觸繼電器限制系統(tǒng)是依據(jù)確定的生產(chǎn)機(jī)械,確定的生產(chǎn)工藝,接受硬接線方式,以完成確定的邏輯限制(包括空間限制、時間限制等)功能的。而一旦生產(chǎn)機(jī)械不同或生產(chǎn)工藝變更,則系統(tǒng)必需重新設(shè)計(jì)改造。而PLC技術(shù),由于接受了微電了技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),其邏輯限制功能可以通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)。因此當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)工藝變更,只需變更程序或變更一下接線端子就可以了。本文介紹了基于的輸送帶限制系統(tǒng),該系統(tǒng)通過限制輸送帶的運(yùn)行和停止、翻身電機(jī)和推桿電機(jī)的正反轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了工作的順當(dāng)進(jìn)行。所以本文對PLC在輸送帶自動限制裝置中的應(yīng)用的探討是特殊有意義的。本文的探討目的就是對PLC技術(shù)有個更加全面深化的了解,深化探討PLC應(yīng)用在輸送帶自動限制裝置中是如何設(shè)計(jì)并且運(yùn)行的。繼而在現(xiàn)實(shí)中能夠更加熟悉這項(xiàng)技術(shù),能夠熟悉運(yùn)用這個技術(shù)。1.2文獻(xiàn)綜述由于軟PLC具有通用性、兼容性高、價格低廉、編程便利、易于和網(wǎng)絡(luò)連接等優(yōu)點(diǎn),在歐美等西方國家都把軟PLC作為一個重點(diǎn)對象進(jìn)行探討開發(fā)。目前軟PLC產(chǎn)品在國外主要有美國,歐洲和口本的產(chǎn)品,美國和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離的狀況下獨(dú)自研發(fā)出來的,所以美國和歐洲的PLC產(chǎn)品有很大的差異??诒镜腜LC技術(shù)是從美國引進(jìn)的,但口本主要定位在小型的PLC上。所以口本的PLC產(chǎn)品以小型化著稱。歐洲生產(chǎn)PLC的廠商主要有德國的西門子公司、AGE公司、法國的TE公司。西門子生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品主要有SS和S7系列。其中S7系列產(chǎn)品是西門子公司在系列的基礎(chǔ)上推出的新產(chǎn)品,S7系列產(chǎn)品的主要特點(diǎn):完全符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)環(huán)境集成化程度高;圖形化編程特殊便利;極高的牢靠性;極豐富的指令性豐富的內(nèi)置集成功能;實(shí)時特性;強(qiáng)大的通訊實(shí)力;豐富的擴(kuò)展模塊。美國的廠商主要有ABB公司、通用電氣公司、MODICON公司、德州儀器公司等。日本的小型最具特色,在小型機(jī)領(lǐng)域中頗具盛名,主要的廠商有三菱、歐姆龍、松下等。在國內(nèi),主要以計(jì)算機(jī)為依托,借助其豐富的軟硬件資源并以某一操作系統(tǒng)為平臺而開發(fā)的開放式體系結(jié)構(gòu)軟PLC的技術(shù)路途,這樣就避開了制約我國傳統(tǒng)硬件牢靠性差的缺點(diǎn),使得我國在今后開發(fā)的軟PLC技術(shù)條件上和國外基本處于同一起跑線上,可以充分發(fā)揮我國在軟件技術(shù)方面的人力資源和智力特長,從而使我國有可能在較短的時間內(nèi),以較少的投入實(shí)現(xiàn)軟PLC在品種、數(shù)量和性能上不僅可以滿足國內(nèi)的需求,而且能在國際上占一席之地。假如我們實(shí)行“揚(yáng)長避短,避硬重軟,軟件突破,以軟代硬,技術(shù)成套,易于生產(chǎn)”的思路,致力于以工業(yè)通用微機(jī)為硬件平臺,將和國外同行重新站在一條起跑線上。所以,發(fā)展軟PLC將對我國的工業(yè)限制領(lǐng)域產(chǎn)生很重要的影響。