基于PLC的運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告基于PLC的運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級(jí)： P12電氣1班 姓名： 李 昭 學(xué)號(hào)： 201203120041 2014年9月30日目 錄第一章 運(yùn)輸帶控制發(fā)展31.1 運(yùn)輸帶在生產(chǎn)中的應(yīng)用31.2 PLC控制及發(fā)展31.3 控制系統(tǒng)人機(jī)界面作用及發(fā)展4第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)52.1 工藝要求52.2 硬件設(shè)計(jì)5第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 123.1 控制要求 123.2 程序的實(shí)現(xiàn) 12第四章 心得體會(huì) 15參考文獻(xiàn) 16第一章 運(yùn)輸帶控制發(fā)展1.1 運(yùn)輸帶在生產(chǎn)中的應(yīng)用運(yùn)輸帶又稱輸送帶，由幾層纖維織物與橡膠粘合而成的一種膠帶。用于運(yùn)輸塊狀、粒狀

2、、粉狀或成件物品等。有疊層式運(yùn)輸帶和包層式運(yùn)輸帶兩種，也有兩種同時(shí)并用。疊層式的夾布層由掛膠帆布組成，可使帶身柔軟和富有彈性，適用于運(yùn)輸各種物品。包層式用于運(yùn)輸細(xì)小而不易磨損運(yùn)輸帶的物質(zhì)，如粉末狀物質(zhì)等。普通運(yùn)輸帶適宜在坡度不大或沿水平方向運(yùn)送物品。升降機(jī)運(yùn)輸帶可運(yùn)送坡度大或垂直方向的物品，外面覆蓋膠，可以升起沉得的、濕的或堅(jiān)硬的物質(zhì)，如礦石、石塊、焦炭、煤、玻璃等。各類運(yùn)輸帶可制成有接頭和環(huán)形無接頭兩種。一般根據(jù)帶的寬度（3001500毫米）和織物層數(shù)（312層）分為各種規(guī)格。按用途可分耐寒、耐熱、耐油、食品工業(yè)用等運(yùn)輸。 運(yùn)輸帶廣泛用于建材、化工、煤炭、電力、冶金等部門，適用于常溫下輸送非

3、腐蝕性的無尖刺的塊狀、粒狀、粉末的多種物料、如煤炭、焦炭、砂石、水泥等散物（料）或成件物品，輸送堆積密度為6.52.5t/m3的各種塊狀、粒狀、粉狀等松散狀物料，也可用于成體物品輸送。1.2 PLC控制及發(fā)展早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC,plc自

4、1966年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和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）。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠

5、的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20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)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各

6、種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。1.3 控制系統(tǒng)人機(jī)界面作用及發(fā)展近年來，人機(jī)界面在控制系統(tǒng)中起著越來越重要的作用。用戶可以通過人機(jī)界面隨時(shí)了解、觀察并掌握整個(gè)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，必要時(shí)還可以通過人機(jī)界面向控制系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警，進(jìn)行人工干預(yù)。因此，人機(jī)界面可以被看成用戶與硬件、控制軟件的交叉部分。用戶可以通過人機(jī)界面與控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，向控制系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、信息和控制命令，而控制系統(tǒng)又可以通過人機(jī)界面回送控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與有關(guān)信息給用戶。人機(jī)界面的作用：過程可視化：將工業(yè)生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)地顯示在HMI設(shè)備上。顯示報(bào)警：對(duì)工業(yè)生

7、產(chǎn)過程的臨界狀態(tài)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警。歸檔過程值和報(bào)警：根據(jù)需求，可以記錄報(bào)警和過程值，檢索以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。過程值和報(bào)警記錄：根據(jù)需求，可以打印輸出報(bào)警和過程值報(bào)表。過程和設(shè)備的參數(shù)管理：根據(jù)產(chǎn)品的品種，可以將工業(yè)生產(chǎn)過程中相應(yīng)產(chǎn)品的參數(shù)存儲(chǔ)在配方中。操作員對(duì)過程的控制：操作員可以通過圖形用戶界面來控制工業(yè)生產(chǎn)過程。人機(jī)界面的發(fā)展：(1)具體形式的發(fā)展，過去經(jīng)歷了批處理、聯(lián)機(jī)終端(命令接口)、(文本)菜單等多通道多媒體用戶界面和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。(2)用戶界面中信息載體類型的發(fā)展，經(jīng)歷了以文本為主的字符用戶界面(CUI)、以二維圖形為主的圖形用戶界面(GUI)和多媒體用戶界面，計(jì)算機(jī)與用戶之間的通信帶寬

