基于PLC的四級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、題目： 基于 PLC的四級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：設(shè)計(jì)一個(gè)基于 PLC的四級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)。 啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一條皮 帶 機(jī)，經(jīng)過 1 秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)。停止時(shí)應(yīng)先停止最前一條皮帶機(jī)， 經(jīng)過 1 秒延時(shí), 再依次停止其它皮帶機(jī)。 當(dāng)某條皮帶機(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，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)經(jīng)過 1 秒延依次停止。 矚 慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。時(shí)間：所屬系部： 自動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào) ：專業(yè)： 生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)指導(dǎo)單位或教研室： 生產(chǎn)過程自動(dòng)化教研室指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）進(jìn)度計(jì)劃表日期工作內(nèi)容執(zhí)行情況指

2、導(dǎo)教師 簽字2013.9.2 0領(lǐng)取畢業(yè)設(shè)計(jì)課題2013.9.25-10.15收集查閱關(guān)于 PLC的資料，認(rèn) 識(shí) PLC 的功能和用途2013.10.16-1025收集查閱關(guān)于傳送帶的資料， 傳送帶的作用和發(fā)展前景2013.10.26-11.10收集查閱關(guān)于傳送帶的工作原 理，了解傳送帶的構(gòu)成。2013.11.16-11.21基于數(shù)控機(jī)床的 PLC控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的電子稿撰寫2013.12.1-12.15修改基于數(shù)控機(jī)床的 PLC 控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電子稿教師對(duì)進(jìn) 度計(jì)劃實(shí) 施情況總 評(píng)簽名年月日本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一。摘要 現(xiàn)今的社會(huì)，科技發(fā)展迅速，在工業(yè)方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、控

3、制 技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)， 這些高新技術(shù)推動(dòng) 了 PLC的發(fā)展。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來(lái)越多稱之為可編程控制 器的小電腦在為我們服務(wù)，可編程控制器在工業(yè)控制，尖端武器，通信設(shè)備，信 息處理，家用電器等各測(cè)、 控制領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。 本次設(shè)計(jì)的四級(jí)傳送帶 電路采用 PLC為控制核心， 具備順序起動(dòng)和順序停止功能， 而且當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā) 生故障時(shí)， 該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止的自動(dòng)控制等功能， 然后該皮帶 機(jī)以后的皮帶機(jī)利用定時(shí)器定時(shí) 1S 后依次停止。利用本次設(shè)計(jì)，初步掌握 PLC 的基本控制功能，學(xué)會(huì)運(yùn)用 PLC，控制基本工業(yè)控制。 聞創(chuàng)溝

4、燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。關(guān)鍵詞 ; S7-200PLC； 四級(jí)傳送帶裝置； 定時(shí)器；AbstractTodays society, the rapid development of technology, in industry, the development of computer technology, semiconductor technology, co ntrol technology, digital technology, communication network technolog y is closely linked, these advanced technology to

5、 promote the develop ment of PLC. Today, our living environment and working environment is more and more called programmable controller of small computer for o ur services, the programmable controller in the industrial control, s ophisticated weapons, communications equipment, information processin

6、g, application of the test, control home appliances and other fields in the exclusive Ngau tau. The design of the four conveyor circuit us ing PLC as control core, with the sequence starting and order stop fu nction, and when a belt machine failure, automatic control functions of belt conveyor belt

7、and the front stop, stop timing sequence 1S tim er after the use of the belt conveyor belt conveyor and then later. U sing this design, preliminary master the basic control functions of P LC, learn to use the PLC control, industrial control.釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。Keywords; S7-200PLC; four stagetransmissionbelt

8、device; timer 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。目錄1 概述 1 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。1.1 PLC 的概述 1 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。1.1.1 PLC 的歷史 1 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。1.1.2 PLC 的主要功能 1 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。1.1.3 PLC 的主要特點(diǎn) 2 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。1.1.4 PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信 3 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.2 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的歷史 . 3 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。1.2.1 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的起源 . 3 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1.2.2 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的發(fā)展 . 3 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。2 S7-200 的配置及組態(tài) 5 贓熱俁閫

