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六级带式输送机 PLC 六级带式 输送

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六级带式运输机PLC控制设计摘 要带式运输机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械,可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。皮带输送机既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送PLC( Programmable Logic Controller),是可编程逻辑控制器。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运箅,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC已经广泛应用于钢铁、石油化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个业。本课程设计是我校自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相结合的重要手段。通过皮带输送机PLC电气控制系统这个课题的设计,我们要达到培养自身综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序和方法的目的。通过课程设计可以得到工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。关键词：带式运输机，三菱FX2N，电动机 II目录前言1第1章 带式运输机概况及控制要求21.1 带式运输机概况及控制要求21.1.1 带式运输机概况21.1.2 控制要求2第2章 控制系统硬件设计32.1电动机主电路32.1.1 电动机主电路的设计 32.1.2 PLC型号的选择 32.2 接线图42.2.1 PLC接线图 42.2.2 I/O地址分配4第3章 控制系统软件设计53.1 系统设计流程示意图53.2 控制系统软件设计63.2.1 启动程序设计63.2.2 停止程序设计73.2.3 M1故障程序设计83.2.4 M2故障程序设计93.2.5 M3故障程序设计 103.2.6 M4故障程序设计113.2.7 M5故障程序设计113.2.8 M6故障程序设计123.3 程序指令表13第4章 调试164.1 程序调试16结论17参考文献18 前言在PC问世之前,工业控制领域中是继电器控制站主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点:体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等,而PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世,人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接,构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末,它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强,逐渐适合复杂的控制任务。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的岀现,以及流程加工行业(如汽车制造业)对生产流程迅速、频繁变更的需求,PLC技术出现并快速发展。目前,PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃,使早期的PLC从最初的逻辑控制、顺序控制发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。但是,仍然沿用着顺序扫描、程序控制等基本模式及CPU+通信+I/0的基本结构。PLC之所以有生命力,在于它更加适合工业现场和市场的要求:髙可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它的输入输岀端更接近现场设备,不需添加太多的中间部件或需要更多的接口,这样节省了用户时间和成本。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端一般是面向用户的微型计算机。PLC的诸多优点确定了其在工业中的广泛应用。PLC的主要功能1、控制功能。包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等四节传送带的模拟2、数据采集与输出。3、输入/输岀接口调理功能。具有D、DA转换功能,通过IO模块完成对模拟量的控制和调节,具有温度、运动等测量接口。4、数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PI运算滤波等。5、支持人机界面功能。提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整,实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。6、通信、联网功能。,多台PLC可彼此间联网、通信,外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间,实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。在系统构成时,可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的 SCADA系统,现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。