毕业论文-皮带运输机PLC自动控制毕业设计

1、山西省高等教育自学考试毕业设计说明书毕 业 论 文说 明 书专 业: 机电一体化 姓 名: 准考号: 日 期: 2015.05.23 山西省高等教育自学考试指导委员会- -摘 要 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。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。plc及其有关的外围设备应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则针对中小型皮带运输机的控制系统采用继电器控制存在可靠性差、劳动力强度大、生产效率低的问题，开发一种基于p

2、lc的皮带运输机控制装置。本控制系统选用cpm2a系列plc作为控制器。在硬件电路设计中，完成plc选型及外部低压电器的选用，设计了硬件接线图，提出了接线要求，使之具有控制和保护作用。在软件设计中，给出了程序流程图，并设计出梯形图程序。将硬件和软件有机结合，使控制系统运行可靠，打到预期的设计目的。 关键词：皮带运输机 plc 集中控制 目 录1 前言61.1设计的目的和意义61.2 皮带运输机的现状61.3交流调速的发展概况71.4 方案的确定71.5主要任务82 皮带运输机的plc控制系统的组成92.1基本原理92.2概述92.2.1 三相异步电动机的选择102.2.2 变频器112.2.3

3、 plc控制器142.2.4 其余部件163 皮带运输机的plc控制系统软件设计183.1 控制系统软件的功能183.2 控制系统的主要指标193.3 plc程序设计193.3.1 plc编程器193.3.2 melsec-f/ fx系统编程软件213.3.3 安装fxgp-win-c编程软件213.3.4 fxgp-win-c编程软件的应用213.3.5设置编辑文件的路径233.3.6编辑文件的正确进入及存取233.3.7文件程序编辑243.3.8 设置通讯口参数253.3.9 fxgp与plc之间的程序传送263.3.10 程序的运行与调试273.3.11退出系统283.4 i/o地址分配

4、如下表3-1284 结论375 致谢386参考文献39 附录40梯形图401 前言1.1 设计的目的和意义 冶金、煤矿、化工、机械、钢铁、建材、食品等工业生产中，需要广泛使用皮带运输机，它为企业的生产承担了绝大多数散料运输任务。可编程控制器(plc)是以微处理器技术为基础，综合计算机技术和自动化技术发展起来的一种新型工业控制器，广泛应用于工业生产的各个领域。由于plc采用的控制系统或设备具有可靠性高,控制易于实现，系统设计灵括， 能在实验室进行现场模拟调试，编程简单，安装方便，较好的抗干扰能力,被誉为当代工业生产自动化的支柱之一，正在得到越来越广泛的应用。利用plc可以使皮带运输机的传动系统逐

5、渐实现了全自动控制状态，并且使皮带运输机具有完善的控制特性及简易的操作、基本免维护的工作量，达到一种经济、安全、可靠且运行效率高的状况, 其独特的易于使用性、可靠性和灵活性越来越受到广大工程技术人员的青睐。对于港口、厂区广泛使用的皮带运输机，应用plc控制，可以使皮带机生产线的控制更加灵活、可靠。通过plc进行控制提高了企业生产的效率，为工业生产的进行节省了大量的人力、物力、财力。1.2 皮带运输机的现状电气传动技术以运动机械的驱动装置-电动机为控制对象，以微电子装置为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下完成电气传动自动控制系统，控制电动机的转矩和转速，将电能转换成机

6、械能，实现工作机械的旋转运动或反复运动。因电机的种类的不同，我们可以将分为直流电动机传动和交流电动机传动。自19世纪80年代起至19世纪末，工业上传动用的电动机一直被直流电机垄断，到了19世纪末，出现了三相电源和结构简单且坚固耐用的交流鼠笼型电机以后，交流电机才在不调速的领域代替了直流电动机传动装置。对生产过程的监视和控制，在初级阶段是由人工进行的。工作人员凭自己的感官或借助于仪表等来监视生产过程，用头脑做出判断决策，并视情况进行必要的控制。在高级阶段，这种监视、判断决策和控制由机器承担，按照人们的意志自动完成，这是闭环自动控制。1.3 交流调速的发展概况交流变频调速的优越性早在20年代就已被