9、歲匱閶鄴鎵騷。2.1 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 5 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。2.2 PLC 的工作原理 6 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。2.3 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的工作要求 . 6 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2.4 電氣原理圖與功能詳細(xì)說(shuō)明 . 6 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。2.4.1 四節(jié)傳送帶的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖： 6 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。2.4.2 輸入 / 輸出接線列表 7 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。2.4.3 輸入 / 輸出接線圖 8 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3 四節(jié)傳送帶中 S7-200 的指令系統(tǒng)及編程 9 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。3.1 編程語(yǔ)言 . 9 輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。3.2 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的流程圖 .

10、10 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。3.3 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的梯形圖 . 11 識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。4 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的調(diào)試 18 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。4.1 軟件部分調(diào)試： . 18 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。4.2 硬件部分調(diào)試： . 18 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。結(jié)束語(yǔ) . 19 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。謝辭 . 20 閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。參考文獻(xiàn) . 21 氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。1 概述1.1 PLC 的概述可編程邏輯控制器， PLC （ Programmable Logic Controller ），一種數(shù)字運(yùn) 算操作的電子系統(tǒng)， 是以微機(jī)處理器為基礎(chǔ)， 綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、 半導(dǎo)體集成技 術(shù)、自

11、動(dòng)控制技術(shù)、 數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制 技術(shù)，它采用一類可編程的存儲(chǔ)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，并通過數(shù)字或模擬式輸入 / 輸 出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 它面向控制過程、 面向用戶、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境、 操作方便、可靠性高，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。 釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。1.1.1 PLC 的歷史在 PLC問世之前， 工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制站主導(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)性差等，而 PLC是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)

12、的。自 1836 年繼電 器問世，人們就開始用導(dǎo)線將它同開關(guān)器件巧妙地連接， 構(gòu)成用途各異的邏輯控 制或順序控制。上世紀(jì) 60年代末，它不斷吸收微計(jì)算機(jī)技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)， 逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù) 。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛 速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)， 以及流程加工行業(yè) （如汽車制造業(yè)） 對(duì)生產(chǎn)流程迅速、 頻繁變更的需求， PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。目前， PLC在小型化、大型化、大 容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍， 使早期的 PLC從最初的邏輯控制、 順序控制， 發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及 PID 回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代 PLC。

13、但是，仍然沿用著順序掃描、程序控制等基本 模式及 CPU+通信 +I/O 的基本結(jié)構(gòu)。 PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè) 現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡(jiǎn)便、低價(jià) 格長(zhǎng)壽命。 它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備， 不需添加太多的中間部件或需要更 多的接口，這樣節(jié)省了用戶時(shí)間和成本。 PLC的下端 （ 輸入端）為繼電器、晶體管 和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計(jì)算機(jī)。 PLC的諸多優(yōu)點(diǎn)確 定了其在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。 慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長(zhǎng)涼。1.1.2 PLC 的主要功能控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。 數(shù)據(jù)采集與輸出。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉

14、類。輸入/輸出接口調(diào)理功能。 具有 A/D 、D/A 轉(zhuǎn)換功能，通過 I/O 模塊完成對(duì)模 擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動(dòng)等測(cè)量接口數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對(duì)字節(jié)的運(yùn)算、 PID 運(yùn)算、 濾波等。支持人機(jī)界面功能。提供操作者以監(jiān)視機(jī)器 /過程工作必需的信息。允許操 作者和 PC 系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)的 分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。通信、聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代 PLC 大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有 RS232 或 RS485 接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程 I/O 控制，多臺(tái) PLC 可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件 與一臺(tái)或多臺(tái)可編程控制器