目前國內(nèi)己經(jīng)有不少公司正在探討開發(fā)的具有自主版權(quán)的軟PLC產(chǎn)品,并且有部分產(chǎn)品己經(jīng)基本達(dá)到國際上要求的軟PLC的性能指標(biāo)。其中像國內(nèi)某公司生產(chǎn)的軟PLC產(chǎn)品,主要基于Windows98系統(tǒng),主要應(yīng)用于電磁攪拌限制系統(tǒng),其產(chǎn)品基本符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn),并且操作簡便,專業(yè)性強(qiáng)。但同時存在不少缺點(diǎn),比如人機(jī)交互界面過于簡潔;梯形圖編輯器智能化程度不高指令集過于簡潔;用途過于單一等。和國外著名廠商生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品相比,國內(nèi)的產(chǎn)品大部分功能過于單一,產(chǎn)品智能化程度不高,性能不高。在軟PLC的開發(fā)平臺方面。目前,國內(nèi)外大多數(shù)的軟PLC以Windows和為操作平臺,DOS環(huán)境下可以輕松實(shí)現(xiàn)實(shí)時限制的要求,但是DOS環(huán)境是單任務(wù)處理方式,使得PC機(jī)的潛力未能充分發(fā)揮,系統(tǒng)的功能和靈敏性也受到了限制。而操作系統(tǒng)具有操作界面良好,程序開發(fā)相對簡潔,開發(fā)程序可移植性好,多任務(wù)等優(yōu)點(diǎn),同時具有實(shí)時響應(yīng)特征和搶占式多任務(wù)調(diào)度機(jī)制,因此在下開發(fā)實(shí)時多任務(wù)系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢;另外,Windows為應(yīng)用程序的開發(fā)供應(yīng)了豐富的內(nèi)部接口函數(shù)。但Windows并不是一個志向的實(shí)時限制系統(tǒng)。同時,系統(tǒng)是收費(fèi)的,這樣就增加了成本。而接受Linux操作系統(tǒng)則可以克服DOS下內(nèi)存管理和Windows下非實(shí)時限制等的限制,具有內(nèi)存管理便利、多任務(wù)、實(shí)時性強(qiáng)的特點(diǎn)。同時也具有豐富的圖形庫,比如GTK,Qt可以便利的實(shí)現(xiàn)Windows下的圖形界面,也避開了Windows環(huán)境的不穩(wěn)定帶來的危害,并且Linux為自由軟件,降低了開發(fā)成本。所以可以預(yù)見,發(fā)展Linux環(huán)境下的軟PLC系統(tǒng)是將來的趨勢,同時也符合我們國家所提倡的伸用Linux操作系統(tǒng)的要求。1.3設(shè)計(jì)工作方案輸送帶限制系統(tǒng)由系統(tǒng)限制柜和傳送帶木體兩部分組成。系統(tǒng)限制柜的操作ICI板上裝有不數(shù)顯示器、電源指示燈、故障指示燈、急停按鈕、啟動按鈕、停止按鈕、角度調(diào)整按鈕、PLC輸入輸出端子以及電源接等。不數(shù)顯T器用來記錄、顯示傳送帶輸送件的數(shù)量;電源指示燈用來反映限制系統(tǒng)是否已經(jīng)通電;故障指示燈用來顯不有無故障,若有緊急狀況,操作人員可按緊急按鈕,系統(tǒng)將立刻停止運(yùn)行,只有急停按鈕復(fù)位后系統(tǒng)才可重新啟動;角度調(diào)整按鈕是用來服務(wù)翻身電機(jī)的。由十翻身電機(jī)在運(yùn)行時易受慣性、摩擦等因素,使得翻身電機(jī)在多次運(yùn)行之后會產(chǎn)生累加誤差,使其不能返回初始位置,通過角度調(diào)整進(jìn)行校正,使翻身電機(jī)回到初始位置。輸送帶俯視圖,輸送帶木體是由輸送帶電機(jī)、翻身電機(jī)、推桿電機(jī)及其傳動裝置所構(gòu)成的,用來完成用戶所要實(shí)現(xiàn)的工藝流程。本文首先介紹PLC系統(tǒng)的工作流程,時序,以及簡要的介紹了PLC系統(tǒng)的特點(diǎn),然后本文描述了傳送帶限制系統(tǒng)和它運(yùn)行的時候的要求,然后本文介紹了傳送帶輸出輸入的確認(rèn)以及PLC系統(tǒng)的選擇,并且本文介紹了機(jī)械手如何PLC,最終本文就以三菱FX系列PLC為例,具體的分析了PLC技術(shù)在該公司輸送帶自動限制裝置中的上位機(jī)和下位機(jī)中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。