PLC課設 四條皮帶運輸機的傳送系統(tǒng)

1、中北大學信息商務學院電氣可編程控制器課程設計說明書目錄引言21 控制系統(tǒng)設計要求21.1 PLC課程設計主要步驟21.2 系統(tǒng)控制要求31.2.1控制要求31.2.2設計板31.2.3四節(jié)傳送帶的工作方式42 設計方案42.1 總體設計方案說明43 系統(tǒng)硬件設計43.1 PLC選型及硬件配置43.1.1選型原則43.1.2選型方法43.1.3硬件配置43.2主電路設計43.3 控制電路設計53.4 PLC的I/O接線圖53.5 PLC接線圖64 PLC控制軟件設計及調(diào)試64.1 系統(tǒng)程序設計64.2程序的模擬與調(diào)試11總結(jié)12參考文獻13第 頁 共 頁引言可編程序控制器，英文稱Programm

2、able Controller，簡稱PC。但由于PC和個人計算機（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤晳T地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲區(qū)域執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電器控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到

3、現(xiàn)場操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC程序的編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程編制形象、直觀、方便易學；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產(chǎn)實踐。 本課題是用PLC模擬四節(jié)傳送帶的工作。用PLC控制傳送帶具有程序設計簡單、易于操作和理解、能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能等優(yōu)點。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四節(jié)傳送帶的倒序啟動和順序停止以及故障、重物處理等功能1 控制系統(tǒng)設計要求1.1 PLC課程設計主要步驟1、分析被控對象的工藝條件和控制要求。被

4、控對象是指受控的機械、電氣設備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。在進行系統(tǒng)設計時，首先需要深入了解被控對象的特點、控制過程與要求等。確定被控對象與PLC之間的輸入、輸出關(guān)系?？刂埔笾饕缚刂葡到y(tǒng)的基本方式、應完成的動作等，同時要注意必要的保護和連鎖等2、選擇I/O設備。根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設備的具體型號、數(shù)量等。常用的輸入設備有按鈕、限位開關(guān)，傳感器等；常用的輸出設備有繼電器、接觸器、電磁閥等。3、選擇PLC的型號。根據(jù)已選擇的I/O設備，統(tǒng)計I/O點數(shù)，選擇合適的PLC類型，在選擇時要考慮所需機型的容量大小、I/O模塊種類及電源類型等。4、分配I/O點。只有分配PLC的I/O

5、點后，方可進行程序設計。5、程序設計。它是整個系統(tǒng)設計的核心工作，首先要熟悉控制要求，根據(jù)控制要求設計好梯形圖程序。6、輸入程序后調(diào)試程序。調(diào)試過程中如果發(fā)現(xiàn)問題，則要采取措施逐一排除，直至調(diào)試成功。7、編寫技術(shù)文件。包括說明書、電氣原理圖，電氣元件明細表，程序等。1.2 系統(tǒng)控制要求1.2.1控制要求 有一個用四條皮帶運輸機的傳送系統(tǒng)，分別用四臺電動機帶動，控制要求如下： 啟動時先起動最末一條皮帶機，經(jīng)過1秒延時，再依次起動其它皮帶機。 停止時應先停止最前一條皮帶機，待料運送完畢后再依次停止其它皮帶機。 當某條皮帶機發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止，而該皮帶機以后的皮帶機待運完后

6、才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，經(jīng)過1秒延時后，M3停，再過1秒，M4停。當某條皮帶機上有重物時，該皮帶機前面的皮帶機停止，該皮帶機運行1秒后停，而該皮帶機以后的皮帶機待料運完后才停止。例如，M3上有重物，M1、M2立即停，過1秒，M3停，再過1秒，M4停。1.2.2設計板圖1.11.2.3四節(jié)傳送帶的工作方式四條皮帶運輸機的傳送系統(tǒng)，分別用四臺異步電動機M1、M2、M3、M4（型號：Y）帶動，由于設計版圖上沒有重物模擬開關(guān)，用外部開關(guān)E、F、G、H模擬重物。控制過程如下： （1）啟動時先按下SB1按鈕，起動最末一條皮帶機，經(jīng)過1秒延時，再依次起動其他皮帶機；停止時只需按下按鈕SB2，

7、這時M1皮帶先停止工作，然后M2、M3、M4依次間隔1秒停止工作。 （2）A、B、C、D為故障模擬按鈕，分別模擬M1、M2、M3、M4發(fā)生故障時的情況。例如：當要模擬M1條皮帶機發(fā)生故障時，只需按下按鈕A即可，此時該皮帶機立即停止工作，M2在M1停止工作后1秒以后再停止。M3在M2停止工作后1秒以后再停止，往后依次類推。當M2發(fā)生故障時，M1皮帶機立即停止工作，而M2以后的皮帶機則依次間隔1秒以后再停止工作。M3、M4發(fā)生故障時情況與此相同。 （3）E、F、G、H為重物模擬開關(guān)，分別模擬M1、M2、M3、M4重物時的情況。例如：當要模擬M2皮帶機重物時，只需打開F開關(guān)即可，此時該皮帶機前面的M