15、的信號(hào)處理單元之間， 實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換， 如程序 轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文檔轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)， 可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái) PLC 構(gòu)成“集中管理、 分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò)， 以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。 通常所說(shuō)的 SCADA 系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)端和遠(yuǎn)程端也可以采用 PLC 作現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。 熒紿譏鉦 鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。1.1.3 PLC 的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式多樣， 模塊化組合靈活。 有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床， 組合式適 于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點(diǎn)，而AB的ControlLogix 系統(tǒng)的容量達(dá) 128000 點(diǎn)。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞?？煽啃愿?。 PLC的 M

16、TBF 一般在 40000 50000h以上，有的在 10-20萬(wàn) h， 且均有完善的自診斷功能。編程方便。控制具有極大靈活性。 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 是面向工 礦企業(yè)的工控設(shè)備。 它接口容易， 編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。 梯形圖語(yǔ) 言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏 輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 為不熟悉電子電路、 不懂計(jì)算 機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥 憫騖。功能強(qiáng)大。PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、 中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。 可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了

17、邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具 有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得 非常容易。 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。 安裝、維修簡(jiǎn)單。與 DCS 相比，價(jià)格低。 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯， 大大減少了控制設(shè)備外部的接線， 使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短， 同時(shí) 維護(hù)也變得容易起來(lái)。 更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為

18、可 能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。當(dāng)前 PLC 產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展潮流。1.1.4 PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信PLC的通信包括 PLC之間、 PLC與上位計(jì)算機(jī)之間以及 PLC與其他智能設(shè)備 間的通信。 PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器相 連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)， 以實(shí)現(xiàn)信息的交換， 并可構(gòu)成集中管理、分散控制 的分布式控制 系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化 （FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要， 各 PLC系統(tǒng)或遠(yuǎn)程 I/O 模塊按功能 各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制， 然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。目前各廠商都主推各自的總線標(biāo)準(zhǔn)，如西門子 Profibus

19、、A-B ControlNet 及 DeviceNet 、莫迪康 Modbus等等。但其構(gòu)成的“集中管理、分散控制”分布 式控制方式是十分類似的。 如 ROCKWE（LLA-B）推出了 “全方位自動(dòng)化” 的理念， 推薦三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 即 1）設(shè)備層（DeviceNet 為代表）；2）控制層（ControlNet 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。為代表）；3）管理層（ EtheNet ）。1.2 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的歷史1.2.1 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的起源17 世紀(jì)中，美國(guó)開始應(yīng)用架空索道傳送散狀物料； 19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代 結(jié)構(gòu)的傳送帶輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。 皮帶式傳送帶設(shè)備 1868 年，在英國(guó)出現(xiàn)了皮帶 式傳

20、送帶輸送機(jī)； 1887年，在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)； 1905 年，在瑞士出現(xiàn)了 鋼帶式輸送機(jī)； 1906 年，在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，傳送帶輸送 機(jī) 受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由 完成車間內(nèi)部的傳送， 發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、 企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬 運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。 擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。1.2.2 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的發(fā)展未來(lái)傳送帶設(shè)備的將向著大型化發(fā)展、 擴(kuò)大使用范圍、 物料自動(dòng)分揀、 降低 能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。大型化包括大輸送能力、 大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。 水力輸送裝 置的長(zhǎng)度

21、已達(dá) 440 公里以上帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近 15 公里，并已出現(xiàn)由若 干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道” 。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連 續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍， 是指發(fā)展能在高溫、 低溫條件下有腐蝕性、 放射性、 易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的傳送 帶設(shè)備。本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)多級(jí)皮帶傳輸系統(tǒng)， 它多用于處于復(fù)雜地形的大型工業(yè)廠 礦。系統(tǒng)采用可編程控制器（ PLC）做下位機(jī)控制，上位機(jī)則采用工業(yè)通用組態(tài) 軟件“組態(tài)王”設(shè)計(jì)控制界面， 并最終完成上下位機(jī)的通信以達(dá)到直觀方便的 控制效果。多級(jí)皮帶傳輸系統(tǒng)憑借它自身的特點(diǎn)和優(yōu)