本文要求對PLC技術(shù)有個比較系統(tǒng)的了解,本文還要求對輸送帶自動限制裝置的工作比較熟悉。2PLC系統(tǒng)的工作分析及特點(diǎn)PLC在自動化領(lǐng)域占據(jù)了舉足輕重的地位.機(jī)器限制照舊是最主要的應(yīng)用方面.占據(jù)了82%過程限制占74%;運(yùn)動限制占55%;批量限制占31%。緊隨其后的是診斷應(yīng)用占25%;比重最小的是平安應(yīng)用僅占1%。對于現(xiàn)代PLC來說.和其他限制系統(tǒng)的接口方法對其靈敏性特殊關(guān)鍵。據(jù)受調(diào)查者稱.接入網(wǎng)絡(luò)是主要PLC的主要接口方法,占69%。其余31%作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)用。對于那些接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備大多數(shù)和電腦或PAC連接運(yùn)用.和PLC連接運(yùn)用的差不多同樣數(shù)量。最少的是和分布式限制系統(tǒng)連接運(yùn)用.所占比例稍高于5%。PLC網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也為限制工程師供應(yīng)了幾乎無限的靈敏性。雖然其中有幾種協(xié)議最常用例如Ethemet,SerialRS-232/RS-485和4-20mA標(biāo)準(zhǔn)型號.但是全部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議還包括許多種類。除了上述的三種協(xié)議.以下是依據(jù)運(yùn)用頻度排序的其他協(xié)議:DeviceNetAllen-BradleyRemoteI/OModbusControlNetWirelessprotocolProfibusHARTPLC的選擇在選型、舉薦和/或選購 PLC的時候有一些特征是很重要的.據(jù)受訪者稱.最重要的特性是內(nèi)部通訊支撐組件其他特性.以重要程度降序排列依次為:PID、快速掃描時間、內(nèi)存總量、運(yùn)動支持實(shí)力、可否外接存儲器和無線通訊實(shí)力。2.1工作流程分析圖1系統(tǒng)工作示意圖機(jī)械手的任務(wù)是將傳輸帶A上的工件搬運(yùn)到傳輸帶B上,其中的上升、下降、左移、右移、抓、放等動作都按確定程序白動完成。傳輸帶B連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下啟動按鈕SB1后,手臂起先上升-到達(dá)確定高度后,由上升限位開關(guān)ST4檢測-手臂起先左旋轉(zhuǎn)-到達(dá)左極限位置時,由手臂左旋極限開關(guān)ST2檢測-手臂起先下降-到達(dá)下降極限位置時,由手臂下降極限開關(guān)STS檢測-這時傳輸帶A起先運(yùn)載被送工件前進(jìn),當(dāng)工件到達(dá)機(jī)械手的手掌時,由工件檢測傳感器PS1檢測到位-停止傳輸帶A前進(jìn),同時將工件起先抓緊-是否將工件已經(jīng)抓緊,由抓緊限位傳感器ST1檢測-然后手臂起先上升-到達(dá)上升限位后由上升限位開關(guān)ST4檢測-手臂起先右旋-到位后由右旋限位開關(guān)ST3檢測-手臂起先下降-到位后由下降限位開關(guān)STS檢測-手臂將工件放下,2s后手臂起先上升,進(jìn)行下一輪操作。它的工作流程如圖2。圖2系統(tǒng)工作流程圖2.2系統(tǒng)的工作步進(jìn)時序圖圖3步進(jìn)時序圖2.3PLC的特點(diǎn)反應(yīng)快是PLC的主要特點(diǎn),因PLC用自身內(nèi)部的定義幫助繼電器對傳統(tǒng)機(jī)械觸電繼電器進(jìn)行了替換,并將原先的導(dǎo)線連接形式去掉,轉(zhuǎn)而由內(nèi)部邏輯關(guān)系取代。所以,這一繼電器節(jié)點(diǎn)的變位時間近乎為零,不須要對傳統(tǒng)繼電器返回系數(shù)進(jìn)行考慮。