编程、调试等,并且大部分支持在线编程。PLC的主要特点1、结构形式多样,模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床,组合式适于集控制系统。2、编程方便。控制具有极大灵活性。PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。3、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。1第1章 带式运输机概况及控制要求1.1 带式运输机概况及控制要求1.1.1 带式运输机概况有一个用6台传送带运输机组成的物料传送系统,如图所示。每条传送带由相应的电动机M1、M2、M3、M4、M5、M6带动,M1M6分别由接触器KM1KM6控制起停。同时每台电动机均设置相应的故障继电器,当遇到堵转等故障时,相应的故障继电器即刻动作。图1-1 皮带输送机系统示意图1.1.2 控制要求1、起动时,按下按钮SB1,为了避免在前段传送带上造成物料堆积,要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动,即按M6、M5、M4、M3、M2、M1的顺序起动,每隔6s起动一台传送带运输机。2、停机时,按下按钮SB2,为了使传送带上不残留物料,要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止,即按M1、M2、M3、M4、M5、M6的顺序停止,也是每隔6s停一台传送带运输机。3、当某台传送带运输机发生故障时,该传送带运输机及前面的传送带立即停止,而后面的传送带运输机料运完后才停止。例如M2出故障,M1、M2立即停止,经过6s延时后M3停,再过5s延时后M4停，再过5s延时后M5停，再过5s延时后M6停。2洛阳理工学院课程设计第2章 控制系统硬件设计2.1 电动机主电路 2.1.1 电动机主电路的设计电动机主电路原理图如图3-1所示,主电路采用380V三相交流电网。电路保护装置由刀开关和断路器FU组成。六个三相380V交流电动机均正常连接，六个三相交流电动机由PLC控制六个交流接触器的电磁线圈电路的通断,实现对六个电动机的控制。六个电动机电路都串联了热继电器以实现对电动机故障的报警。图2-1 电动机主电路原理示意图2.1.2 PLC型号的选择PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I0模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。I/0点数是可编程序控制器的一个简单明了的性能参数,也是应用计箅机赛最直接参数。在机型选择时必须注意一下问题:产品手册上给出的最大I/0点数的确却含义,于各公司的习惯不同,所给出的最大I/0点数含义并不完全一样,有的给出的时I/0总数,即包括输入也包括输出,也就是手册上给出的点数是输入点数和输出点数之和,有则分别给出最大输入点数和最大输出点数。要分清模拟量I/0点数和数字量I/0点的关有的产品模拟量I/0点数要占数字量I/0点数,有的产品则分别独立给出且互相并无影远程I/0的考虑,对于较大的控制系统,控制对象较为分散,一般都要采用远程I/0,选择机型时,要注意可编程序控制器是否具有远程1/0的能力和能驱动远程I/0点数。能I/0的考虑,在机型选择考虑I/0点数的同时,还要考虑智能I/0的能力,具有智能模板可方便的解决髙速计数,闭环控制等特殊的控制功能。I/0点数的余量,无论如何在系统硬件设计中要留有充分的I/0点数作为备用,这主要时基于二方面的考虑,一是统设计的更改,如果不留有充分的余量,一旦系统设备调整,控制功能增加,就要全部翻原有设计好的系统,造成不必要的损失;二是手册上给出的最大I/0点数都是在理想况下获得的参数,一旦满负荷运行,就要影响整个系统的响应速度和可靠性,给系统带不良的影响,为了保证所设计的控制系统的正常运行,在系统硬件设计时,建议根据实I/0点数留有20%30%的余量。从上面因素分析，选择三菱FX2N64型号。2.2 接线图2.2.1 PLC接线图如图2-2所示图2-2 PLC接线图2.2.2 I/O地址分配表2-1 I/O地址分配表输入设备对应输入点号输出设备对应输出点号启动按钮SB1X0M1的接触器KM1Y1停止按钮SB2X7M2的接触器KM2Y2M1故障继电器X1M3的接触器KM3Y3M2故障继电器X2M4的接触器KM4Y4M3故障继电器X3M5的接触器KM5Y5M4故障继电器X4M6的接触器KM6Y6M5故障继电器X5M6故障继电器X64 第3章 控制系统软件设计3.1 系统设计流程示意图图3-1 PLC系统流程图3.2 控制系统软件设计带式运输机PLC电气控制系统软件主要分为以下3部分：1、 启动程序2、 停止程序3、 故障程序3.2.1 启动程序设计启动程序梯形图如图3-2所示图3-2 启动程序梯形图起动时,按下按钮X0,Y6接通并保持通电状态，M1同时接通并自锁，T0接通，6S后Y5接通并保持通电状态，M2同时接通并自锁，T1接通，6S后Y4接通并保持通电状态，M3同时接通并自锁，T2接通，6S后Y3接通并保持通电状态，M4同时接通并自锁，T3接通，6S后Y2接通并保持通电状态，M5同时接通并自锁，T4接通，6S后Y1接通并保持通电状态。3.2.2 停止程序设计停止程序梯形图如图3-3所示图3-3 停止程序梯形图停止时，按下按钮X7,Y1复位失电，M6同时接通并自锁，T5接通，6S后Y2复位失电，M7同时接通并自锁，T6接通，6S后Y3复位失电，M8同时接通并自锁，T7接通，6S后Y4复位失电，M9同时接通并自锁，T8接通，6S后Y5复位失电，M10同时接通并自锁，T9接通，6S后Y6复位失电，M11通电并自锁，断开M6常闭开关使整个程序断电。