22、勢(shì)在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要的作用 和地位，最典型的應(yīng)用就是我們常說(shuō)的輸煤系統(tǒng)。 輸煤系統(tǒng)的組成部分包括給煤 機(jī)、皮帶、破碎機(jī)、三通、卸料器等。我們采用 PLC對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行順序控制。2 S7-200 的配置及組態(tài)2.1 PLC 的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相 同，基本構(gòu)成為：圖 2-1 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 電源。PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%范) 圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。 賠 荊紳諮侖驟遼輩襪錈。中央處理單元 (CPU)。中央處理單元 (CPU)是 PLC的控制中

23、樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)； 檢查電源、存 儲(chǔ)器、 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)， 首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)， 并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指 令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 等所有的 用戶程序執(zhí)行完畢之后， 最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù) 傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC還采用雙 C

24、PU構(gòu)成冗余系統(tǒng)， 或采用三 CPU的表決 式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 塤礙籟饈決 穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。存儲(chǔ)器。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。輸入輸出接口電路?，F(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電 路，作用是 PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù) 據(jù)寄存器、 選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成， 作用 PLC通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn) 場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。功能模塊。如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。通信模塊。如以太網(wǎng)、 RS485、 Profibus-DP 通訊

25、模塊等。2.2 PLC 的工作原理當(dāng) PLC投入運(yùn)行后， 其工作過程一般分為三個(gè)階段， 即輸入采樣、 用戶程序 執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 在整個(gè)運(yùn)行期 間，PLC的 CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。倉(cāng)嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。輸入采樣階段。在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài) 和數(shù)據(jù)， 并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 輸入采樣結(jié)束后， 轉(zhuǎn)入用 戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 綻萬(wàn)璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。用戶程序執(zhí)行階段。在用戶程序執(zhí)

26、行階段， PLC總是按由上而下的順序依次 地掃描用戶程序 （梯形圖 ） 。在掃描每一條梯形圖時(shí)， 又總是先掃描梯形圖左邊的 由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路， 并按先左后右、 先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制 線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算， 然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果， 刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM存儲(chǔ) 區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。 驍顧 燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。輸出刷新階段。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期 間，CPU按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸 出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。2.3 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的工

27、作要求啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過 1 秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)。 停止時(shí)應(yīng)先停止最前一條皮帶機(jī)，經(jīng)過 1 秒延時(shí)，再依次停止其它皮帶機(jī)。 當(dāng)某條皮帶機(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，而該皮帶 機(jī)以后的皮帶機(jī)每隔一秒依次停止。例如 M2故障， M1、M2立即停，經(jīng)過 1 秒延 時(shí)后，M3停，再過 1 秒， M4停。鎦詩(shī)涇艷損樓紲鯗餳類。2.4 電氣原理圖與功能詳細(xì)說(shuō)明2.4.1 四級(jí)傳送帶的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖 ：圖 2-2 四級(jí)傳送帶的模擬實(shí)驗(yàn) 功能說(shuō)明：M1 、M2、M3、 M4表示傳送帶的運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)、停止用動(dòng)合按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，負(fù)載或故障設(shè)置用鈕子開關(guān)來(lái)模擬，電機(jī)的停轉(zhuǎn)或運(yùn)行用

28、發(fā)光二極管來(lái)模擬。 櫛緶歐鋤棗鈕 種鵑瑤錟。啟動(dòng)時(shí)先按下 SB1，起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過 1 秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它 皮帶機(jī)。停止時(shí)應(yīng)先按下 SB2，停止最前一條皮帶機(jī)，經(jīng)過 1 秒延時(shí)，再依次停止其 它皮帶機(jī)。A、B、C、D 表示故障設(shè)定，分別模擬 M1、M2、M3、M4發(fā)生故障時(shí)的情況，當(dāng) 某條皮帶機(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，而該皮帶機(jī)以后 的皮帶機(jī)每隔一秒依次停止。例如 M2故障，只需按下 B 按鈕即可，則 M1、M2立 即停，經(jīng)過 1 秒延時(shí)后， M3停，再過 1 秒，M4停。 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。2.4.2 輸入/ 輸出接線列表表 2-1 I/O 地址分布列表