牢靠性是PLC的又一顯著特點(diǎn),相比于傳統(tǒng)繼電器技術(shù),其抗干擾實(shí)力要高出許多,在困難工業(yè)環(huán)境下仍能保持良好的工作運(yùn)行狀態(tài)。操作簡潔是PLC的重要特點(diǎn),也是其日漸推廣應(yīng)用的主要緣由。簡潔的指令形式使PLC的接受對象簡潔、直觀的程序?yàn)楝F(xiàn)場操縱人員供應(yīng)了很大的便利,同當(dāng)前電氣專業(yè)人員技術(shù)參差不齊的現(xiàn)狀相適應(yīng),如圖4所示。圖4PLC結(jié)構(gòu)圖3輸送帶限制系統(tǒng)描述及其系統(tǒng)運(yùn)行要求輸送帶限制系統(tǒng)由系統(tǒng)限制柜和傳送帶木體兩部分組成。系統(tǒng)限制柜的操作ICI板上裝有不「數(shù)顯示器、電源指示燈、故障指示燈、急停按鈕、啟動按鈕、停止按鈕、角度調(diào)整按鈕、PLC輸入輸出端子以及電源接等。不「數(shù)顯T器用來記錄、顯示傳送帶輸送件的數(shù)量;電源指示燈用來反映限制系統(tǒng)是否已經(jīng)通電;故障指示燈用來顯不有無故障,若有緊急狀況,操作人員可按緊急按鈕,系統(tǒng)將立刻停止運(yùn)行,只有急停按鈕復(fù)位后系統(tǒng)才可幣新啟動;角度調(diào)整按鈕是用來服務(wù)翻身電機(jī)的。由十翻身電機(jī)在運(yùn)行時易受慣性、摩擦等因素,使得翻身電機(jī)在多次運(yùn)行之后會產(chǎn)生累加誤差,使其不能返回初始位置,通過角度調(diào)整進(jìn)行校正,使翻身電機(jī)回到初始位置。輸送帶俯視圖如圖1所不,輸送帶木體是由輸送帶電機(jī)、翻身電機(jī)、推桿電機(jī)及其傳動裝置所構(gòu)成的,用來完成用戶所要實(shí)現(xiàn)的工藝流程。該系統(tǒng)有如下運(yùn)行要求:1)按下啟動按鈕后,系統(tǒng)起先運(yùn)行,傳送帶電機(jī)動作。2)當(dāng)傳感器1檢測到傳送帶1上物體后,計(jì)數(shù)器加1,并顯示累積的數(shù)據(jù),同時PLC起先延時時間的長短大于或等于工件從傳感器1到翻身電機(jī)處所需的時間)。3)延時時間到,翻身電機(jī)動作。運(yùn)行一段時間,也就是正轉(zhuǎn)900后,停頓若干秒,翻身電機(jī)反轉(zhuǎn)復(fù)位,復(fù)位所用時間和正轉(zhuǎn)所用時一間相同。這樣翻身電機(jī)將土件翻個身送到傳送帶2上。4)當(dāng)傳感器"檢測到傳送帶"上有工件時,延時一段時間(時間的長短等于工件從傳感器"被送到推桿處所需的時間),推桿動作,將工件推出傳送帶后復(fù)位。在推桿動作期間傳動帶!、"以及翻身電機(jī)不能工作,推桿復(fù)位后傳送帶、翻身電機(jī)才能動作。5)物體在輸送帶運(yùn)行的時候,是依據(jù)兩個傳感器的觸發(fā)來確定工作時序的。為避開產(chǎn)生誤動作,手及其他物體不要離光電傳感器的探頭太近,以免產(chǎn)生誤動作。4確定系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)及PLC類型要配置的PLC其輸入、輸出點(diǎn)數(shù)分別和系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備相對應(yīng)。木限制系統(tǒng)的輸入設(shè)備有:啟動按鈕、停止按鈕、角度調(diào)整按鈕、急停按鈕、傳感器1、傳感器2等。輸出信號包括:急停輸出、傳送帶運(yùn)行輸出、翻身電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出、翻身電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出、推桿電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出、推桿電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出、系統(tǒng)運(yùn)行指示輸出、故障輸出等。依據(jù)輸入、輸出點(diǎn)數(shù),系統(tǒng)選用三菱FX1S-20MR型PLC已有12個輸入點(diǎn)和8個輸出點(diǎn),能夠滿足系統(tǒng)的要求。