3.2.3 M1故障程序设计M1故障程序梯形图如图3-4所示图3-4 M1故障程序梯形图M1故障时，X1得电Y1复位失电，M12同时接通并自锁，T10接通，6S后Y2复位失电，M13同时接通并自锁，T11接通，6S后Y3复位失电，M14同时接通并自锁，T12接通，6S后Y4复位失电，M15同时接通并自锁，T13接通，6S后Y5复位失电，M16同时接通并自锁，T14接通，6S后Y6复位失电，M17通电并自锁，断开M12常闭开关使整个程序断电。3.2.4 M2故障程序设计M2故障程序梯形图如图3-5所示 图3-5 M2故障程序梯形图M2故障时，X2得电Y1、Y2复位失电，M18同时接通并自锁，T15接通，6S后Y3复位失电，M19同时接通并自锁，T16接通，6S后Y4复位失电，M20同时接通并自锁，T17接通，6S后Y5复位失电，M21同时接通并自锁，T18接通，6S后Y6复位失电，M22同时接通并自锁，断开M18常闭开关使整个程序断电。 3.2.5 M3故障程序设计M3故障程序梯形图如图3-6所示图3-6 M3故障程序梯形图M3故障时，X3得电Y1、Y2、Y3复位失电，M23同时接通并自锁，T19接通，6S后Y4复位失电，M24同时接通并自锁，T20接通，6S后Y5复位失电，M25同时接通并自锁，T21接通，6S后Y6复位失电，M26同时接通并自锁，断开M23常闭开关使整个程序断电。3.2.6 M4故障程序设计M4故障程序梯形图如图3-7所示图3-7 M4故障程序梯形图M4故障时，X4得电Y1、Y2、Y3、Y4复位失电，M27同时接通并自锁，T22接通，6S后Y5复位失电，M28同时接通并自锁，T23接通，6S后Y6复位失电，M29同时接通并自锁，断开M27常闭开关使整个程序断电。 3.2.7 M5故障程序设计M5故障程序梯形图如图3-8所示图3-8 M5故障程序梯形图M5故障时，X5得电Y1、Y2、Y3、Y4、Y5复位失电，M30同时接通并自锁，T24接通，6S后Y6复位失电，M31同时接通并自锁，断开M30常闭开关使整个程序断电。 3.2.8 M6故障程序设计M6故障程序梯形图如图3-9所示图3-9 M6故障程序梯形图M6故障时，X6得电Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6复位失电，M32同时接通并自锁，断开M32常闭开关使整个程序断电。3.3 程序指令表 表3-1 程序指令表步号指令I/O步号指令I/O0LDX000K601ORM143LDT42ANIX00744SETY0013ANIM1245LDX0074ANIM1846ORM65ANIM2347ANIX0006ANIM2748ANIM117ANIM3049RSTY0018ANIM3250OUTM69SETY00651LDM610OUTM152OUTT511LDM1K6012OUTT055LDT5K6056RSTY00215LDT057OUTM716SETY00558LDM717OUTM259OUTT618LDM2K6019OUTT162LDT6K6063RSTY00322LDT164OUTM823SETY00465LDM824OUTM366OUTT725LDM3K6026OUTT269LDT7K6070RSTY00429LDT271OUTM930SETY00372LDM931OUTM473OUTT832LDM4K6033OUTT376LDT8K6077RSTY00536LDT378OUTM1037SETY00279LDM1038OUTM580OUTT939LDM5K6040OUTT483LDT9步号指令I/O步号指令I/O84RSTY006126LDX00285OUTM11127ORM1886LDX001128ANIM2287ORM12129RSTY00188ANIM17130RSTY00289RSTY001131OUTM1890OUTM12132LDM1891LDM12133OUTT1592OUTT10K60K60136LDT1595LDT10137RSTY00396RSTY002138OUTM1997OUTM13139LDM1998LDM13140OUTT1699OUTT11K60K60143LDT16102LDT11144RSTY004103RSTY003145OUTM20104OUTM14146LDM20105LDM14150LDT17106OUTT12151RSTY005K60152OUTM21109LDT12153LDM21110RSTY004154OUTT18111OUTM15K60112LDM15157LDT18113OUTT13158RSTY006K60159OUTM22116LDT13160LDX003117RSTY005161ORM23118OUTM16162ANIM26119LDM16163RSTY001120OUTT14164RSTY002K60165RSTY003116LDT13166OUTM23117RSTY005167LDM23118OUTM16168OUTT19119LDM16K60120OUTT14171LDT19K60172RSTY004123LDT14173OUTM24124RSTY006174LDM24125OUTM17175OUTT20K60步号指令I/O步号指令I/O178LDT20212ANIM31179RSTY005213RSTY001180OUTM25214RSTY002181LDM25215RSTY003182OUTT21216RSTY004K60217RSTY005185LDT21218OUTM30186RSTY006219LDM30187OUTM26220OUTT24188LDX004K60189ORM27223LDT24190ANIM29224RSTY006191RSTY001225OUTM31192RSTY002226LDX006193RSTY003227RSTY001194RSTY004228RSTY002195OUTM27229RSTY003196