8、1立即停止工作，M2延時1秒后停止，M3在M2停止后延時1秒停止，M4在M3停止后延時1秒停止。M1、M3、M4重物情況與此相同。2 設計方案2.1 總體設計方案說明（1）控制電路采用PLC控制直流接觸器來控制三相異步電機的運轉(zhuǎn)，進而控制傳送帶。（2）用A、B、C、D按鈕分別模擬M1、M2、M3、M4故障，用E、F、G、H開關(guān)分別模擬M1、M2、M3、M4重物。（3）采用刀開關(guān)、熔斷器、直流接觸器和熱繼電器構(gòu)成Y100L-2型三相異步電機啟動、停止和保護主電路。（4）采用基本指令和定時器指令組合來設計控制程序。3 系統(tǒng)硬件設計3.1 PLC選型及硬件配置3.1.1選型原則PLC的選擇主要應從P

9、LC 的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下,力爭最佳的性能價格比。選擇時應主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應的功能要求,響應速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機型盡量統(tǒng)一等因素。3.1.2選型方法（1）四節(jié)傳送帶系統(tǒng)有10個輸入量和4個輸出，考慮滿足功能要求及擴展，可以選擇I/O總點數(shù)為24點或I/O總點數(shù)為32點的FX系列PLC；（2）PLC控制直流接觸器的線圈，故選用交流電源、繼電器輸出型FX系列PLC；（3）考慮最佳性能價格比和可靠性，故選用FX2N系列。綜上所訴，給出

10、FX2N24MR、FX224MR和FX232MR三種參考。本次課程設計我們使用的是PLC是FX2N24MR型PLC。3.1.3硬件配置（1）PLC型號：FX2N24MR（AC電源，DC輸入，輸入14點，輸出10點，繼電器輸出）；（2）Y100L2型三相異步電機,額定功率3KW，額定電流6.4A，額定轉(zhuǎn)速2880r/min；（3）刀開關(guān)、直流接觸器、熔斷器、熱繼電器和傳感器。3.2主電路設計圖3.13.3 控制電路設計圖3.23.4 PLC的I/O接線圖表3.1輸入輸出啟動（SB1）X0Y1KM1停止（SB2）X5Y2KM2M1故障（A）X1Y3KM3M2故障（B）X2Y4KM4M3故障（C）X

11、3M4故障（D）X4M1重物（E）X6M2重物（F）X7M3重物（G）X10M4重物（H）X113.5 PLC接線圖圖3.34 PLC控制軟件設計及調(diào)試4.1 系統(tǒng)程序設計梯形圖指令表4.2程序的模擬與調(diào)試 （1）傳送帶正常運轉(zhuǎn)時：當按下啟動按鈕SB1時，先啟動最后一個傳送帶，然后經(jīng)過1S的延時，啟動第三個傳送帶，依次經(jīng)過1S延時，啟動其他傳送帶；當按下停止按鈕SB2時，第一個傳送帶立即停止運轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。（2）傳送帶發(fā)生故障時：當A傳送帶發(fā)生故障時，第一個傳送帶停止運轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當B傳送帶發(fā)生故障時，第一、二個傳送帶停止運

12、轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當C傳送帶發(fā)生故障時，前三個傳送帶停止運轉(zhuǎn)，第四個傳送帶經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當D傳送帶發(fā)生故障時，四個傳送帶均停止運轉(zhuǎn)。當故障解除時，四個傳送帶需要停完后，再次按啟動按鈕，傳送帶開始運轉(zhuǎn)。（3）傳送帶重物時：當A傳送帶重物時，第一個傳送帶延時1S停止運轉(zhuǎn)，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當B傳送帶重物時，第一個傳送帶停止運轉(zhuǎn)，第二個傳送帶延時1S停止，其余傳送帶按正向依次經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)。當C傳送帶重物時，前兩個傳送帶停止運轉(zhuǎn)，第三個傳送帶經(jīng)過1S的延時停止運轉(zhuǎn)，第四個在第三個停止后延時1S停止。當D傳送帶發(fā)生故障時，前三個傳送帶均停止運轉(zhuǎn)，D延時1S停止。當重物解除時，四個傳送帶需要停完后，再次按啟動按鈕，傳送帶開始運轉(zhuǎn)。總結(jié)本次課程設計經(jīng)過老師和同學們的幫助，終于圓滿完成，在老師和同學的幫助下，克服了不少困難。通過這次課程設計我學到了很多東西，不僅鞏固了以前所學