7、人们所认识，但受到器件的限制，未能推广。50年代初，中小型感应电动机多采用晶闸管调压调速;大中型绕线式感应电动机采用晶闸管静止型电气串级调速系统。70年代发展起来的变频调速，比上述两种调速方式效率更高，性能更好。交流调速系统大致经历过三个阶段:（1）异步电动机调压调速系统； （2）串级调速系统；（3）变频调速系统。 80年代中期随着第三代电力半导体器件如:门极可关断晶闸管gto、绝缘栅双极晶体管igbt的相继出现，交流变频调速技术得到了飞速发展。日、美、德、英等在结合现代微处理器控制技术、电力电子技术、电机传动技术的基础上，推出了一系列的变频器，且不断进行更新换代.这些高精度、多功能、智能化的

8、变频器将调速效率提高到了前所未有的水平。1.4 方案的确定随着工业水平的发展，人们对皮带运输机自动控制程度要求越来越高，一般的自动控制方案有继电器控制、单片机控制、plc控制等。但是用复杂的继电器控制的，存在可靠性差、可塑性差、接线复杂、自动化程度低等一系列缺点，并且为了在日益激烈的竞争中提高市场竞争力，采用plc的改造势在必行；有的也采用单片机作为控制单元，但是单片机开发周期较长，抗干扰性差，可靠性低、灵活性差，选用plc作为控制单元是较为合适的方案。本文提出了利用变频器和plc控制单元的伺服系统构成控制系统的见解与方法，给出了控制系统软、硬件结构的设计方案。我认为本系统采用plc软件控制它

9、具有以下优点：(1) 抗干扰能力强、可靠性高；(2) 模块化组合结构，使系统构成十分灵活；(3) 编程语言简单易学，便于掌握能进行在线修改；(4) 柔性好体积小，维护方便。1.5 主要任务皮带运输机的plc控制系统，主要分变频器、plc、主令控制器、三相异步电动机等四部分构成。在本文中，主要对其各个组成部分进行的介绍，并作出plc运行控制程序，使其符合该系统的控制要求。2 皮带运输机的plc控制系统的组成2.1基本原理采用矿用防爆本质安全型交流变频器进行启动和调速控制，在皮带机运行过程中，通过安装在传送带上的转速传感器测定皮带运输机的转速，再反馈到plc，经过程序运行处理后，再提供指令通断信号

10、给变频器，调节电机工作的电源电压和频率。当出现扰动时，转速传感器将信号传送到plc，再进行程序运行对其进行调节，从而达到稳定运行。2.2概述从图2.1可看出，当利用变频器构成自动控制系统进行控制时，采用的是和plc配合使用。变频器利用内部继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件(如晶体管)与plc连接。plc作为整个系统的“大脑”，负责接收外部信号(主令控制器、变频器、转速传感器、限位等)，经过程序运行处理后，再提供指令通断信号(正转、反转、档数等)给变频器和其它动作单元，由变频器控制电机的转向、速度(频率)。整个系统接线见图2.3。 图2.1系统结构示意图2.2.1 三相异步电动机的选择为

11、生产机械的电力拖动系统选用电动机，主要内容包括确定电动机的种类、电动机的型号、电动机的额定电压、额定转速和额定功率等。选择电动机的基本原则如下：（1）电动机在工作过程中，其额定功率应得到充分利用。要求温升接近但不超过规定的允许数值。（2）电动机应满足生产机械需要的有关机械特性的要求。保证一定负载下的转速稳定，有一定的转速范围及具有良好的启动和制动性能。（3）电动机的结构型式应满足设计提出的安装要求和适应周围的工作环境。例如防止灰尘进入电动机内部，或者防止绕组绝缘受气体腐蚀等。电力拖动系统应用电动机来拖动生产机械工作的，由于生产机械种类繁多，工艺要求不一，作为驱动电机的电动机分类也很多。按电流种

12、类分，有直流电动机和交流电动机，交流电动机又有异步电动机和同步电动机两种。为了合理选用电动机的种类，应同时考虑两个方面的问题：一是电动机的性能，例如机械特性、启动性能和调速性能等；二是要知道生产工艺的特点，要使所选电动机的性能满足生产机械的工艺要求，具体从以下几个方面考虑：（1）电动机的机械特性；（2）电动机的启动性能；（3）电动机的调速性能；（4）电动机的电源；（5）电动机的经济性；最后着重强调的是综合的观点：一方面是以上的内容在选择电动机时必须都考虑到都能得到满足；另一方面能满足以上条件的电动机可能不是一种类型，还应综合其他情况，例如节能、货源、技术情况等。综上所述，经过综合考虑本系统采用