29、輸入SB1ABCDSB2接線I0.0I0.1I0.2I0.3 I.4I0.5輸出 接線M1M2M3M4Q0.1Q0.2Q0.3Q0.472.4.3 輸入/ 輸出接線圖本設(shè)計(jì)由六個(gè)輸入四個(gè)輸出組成，輸入分別是啟動(dòng)、停止和四個(gè)故障A 、B、C、 D，輸出分別是四級(jí)傳送帶的電機(jī) M1、M2 、M3、M4. 峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。3 四級(jí)傳送帶中 S7-200 的指令系統(tǒng)及編程3.1 編程語(yǔ)言可編程控制器的應(yīng)用軟件是指用戶根據(jù)自己的控制要求編寫的用戶程序。 由 于可編程控制器的應(yīng)用場(chǎng)合是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)， 它的主要用戶是電氣技術(shù)人員， 所以其 編程語(yǔ)言與通用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言相比， 具有明顯的特點(diǎn)， 它既不同于

30、高級(jí)語(yǔ)言， 又不同于匯編語(yǔ)言， 它要滿足易于編寫和易于調(diào)試的要求， 還要考慮現(xiàn)場(chǎng)電氣技 術(shù)人員的接受水平和應(yīng)用習(xí)慣。 因此，可編程控制器通常使用梯形圖語(yǔ)言， 又稱 繼電器語(yǔ)言，更有人稱之為電工語(yǔ)言。另外，為滿足各種不同形式的編程需要， 根據(jù)不同的編程器和支持軟件， 還可以采用指令語(yǔ)句表、 邏輯功能圖、 順序功能 圖、流程圖及高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程。 梯形圖是一種圖形編程語(yǔ)言， 是面向控制過程 的一種“自然語(yǔ)言”，它沿用繼電器的觸點(diǎn)（觸點(diǎn)在梯形圖中又常稱為接點(diǎn)） 、線 圈、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)， 同時(shí)也增加了一些繼電器控制系統(tǒng)中所沒有的特 殊功能符號(hào)。 梯形圖語(yǔ)言比較形象、 直觀，對(duì)于熟悉繼電器控制

31、線路的電氣技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，很容易被接受，且不需要學(xué)習(xí)專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此，在PLC應(yīng)用中，梯形圖是使用得最基本、 最普遍的編程語(yǔ)言。 但這種編程方式只能用圖形編 程器直接編程。 詩(shī)叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。PLC 的梯形圖雖然是從繼電器控制線路圖發(fā)展而來(lái)的， 但與其又有一些本質(zhì) 的區(qū)別：（1）PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、 輸出繼電器、保持繼電器、中間繼電器等。但是，這些繼電器并不是真實(shí)的物理 繼電器，而是“軟繼電器” 。這些繼電器中的每一個(gè)，都與 PLC用戶程序存儲(chǔ)器 中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中的元件映像寄存器的一個(gè)具體基本單元相對(duì)應(yīng)。 如果某個(gè)基本 單元為“ 1”狀態(tài)，

32、則表示與這個(gè)基本單元相對(duì)應(yīng)的那個(gè)繼電器的“線圈得電” 。 反之，如果某個(gè)基本單元為“ 0”狀態(tài)，則表示與這個(gè)基本單元相對(duì)應(yīng)的那個(gè)繼 電器的“線圈斷電”。這樣，就能根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中某個(gè)基本單元的狀態(tài)是“ 1” 還是“ 0”，判斷與之對(duì)應(yīng)的那個(gè)繼電器的線圈是否“得電” 。（2）PLC梯形圖中仍然保留了常開接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)的名稱，這些接點(diǎn)的接 通或斷開，取決于其線圈是否得電。（3）PLC梯形圖中的各種繼電器接點(diǎn)的串、并聯(lián)連接，實(shí)質(zhì)上是將對(duì)應(yīng)這 些基本單元的狀態(tài)依次取出來(lái)，進(jìn)行“邏輯與” 、“邏輯或”等邏輯運(yùn)算。而計(jì)算 機(jī)對(duì)進(jìn)行這些邏輯運(yùn)算的次數(shù)是沒有限制的， 因此，可在編制程序時(shí)無(wú)限次地使 用各種繼電