限制系統(tǒng)的I/0支配表如表所示。5PLC皮帶運(yùn)輸機(jī)概述5.1PLC限制技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用在以PLC(可編程邏輯限制器)為基礎(chǔ)的限制系統(tǒng)中,電路開關(guān)動作基本都由半導(dǎo)體電路實(shí)現(xiàn),PLC在設(shè)計(jì)時考慮了各種工作環(huán)境,保證了PLC在各種條件下都能牢靠工作。PLC已模塊化和系列化,產(chǎn)品用戶在運(yùn)用時可依據(jù)自身要求對其進(jìn)行靈敏設(shè)置,硬件裝置不再須要制作,運(yùn)用時只需設(shè)計(jì)程序即可滿足不用要求。PLC運(yùn)用的是梯形圖編程語言,和傳統(tǒng)接觸器限制電路相像,簡潔駕馭。其輸入輸出功能比較完善,不僅可邏輯化限制大量開關(guān),還可進(jìn)行各個電路的運(yùn)算和限制。在輸入輸出方面,其可很便利地和各種類型接口連接。5.2限制系統(tǒng)組成皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動限制系統(tǒng)主要包括信號采集和信號處理兩大系統(tǒng)。信號采集系統(tǒng)的功能主要是收集電機(jī)啟停狀態(tài)、皮帶撕裂打滑等信號,采集設(shè)備的開關(guān)量和模擬量信息,該功能的實(shí)現(xiàn)主要是由繼電器和各種傳感器完成。信號處理系統(tǒng)的功能主要是負(fù)責(zé)信號的運(yùn)算和顯示,該系統(tǒng)主要由PLC、人機(jī)界面、工控機(jī)等組成??煽鼐幊滔拗破鬟x用的是西門子公司生產(chǎn)的S7-200型限制器,該P(yáng)LC能適應(yīng)井下惡劣的工作面環(huán)境,對井下其它用電設(shè)備的抗電磁干擾實(shí)力強(qiáng),工作牢靠性高,配置比較靈敏。PLC選用的CPU是CPU226,該P(yáng)LC以EM231模擬量輸入模塊作為擴(kuò)展模塊。PLC的功能主要是對現(xiàn)場各種信號進(jìn)行收集,通過程序?qū)κ占降男盘栠M(jìn)行運(yùn)算,并依據(jù)運(yùn)算結(jié)果限制設(shè)備啟停,同時把信號傳輸給上位機(jī),實(shí)現(xiàn)了對皮帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)時監(jiān)控。限制系統(tǒng)的硬件組成主要包括工控機(jī)、PLC、輸入模塊。限制系統(tǒng)的軟件組成主要包括PLC限制程序和組態(tài)軟件,軟件程序包括系統(tǒng)限制和系統(tǒng)愛惜兩部分,系統(tǒng)限制的功能主要是對給煤機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、振動篩實(shí)現(xiàn)依次限制,系統(tǒng)愛惜的功能主要是對皮帶的打滑、跑偏、撕裂等狀況實(shí)現(xiàn)報(bào)警。限制系統(tǒng)硬件組成如圖1所示,圖1中PPI指傳輸總線。圖1限制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖6皮帶運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)6.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是一個接受4條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng),分別用4臺電動機(jī)帶動,其限制要求如下:(1)依次啟動。啟動時,應(yīng)先啟動最末一條皮帶M4,經(jīng)過5s延時后,再依次啟動其他皮帶。(2)逆序停止。停止時,應(yīng)先停止最前一條皮帶M1,待料運(yùn)輸完畢,經(jīng)過5s延時后,再依次停止其他皮帶。(3)處理故障。在運(yùn)行過程中,假如某條皮帶發(fā)生故障,該皮帶及其前面的皮帶應(yīng)立刻停止運(yùn)行,而該皮帶以后的皮帶待料運(yùn)完后才停止。例如M2發(fā)生故障,M1、M2立刻停,經(jīng)過5s延時后,M3停,再過5s,M4停。