8、不斷提高。(3)計(jì)算機(jī)輸出信息的形式而言的發(fā)展，經(jīng)歷了以符號(hào)為主的字符命令語言、以視覺感知為主的圖形用戶界面、兼顧聽覺感知的多媒體用戶界面和綜合運(yùn)用多種感觀(包括觸覺等)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。在符號(hào)階段，用戶面對(duì)的只有單一文本符號(hào)，雖然離不開視覺的參與，但視覺信息是非本質(zhì)的，本質(zhì)的東西只有符號(hào)和概念。在視覺階段，借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)使人機(jī)交互能夠大量利用顏色、形狀等視覺信息，發(fā)揮人的形象感知和形象思維的潛能，提高了信息傳遞的效率。早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只有單調(diào)的峰鳴聲，雖然多媒體技術(shù)將聲頻形式和視頻形式同時(shí)帶入人機(jī)交互，但仍缺少聽覺交互手段，即人處于被動(dòng)收聽狀態(tài)，聲音缺少位置和方向的變化，交互輸入方面仍沿

9、用圖形用戶界面所采用的鍵盤和鼠標(biāo)器等交互設(shè)備。當(dāng)前，在人機(jī)交互中結(jié)合進(jìn)視覺的、聽覺的以及更多的通道是必然趨勢(shì)，特別是將聽覺通道作為補(bǔ)充的或替換的信息通道已顯示出重要性和優(yōu)越性。(4)人機(jī)界面中的信息維度的發(fā)展，經(jīng)歷了一維信息(主要指文本流，如早期電傳式終端)、二維信息(主要是二維圖形技術(shù)，利用了色彩、形狀、紋理等維度信息)、三維信息(主要是三維圖形技術(shù)，但顯示技術(shù)仍利用二維平面為主)和多維信息(多通道的多維信息)空間。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1工藝要求本設(shè)計(jì)是基于西門子S7-200PLC的運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，觸摸屏采用TP277 6。3條運(yùn)輸帶系統(tǒng)有兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：手動(dòng)狀態(tài)（I0.0為0）和自動(dòng)

10、狀態(tài)（I0.0為1）。（1）手動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)，觸摸屏進(jìn)入手動(dòng)畫面，可單獨(dú)啟動(dòng)和停止某一運(yùn)輸帶。（2）自動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)，觸摸屏進(jìn)入自動(dòng)畫面，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，1號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)，過5秒2號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)，過5秒3號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)；點(diǎn)擊停止按鈕，3號(hào)運(yùn)輸帶立即停止，過5秒2號(hào)運(yùn)輸帶停止，過5秒3號(hào)運(yùn)輸帶停止。（3）報(bào)警在任意狀態(tài)，1號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)以后，按下I0.7，系統(tǒng)顯示報(bào)警信息：1號(hào)運(yùn)輸帶故障；按下確認(rèn)按鈕，報(bào)警信息消失。若故障消失（I0.7）為0，報(bào)警信息不再顯示；故障未消失（I0.7為1），過5秒報(bào)警信息又出現(xiàn)。（4）觸摸屏組態(tài)觸摸屏畫面由主畫面、手動(dòng)畫面、自動(dòng)畫面、報(bào)警畫面構(gòu)成。主畫面：用

11、于畫面切換和設(shè)備運(yùn)行動(dòng)畫。手動(dòng)畫面：?jiǎn)为?dú)啟停某一設(shè)備，3組啟停按鈕，動(dòng)畫顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)；自動(dòng)畫面：用于系統(tǒng)的整體啟停，動(dòng)畫顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)；報(bào)警畫面：顯示報(bào)警信息；此外，報(bào)警信息出現(xiàn)時(shí)，可在任意畫面顯示。2.2 硬件設(shè)計(jì)2.2.1 PLC的組成結(jié)構(gòu)PLC 的一般結(jié)構(gòu)如圖1所示，由圖可見主要有6個(gè)部分組成，包括CPU（中央處理器）、輸入/輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、I/O擴(kuò)展接口。圖1 PLC結(jié)構(gòu)圖FX2N系列PLC是三菱公司高性能小型機(jī)的代表作，系統(tǒng)最大I/O點(diǎn)數(shù)為128點(diǎn)，配置擴(kuò)展單元后可達(dá)256點(diǎn)。FX2系列基本執(zhí)行指令的速度0.48s/步，用戶程序存儲(chǔ)器的容量可擴(kuò)展至8K步。 FX2N系列P

12、LC在我國(guó)應(yīng)用比較廣泛。FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。在所有的FX2NPLC中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對(duì)過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。 通過對(duì)PLC的工作原理及性能的了解，并結(jié)合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)中選擇了FX2N系

