毕业设计（论文）-PLC四节传送带的模拟.doc

目录第一章 概述21.1PLC的概述21.1.1 PLC的起源21.1.2 PLC的功能212 PLC的发展31.2.1 国外的PLC发展31.2.2 国内的PLC发展41.2.3 PLC未来展望4第二章 硬件的设计52.1 传送带常见的故障与维护52.1.1传送带常见故障52.1.2 传送带跑偏52.2 四级传送带的设计62.2.1 四级传送带控制要求62.2.2 PLC的选型原则62.2.3四级传送带系统设计流程图72.2.4 I/O分配表82.2.5 I/O接线图82.2.6电机接线图8第三章 软件的设计93.1 设计梯形图93.2 设计指令表17第四章调试22结束语23参考文献24第一章 概述1.1 PLC的概述1.1.1 PLC的起源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、微处理器的出现，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/O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：高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它的输入输出端更接近现场设备，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。人们在应用它时，可以不必进行计算机方面的专门培训，就能对可编程控制器进行操作及编程。1.1.2 PLC的功能1、数据采集与输出。2、控制功能。包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。3、数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、滤波等。4、输入/输出接口调理功能。具有A/D、D/A转换功能，通过I/O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。5、通信、联网功能。现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，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。6、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。7、编程、调试等，并且大部分支持在线编程。12 PLC的发展1.2.1 国外的PLC发展世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。1.2.2 国内的PLC发展我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。1.2.3 PLC未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。25第二章 硬件的设计传送带是传送带用来输送元件，PCB和其他器件，材料一般为塑料，纤维制品或橡胶。如果传送带要接收从机器其他部分传来的器件，那么它应该采用耗散性材料。当传送带表面电阻率为1106欧时，它会使带电器件放电速度太快，对器件造成损害；当表面电阻在106109欧时，只要传送带通过转轮滑轮和机架良好接地，传送带上就不会带电。2.1 传送带常见的故障与维护2.1.1传送带常见故障a)传送带打滑 传送带与皮带轮之间打滑为将这种打滑现象减到最低限度，建议驱动轮和被动轮都使用合适的防滑套。解决打滑问题可采取以下几点措施：（1）绷紧上下传送带；（2）检查紧带装置的调节机构是否需要加以紧固；（3）更换或磨粗现有的防滑套表面；（4）检查驱动齿轮的磨损情况。b)传送带与纸板之间打滑 传送带与纸板之间打滑的主要原因是挂面纸板与热板之间产生的磨擦过大c) 其他故障 (1)过度的张力(2)传送带表面变光滑(3)切割刀的控制2.1.2 传送带跑偏传送带的跑偏问题一般是对机器本身状态的一种反作用。化纤传送带对机器各种不同设置状态的反应一般要比传统帆布传送带敏感，有以下几种情况。1.传送带边缘开线2.传送带边缘弯曲3.传送带斜行4.传送带的就位5.启动张力6.传送带变形7.经过紧带机构时跑偏2.2 四级传送带的设计2.2.1 四级传送带控制要求有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下： 启动时先起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。 停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。 当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。例如，M3上有重物，M1、M2立即停，过5秒，M3停，再过5秒，M4停。2.2.2 PLC的选型原则 1、输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 2、存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的1015倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。控制功能的选择：该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择3、对PLC响应时间的要求响应速度即响应时间包括输入滤波时间，输出滤波时间和扫描周期。PLC一般以顺序扫描工作方式进行工作，对小于扫描时间的输入信号，有可能造成接收信号不可靠。因此，对有维持很短时间的输入信号来讲，需要选取扫描速度高的PLC。一般机器对扫描时间的限定值为100200ms，而实际上执行一千条指令仅需时间110ms ,对一般规模的PLC程序，则输入信号能维持在10ms左右就完全能安全地被接收到，但对模拟量输入则需要考虑与PLC的响应时间的配合问题。4、系统可靠性根据生产环境及工艺要求，应采用功能完善可靠性适宜的PLC。对可靠性要求极高的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备份系统。5、编程器与外围设备小型PLC控制系统一般选用价格便宜的简易编程器；如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强，编程方便的图形编辑器；如果有现成的个人计算机，可选用能在计算机上使用的编程软件。2.2.3四级传送带系统设计流程图图2.1四级传送带系统设计流程图2.2.4 I/O分配表表2.1 I/O分配表面板M1M2M3M4ABCDSB1SB2PLCQ0.1Q0.2Q0.3Q0.4I0.1I0.2I0.3I0.4I0.0I0.52.2.5 I/O接线图 KMI KM2 KM3 KM41LQ0.1Q0.2Q0.3Q0.41MI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I1.0I1.1I1.2I1.3 SB1 A B C D SB2 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3图2.2 I/O接线图2.2.6电机接线图图2.3 电机接线图第三章 软件的设计3.1 设计梯形图3.2 设计指令表第四章 调试1.编译程序2. 下载程序3. 运行程序起/停调试： 按下启动按钮SB1，M4灯亮，每隔5秒M3、M2、M1灯依次亮按下停止按钮SB2，M1灯灭，每隔5秒M2、M3、M4灯依次灭故障调试：起动后按下A,M1灯灭，M2、M3、M4灯每隔5秒依次灭;断开A,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。起动后按下B,M1、M2灯灭，M3、M4灯每隔5秒依次灭;断开B,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。起动后按下C,M1、M2、M3灯灭，M4灯隔5秒灭;断开C,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。起动后按下D,M1、M2、M3、M4灯灭;断开D,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。超重调试：起动后按下E,M1 5秒后灯灭，M2、M3、M4灯每隔5秒依次灭;断开E,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。起动后按下F,M1灯灭，M2 5秒后灯灭，M3、M4灯每隔5秒依次灭;断开F,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。起动后按下G,M1、M2灯灭，M3 5秒后灯灭，M4灯隔5秒灭;断开G,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。起动后按下H,M1、M2、M3灯灭，M4 5秒后灯灭，M4灯隔5秒灭;断开H,M4、M3、M2、M1每隔5秒依次亮。结束语 课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为自动化专业的学生来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。 我的题目是四节传送带系统的设计，对于我们这些工科学生来说，这是一次考验。怎么才能找到课堂所学与实际应用的最佳结合点？怎样让自己的业余更接近专业？怎样让自己的计划更具有序性，而不会忙无一用？这都是我们所要考虑和努