6.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6.2.1PLC選型PLC器件是PLC限制系統(tǒng)中的核心部件,正確選擇PLC器件對于保證整個限制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著特殊重要的作用。選擇PLC,主要是選擇PLC的生產(chǎn)廠家和型號。確定生產(chǎn)廠家,主要考慮設(shè)備運(yùn)用者的要求、PLC廠家配套產(chǎn)品的一樣性及通用性以及技術(shù)服務(wù)等方面的因素。PLC廠家確定后,型號的選擇主要取決于限制系統(tǒng)的技術(shù)要求。從技術(shù)的角度考慮,以下幾點(diǎn)應(yīng)引起重視。(1)CPU性能CPU的功能應(yīng)和編程實(shí)力、用戶存儲器的容量、軟件開發(fā)實(shí)力、通信實(shí)力等方面相適應(yīng)。(2)指令系統(tǒng)對于一般僅須要開關(guān)量限制的小型設(shè)備,小型PLC便可滿足,若系統(tǒng)要求PLC實(shí)現(xiàn)某些特殊的功能,則須要考慮是否有相應(yīng)的指令來完成。(3)輸入/輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)應(yīng)確定PLC的輸入信號和輸出信號,明確這些I/O信號是模擬量信號或開關(guān)量信號,是溝通量信號或直流量信號,還有這些信號的電壓等級,以及是否有特殊的要求。(4)物理結(jié)構(gòu)PLC按物理結(jié)構(gòu)可以分為整體式和模塊式兩種,在滿足限制要求的前提下,生產(chǎn)成本也是考慮的因素之一。整體式PLC一般應(yīng)用于小型的限制系統(tǒng)中,其每一個輸入/輸出點(diǎn)的平均價格相對較低。(5)通信實(shí)力PLC的通信實(shí)力是必需考慮的問題,在選擇PLC的通信實(shí)力方面應(yīng)有確定的超前意識,考慮發(fā)展空間的余量。6.2.2I/O支配表依據(jù)系統(tǒng)的限制要求,本系統(tǒng)的輸入信號有啟動按鈕、停止按鈕、4條皮帶的故障開關(guān)等,輸出信號限制的對象為4條皮帶。其I/O支配表見表1。輸入輸出名稱符號名稱符號起動按鈕SB1X0M1皮帶Y1M1皮帶故障X1M2皮帶Y2M2皮帶故障X2M3皮帶Y3M3皮帶故障X3M4皮帶Y4M4皮帶故障X4停止按鈕SB2X5表1I/O支配表6.2.3I/O接線圖依據(jù)本系統(tǒng)的限制要求,其I/O接線圖如圖2所示。圖2I/O接線圖6.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)6.3.1模塊編程思想模塊化編程思想是依據(jù)系統(tǒng)的限制要求把PLC程序須要完成的限制任務(wù)劃分為幾個較小程序塊米實(shí)現(xiàn),然后對每個小程序塊分別迸行編程,這樣各程序塊之間相對獨(dú)立,功能單一而且具有清晰的結(jié)構(gòu),接受這種編程方法就大大降低了編程的難度,同時獲得了較高質(zhì)量的程序,避開了重復(fù)芳動,模塊化編程一般接受自上而下,逐步分解的步驟進(jìn)行。模塊化編程具有以下特點(diǎn):(1)總體的響應(yīng)速度快將限制系統(tǒng)劃分為主程序和子程序,可以依據(jù)須要僅使某幾個子程序動作,因此提高了限制系統(tǒng)總體的響應(yīng)速度。(2)修正、調(diào)試更加簡便由于可以由多個人按任務(wù)分工進(jìn)行修正和調(diào)試,提高了工作效率。即使在限制要求變更時,只需對變更部分的程序進(jìn)行更改,就可以實(shí)現(xiàn)更改后的限制要求,因此使維護(hù)變得更加簡便。在調(diào)試時能夠很簡潔地識別某人地址是一和其他程序共享的還是本程序固有的,另外不須要進(jìn)行程序間地址的重復(fù)檢查,提高了各程序的修正和調(diào)試的效率。(3)運(yùn)用戶程序變得更加簡潔理解通過對限制程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì),運(yùn)用戶程序變得更加簡潔理解。