13、列的小型PLC。分析要求，可以確定需要15個(gè)輸入點(diǎn)，手動(dòng)工作時(shí)，分別為M1,M2,M3啟動(dòng)按鈕，停止按鈕，通常用于系統(tǒng)的檢測(cè)維護(hù)；一個(gè)急停按鈕；自動(dòng)工作時(shí)，傳感器開與關(guān)時(shí)的兩個(gè)不同信號(hào)輸入以及停止按鈕；三個(gè)熱繼電器動(dòng)斷觸電，控制故障電動(dòng)機(jī)。因?yàn)橛腥_(tái)皮帶機(jī)，故需要三個(gè)輸出點(diǎn)。又為了便于日后的功能增加等因素，選擇了48點(diǎn)的基本輸入輸出單元，因?yàn)檩敵龅氖?20V的交流電，為了增加它的耐用性，采用了可控硅輸出。綜上所述，設(shè)計(jì)中最終選擇了FX2N-48MS的PLC，這種PLC技術(shù)成熟，性能好，故障少，價(jià)格低廉，對(duì)于本項(xiàng)目又留有一定的余量，可以為以后改進(jìn)留下余地。2.2.2 I/O口分配PLC的I/O元

14、件地址分配功能描述動(dòng)作器件I/O地址急停SB1X0工作方式手動(dòng)選擇開關(guān)SAX1自動(dòng)X2手動(dòng)M1啟動(dòng)SB2X10M1停止SB3X11M2啟動(dòng)SB4X12M2停止SB5X13M3啟動(dòng)SB6X14M3停止SB7X15自動(dòng)壓力傳感器傳感器ST開X20傳感器ST關(guān)X21停止SB8X22皮帶1故障FR1X31皮帶2故障FR2X32皮帶3故障FR3X33皮帶機(jī)1開KM1Y0皮帶機(jī)2開KM2Y1皮帶機(jī)3開KM3Y2圖2 I/O地址分配2.2.3 PLC的I/O外部接線圖圖 3 外部接線圖2.2.4皮帶電機(jī)的選型及其外部接線1. Y2系列異步電機(jī) 本次設(shè)計(jì)中的電機(jī)采用普通的三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中沒有對(duì)電機(jī)

15、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)是我國(guó)20世紀(jì)90年代中期最新設(shè)計(jì)的三相異步電動(dòng)機(jī)基本系列產(chǎn)品，為全封閉自扇冷式籠型電動(dòng)機(jī)，包括基本設(shè)計(jì)系列（Y2系列）和提高效率設(shè)計(jì)系列（Y2E系列）兩個(gè)系列產(chǎn)品，產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品20世紀(jì)90年代的水平，是用以替代Y系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品，從90年代末期起我國(guó)已開始實(shí)現(xiàn)由Y系列向Y2系列過渡Y2系列電動(dòng)機(jī)是我國(guó)20世紀(jì)90年代中期最新設(shè)計(jì)的三相異步電動(dòng)機(jī)基本系列產(chǎn)品，為全封閉自扇冷式籠型電動(dòng)機(jī)，包括基本設(shè)計(jì)系列（Y2系列）和提高效率設(shè)計(jì)系列（Y2E系列）兩個(gè)系列產(chǎn)品，產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外

16、同類產(chǎn)品20世紀(jì)90年代的水平，是用以替代Y系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品，從90年代末期起我國(guó)已開始實(shí)現(xiàn)由Y系列向Y2系列過渡。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1000m；環(huán)境空氣溫度隨季節(jié)變化，但不超過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。Y

17、2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。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）。采用F級(jí)絕緣，溫升按B級(jí)考

18、核(除315L2-2、4，355全部規(guī)格按F級(jí)考核外)，并要求考核負(fù)載噪聲指標(biāo)。Y2系列電動(dòng)機(jī)是Y系列電機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。其整體水平已達(dá)到國(guó)外同類產(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)、食品等各類不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)合。Y2系列電動(dòng)機(jī)有兩種設(shè)計(jì)，一種是適用于一般機(jī)械配套和出口需要，在輕載時(shí)有較高效率，在實(shí)際運(yùn)行中有較佳節(jié)能效果，且具有較高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，此設(shè)計(jì)稱為Y2-Y系列。中心高63355mm，功率從0.12315kW。電動(dòng)機(jī)符合JB/T8680.1-1998 Y2