33、器的接點(diǎn)，且可根據(jù)需要采用常開（動(dòng)合）或常閉（動(dòng)斷）的形式。 注意，在梯形圖程序中，同一個(gè)繼電器的線圈一般只能使用一次。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。（4）在繼電器控制線路圖中，左、右兩側(cè)的母線為電源線，在電源線中間 的各個(gè)支路上都加有電壓， 當(dāng)某個(gè)或某些支路滿足接通條件時(shí)， 就會(huì)有電流流過 接點(diǎn)和線圈。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。（5）在繼電器控制線路圖中，各個(gè)并聯(lián)電路是同時(shí)加電壓并行工作的，由 于實(shí)際元件動(dòng)作的機(jī)械慣性，可能會(huì)發(fā)生接點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。（6）PLC梯形圖中的輸出線圈只對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不 能用必須通過指定的輸出繼電器，經(jīng) I/O 接口上對(duì)應(yīng)的輸出單元（

34、或輸出端子） 才能驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。3.2 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的流程圖10第一級(jí)是否有Y第一二級(jí)停止1S后第四級(jí)皮帶停止1S后第三級(jí)皮帶停止圖 3-1 軟件流程圖為了實(shí)現(xiàn)四級(jí)傳送帶的順序啟動(dòng)、 順序停止和故障處理的功能， 設(shè)計(jì)的流程 圖如上圖所示。3.3 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的梯形圖111213141516圖 3-3 程序梯形圖174 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的調(diào)試4.1 軟件部分調(diào)試：軟件程序由 STEP-7 軟件編寫，可以對(duì)程序網(wǎng)絡(luò)框圖進(jìn)行標(biāo)注，程序編寫完 成后，對(duì)程序進(jìn)行編譯連接，若有程序錯(cuò)誤，在進(jìn)行修改，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止， 然后將程序下載到 PLC 中。 陽(yáng)簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。4.

35、2 硬件部分調(diào)試：該設(shè)計(jì)的硬件部分調(diào)試可以在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，本次設(shè)計(jì)采用 PLC226，由實(shí) 驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行初步調(diào)試， 程序下載完成后， 按下開始按鈕， 第四段皮帶，第三段皮帶， 第二段皮帶，第一段皮帶依次運(yùn)行，時(shí)間間隔為 1 秒。按下停止按鈕后，第一段 皮帶，第二段皮帶，第三段皮帶，第四段皮帶依次停止，時(shí)間間隔為 1 秒。在運(yùn) 行過程中， 當(dāng)某條皮帶機(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， 而 該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)依次停止，時(shí)間間隔 1 秒。例如第二條皮帶故障，第一、 第二條皮帶立即停， 經(jīng)過 1秒延時(shí)后，第三條皮帶停，再過 1秒，第四條皮帶停。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。18結(jié)束語(yǔ)該畢業(yè)設(shè)計(jì)是應(yīng)用 S7-200 PLC控制四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的硬件電路， 并利用梯 形圖控制程序設(shè)計(jì)。通過控制 S7200 PLC 的定時(shí)繼電器的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)四條皮 帶的運(yùn)行，熟悉掌握好定時(shí)器和 PLC 中基本的軟組件使用方法和作用，按照選 題利用定時(shí)器和繼電器特點(diǎn)進(jìn)行編程， 使按下某按鈕后實(shí)現(xiàn)不同的功能當(dāng)程序編 好后，利用 S7-200 軟件調(diào)試系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，根據(jù)功能要求使其一步步實(shí)現(xiàn)。