當(dāng)主程序中包含有調(diào)用不同任務(wù)的程序時,由于每次循環(huán)不是全部的程序都在執(zhí)行,只有須要時調(diào)用相關(guān)的程序,從而克服了傳統(tǒng)編程方法不管程序有沒有調(diào)用都一律循環(huán)掃描的弊端,因北,縮短了程序的循環(huán)掃描的時間使CPU的利用率得到了大大的提高。依據(jù)模塊化的編程思想,本系統(tǒng)的程序主要分為兩部分:主程序和故障程序。要將系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)的規(guī)范和合理,須要進(jìn)行程序模塊的功能劃分,主程序是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的簡潔限制,該部分實(shí)現(xiàn)皮帶電機(jī)的啟動和停止,對于各種愛惜不做要求。故障程序具有如下檢測愛惜功能:跑偏,撕裂,急停,溫度,堆煤,煙霧,速度等。整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)逆煤流開車、順煤流停車的遠(yuǎn)程集中限制。6.3.2主程序的設(shè)計(jì)主程序是整個程序的管理調(diào)度者。它上要限制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),分為三種方式:全線啟停(此信號送入PLC,由內(nèi)部邏輯電路限制)、自動啟停(此信號送入PLC,由內(nèi)部邏輯電路限制)、手動啟停此信號不經(jīng)PLC,完全由外部繼電器電路限制)。(1)皮帶啟動=1\*GB3①全線啟動按鈕按一下它,蜂鳴器響5秒,2號皮帶機(jī)啟動,上位主機(jī)畫面的全線啟動指示燈由紅變綠,2號自動指示燈由紅變綠,2號電機(jī)葉片起先旋轉(zhuǎn);然后蜂鳴器又響3秒,1號皮帶機(jī)后:必,上位機(jī)上畫角的1號自動指示燈由紅變綠,1號電機(jī)葉片起先旋轉(zhuǎn)。=2\*GB3②自動啟動1號啟動按鈕;按一下它;則蜂鳴器響3秒,然后啟動1號皮帶機(jī);上位機(jī)主畫面的1號自動指小燈由紅變綠,1號電機(jī)葉片起先旋轉(zhuǎn)。2號就地啟動按鈕:按一下它,則蜂鳴器響3秒,然后啟動2號皮帶機(jī);上位機(jī)主畫面2號自動指示燈由紅變綠,2號電機(jī)葉片起先旋轉(zhuǎn)。=3\*GB3③手動啟動1號啟動按鈕:按一下它,則啟動1號皮帶機(jī),1號啟動指小燈變亮。上位機(jī)主畫面的1號手動指燈由紅變綠,1號電機(jī)葉片起先旋轉(zhuǎn)。2號啟動按鈕:按一下它,則啟動2號皮帶機(jī),2號啟動指示燈變亮。上位機(jī)主畫面的2號手動指示燈由紅變綠,2號電機(jī)葉片起先旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)流程圖如圖所示:圖3皮帶啟動流程圖(2)皮帶停止=1\*GB3①全線停止全線停止按鈕:按一下它,則1號皮帶機(jī)停止。上位機(jī)主畫面的1號自動指示燈由綠變紅,1號電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。等待3秒,然后2號皮帶機(jī)停止。上位主機(jī)畫面的2號自動指示燈由綠變紅,2號電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。=2\*GB3②自動停止1號停止按鈕:按一下它,則1號皮帶機(jī)停止。上位機(jī)主畫面的1號自動指示燈由綠變紅,1號電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。2號停止按鈕:按一下它,則2號皮帶機(jī)停止。上位主機(jī)畫面的2號自動指示燈由綠變紅,2號電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。=3\*GB3③手動停止1號停止按鈕:按一下它,則1號皮帶機(jī)停止,1號啟動指示燈滅。上位機(jī)主畫面的1號自動指示燈由綠變紅,1號電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。2號停止按鈕:按一下它,則2號皮帶

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