19、系列(1P54)三相異步電動(dòng)機(jī)（機(jī)座號(hào)63355）技術(shù)條件。型號(hào)含義：如Y2-200L1-2Y：“Y2”表示異步電動(dòng)機(jī)第二次改型設(shè)計(jì)，“200”表示中心高，“L”表示機(jī)座長(zhǎng)短號(hào)，“1”表示鐵心長(zhǎng)度序號(hào)，“2”表示極數(shù)，“Y”表示第一種設(shè)計(jì)（可省略）。 第2種設(shè)計(jì)是滿載時(shí)有較高效率，更適用于長(zhǎng)期運(yùn)行和負(fù)載率較高的使用場(chǎng)合，如水泵、風(fēng)機(jī)配套，此設(shè)計(jì)稱為Y2-E系列，中心高80280mm，功率從0.5590kW。電動(dòng)機(jī)符合JB/T8680.2-1998 Y2系列(1P54)三相異步電動(dòng)機(jī)（機(jī)座號(hào)80280）技術(shù)條件。 型號(hào)含義：如Y2-200L2-6E：“Y2”表示異步電動(dòng)機(jī)第二次改型設(shè)計(jì)，“200

20、”表示中心高，“L”表示機(jī)座長(zhǎng)短號(hào)，“2”表示鐵心長(zhǎng)度序號(hào)，“6”表示極數(shù)，“E”表示第二種設(shè)計(jì)。Y2系列電動(dòng)機(jī)機(jī)座外輪廓呈四方形兼圓形，散熱片呈垂直，水平平行分布，全部采用鑄鐵結(jié)構(gòu)。另外H63112還兼有鋁合金壓鑄結(jié)構(gòu)。本系列電動(dòng)機(jī)采用淺端蓋結(jié)構(gòu)，增加了內(nèi)部加強(qiáng)筋的數(shù)量和尺寸，全部采用鑄鐵結(jié)構(gòu)，另外H63112還兼有鋁合金壓鑄結(jié)構(gòu)。為方便用戶使用和檢修，H180及以上增設(shè)了不停機(jī)的注油裝置。接線盒防護(hù)等級(jí)為IP55。為了減輕電機(jī)重量，H63280接線盒用鋁合金壓鑄(也可用鑄鐵件)，H315355使用鑄鐵件。且盒內(nèi)設(shè)有專用的接地裝置，H160及以上機(jī)座考慮有熱保護(hù)裝置的安裝位置，電源進(jìn)線孔采用

21、雙孔進(jìn)線，并有兩種密封結(jié)構(gòu)：一種為加密封蓋，另一種為鎖緊密封。接線盒一般位于機(jī)座頂部，并可以四面出線，另外H80355鑄鐵機(jī)座的接線盒還可以位于機(jī)座側(cè)面。2. 主回路電機(jī)的外部接線圖 本次設(shè)計(jì)因?yàn)橛腥?jí)皮帶機(jī)，故需要三個(gè)電機(jī)來拖動(dòng)，當(dāng)然需要有一些短路、過載等保護(hù)，繼電器、空開的選型后面后詳細(xì)介紹，具體的主電路接線圖如下：圖 4 主回路電機(jī)外部接線圖2.2.5.皮帶運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)皮帶運(yùn)輸機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作連續(xù)平穩(wěn)，運(yùn)輸量較大的特點(diǎn)，又因各部分摩擦阻力小，動(dòng)力消耗也低，運(yùn)輸距離不受限制。皮帶輸送機(jī)由頭部、中部和尾部組成。頭部由頭輥及支撐架組成；中部由支撐架、限位輥、張緊輥等組成；尾部由尾輥、支撐架及

22、調(diào)節(jié)裝置組成。其設(shè)計(jì)緊湊合理，自動(dòng)化程度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝精度高。(1)輸送帶帶式運(yùn)輸機(jī)使用的運(yùn)輸帶有橡膠帶、塑料帶、鋼帶等。橡膠帶工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、成本低、質(zhì)量好，工作環(huán)境溫度在-10+40；塑料輸送帶具有耐油、酸、堿等特點(diǎn)；金屬帶結(jié)構(gòu)工藝比較復(fù)雜，價(jià)格較高。這里選擇橡膠帶作為輸送帶。(2)托輥托輥是帶式輸送機(jī)輸送帶及貨載的支撐裝置，托輥隨輸送帶的運(yùn)行而運(yùn)轉(zhuǎn)，以減小輸送機(jī)的運(yùn)行阻力，要求結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，回轉(zhuǎn)阻力系數(shù)小，密封可靠。(3)頭架頭架用來安裝驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒，其側(cè)面與驅(qū)動(dòng)裝置架組裝在一起。頭架有平行輸送機(jī)頭架及槽形輸送機(jī)頭架兩種。前者不能安裝卸料斗及護(hù)罩，供輸送成件物品時(shí)

23、選用，后者可以安裝卸料斗及護(hù)罩。這里選用槽形輸送機(jī)頭架。(4)拉緊裝置在各種具有撓性牽引構(gòu)件的構(gòu)件的輸送機(jī)中，必須裝有拉緊裝置，拉緊裝置使輸送機(jī)具有足夠的初張力，保證輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒之間所必須的摩擦力，補(bǔ)償牽引構(gòu)件在工作過程中的伸長(zhǎng)，保證輸送機(jī)正常平穩(wěn)地運(yùn)行。(5)電動(dòng)滾筒根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，可分為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、單滾筒驅(qū)動(dòng)，雙滾筒驅(qū)動(dòng)幾種。本設(shè)計(jì)采用的電動(dòng)滾筒，是將電動(dòng)機(jī)和減速器裝入驅(qū)動(dòng)滾筒內(nèi)。2.2.6傳感器的選擇力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感

24、器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳

25、輸給處理電路（通常是A/D 轉(zhuǎn)換和CPU ）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中的傳感器只是檢測(cè)有無重物，精度靈敏度要求并不是很高，故采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的壓阻式壓力傳感器。2.2.7其他硬件選型1. 接觸器選用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2.5KW2. 熱繼電器選用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

26、術(shù)參數(shù)及原理如下：（1） 額定電流為20A（2） 熱元件額定電流為32/43.空氣開關(guān)市面上的空氣開關(guān)多種多樣，以“DZ10-100/330 Ie=60A ”來說明各個(gè)參數(shù)的含義所在：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無脫扣器，1熱脫扣器式，2電磁脫扣器式，3復(fù)式）0有無輔助觸頭（0無輔助觸頭，2有輔助觸頭）Ie=60A過電流調(diào)節(jié) 額定電流。要點(diǎn)：1、空氣開關(guān)額定電壓大于等于線路額定電壓2、空氣開關(guān)額定電流和過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=2

27、0A”的空氣開關(guān)。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 控制要求（1）某一生產(chǎn)線的末端有一臺(tái)三級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)，分別由M1、M2、M3三臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。（2）手動(dòng)時(shí)，為了便于調(diào)試，每一臺(tái)電機(jī)都可以單獨(dú)啟動(dòng)，按停止按鈕都可以停下。（3）自動(dòng)控制時(shí)，有料進(jìn)皮帶后，通過檢測(cè)傳感器讓皮帶運(yùn)行，M1M2M3的順序啟動(dòng)，間隔均為5秒，若無料進(jìn)入皮帶，通過安裝在一號(hào)皮帶機(jī)上的傳感器，30秒鐘后讓皮帶機(jī)按M3M2M1的順序停止否則繼續(xù)運(yùn)行，如此循環(huán)往復(fù)；當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其上面的皮帶機(jī)立即停止，而其下的皮帶機(jī)則待料運(yùn)完后才停止，即仍為順序停止。（4）為防止在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)傳感器誤動(dòng)作，要

28、求按下保護(hù)按鈕(即后文中的SA2按鈕)后，系統(tǒng)才處于待運(yùn)行狀態(tài)，否則傳感器不動(dòng)作。（5）為保證意外發(fā)生時(shí)的安全，還要有急停按鈕，當(dāng)急停按鈕按下時(shí)所有電機(jī)立即停止運(yùn)行。（6）要有必要的短路、過載、連鎖保護(hù)。3.2 程序的實(shí)現(xiàn)在圖2.2.2PLC外部接線的分析過程中已經(jīng)列出了PLC的I/O分配表，外了使程序的過程更為明了，采用子程序跳轉(zhuǎn)的方式將程序分為三大塊，即公共程序，手動(dòng)和自動(dòng)子程序。一、公共程序： 在該程序中輸入點(diǎn)X1執(zhí)行調(diào)用手動(dòng)子程序P0,輸入點(diǎn)X2執(zhí)行調(diào)用手動(dòng)子程序P1。圖 1 公共程序二、手動(dòng)程序：手動(dòng)程序相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一般采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，手動(dòng)控制子程序見下圖，手動(dòng)按鈕X10X15,分別控制M1 M2 M3電機(jī)的啟動(dòng)和停止。圖 2 手動(dòng)程序三、自動(dòng)程序：自動(dòng)程序相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)于順序控制系統(tǒng)一般采用順序控制設(shè)計(jì)法，其流程圖如下： 圖 3 順序功能圖對(duì)于順序控制可用多種方法進(jìn)行編寫，本系統(tǒng)的梯形圖程序采用