13、ybss-220型电机，是隔爆型三相异步电动机。表1 ybss-220隔爆型三相异步电动机主要技术数据：功 率kw额定电 压v满载转速r/min满载电 流a满载效 率%功率因 数cos额定电 流额定转 矩额定转 矩绝缘等级22066011401480154.2267.293.50.886.02.32.2f、h2.2.2 变频器1.构成包括主控制电路、信号检测电路、门极驱动电路、外部接口电路以及保护电路等几个部分，是变频器的核心部分。控制电路的优劣决定了变频器性能的优劣。控制电路的主要作用是完成对逆变器开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。ac整流器逆变器控制电路dc控制电路运行指令

14、ac图2.2变频器的结构图2.变频器容量的选用变频器容量的选用由很多因素决定，例如电动机的容量、电动机的额定电流、电动机加速时间等，其中，最主要的是电动机的额定电流。驱动一台电动机时。对于连续运转的变频器必须同时满足下列三项计算公式，即满足负载输出（kva） 满足电动机容量（kva） 满足电动机电流（a） 式中 变频器容量，单位为kva； 负载要求的电动机轴输出功率，单位为kw； 电动机额定电压，单位为v； 电动机额定电流，单位为a； 电动机效率（通常为0.85）； 电动机的功率因数（通常为0.75）； k电流波形补偿系数。k是电流波形补偿系数，由于变频器的输出波形并不是完全的正弦波，而是含有

15、高次谐波的成分，其中电流应有所增加。对于pwm控制方式的变频器，k约为1.051.1。本系统采用安川cimrg5a4011型变频器。 安川cimrg5a4011型变频器，控制和保护功能相当丰富，配有参数设置面板，可读写各种参数，显示屏可监视变频器的运行状况，并能实现pid控制、dwell控制、节能控制、转矩限定、转差补偿控制、高速滑差制动、防止失速、瞬停电故障处理后平衡恢复、错误诊断等一系列功能。变频器的控制模式有无pg vf控制、带pg vf控制、无pg矢量控制1、带pg矢量控制、无pg矢量控制2共5种控制模式。变频器运行指令共有数字操作器、控制回路端子、memobus通信、选择卡4种模式。

16、此变频器调速范围宽，精度高，无级变速，高效率，高可靠性，保护功能完善，故障率低，特别适用于起重机械的电机控制。g5系列的变频器，运用16段的频率指令和一个点动频率指令，可以切换最多17段速的速度。根据皮带运输机的运行需要，在变频器输入端功能中，运用多段速指令13及点动频率选择四个功能，实现6段速(零位+ 四档+点动)运行。端子多功能接点(指令)输入和组合如表2所示。其外部端子见图2.3（变频器部分）。 注：虚线为未接端子图2.3系统接线图表2 端子多功能接点输入2.2.3 plc控制器1.plc概述可编程程序控制器(programable controller )因为早期主要应用于开关量的控制

17、，因此也称为plc(programable logic controller )即是可编程逻辑控制器。现代的可编程控制器是以微处理器为基础，高度集成的新型工业控制装置，是计算机技术与工业控制技术相结合的产品。plc自问世以来，经过20年的发展，己经成为最受欢迎的工业控制类产品。它之所以高速发展，除了工业自动化的客观需求外，还有许多独特的优点。它较好的解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。2. 典型的plc控制功能有以下几点:（1）顺序控制；（2）过程控制；（3）数据处理；（4）通信联网和显示打印。3. plc的基本组成与各部分的作用plc的类型繁多，功能和指令系统也

18、不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。plc的硬件系统结构如图2.4所示： 图2.4 硬件结构图（1）.主机主机部分包括中央处理器（cpu）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。cpu是plc的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。plc的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统

19、程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。（2）输入/输出（i/o）接口i/o接口是plc与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。i/o接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。i/o点数即输入/输出端子数是plc的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。（3）电源 图中电源是指为cpu、存储器、i/o接口等内部电子电路工作所配

20、置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。（4）编程器 编程器是plc的一种主要的外部设备，用于手持编程，用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监视plc的工作情况。除手持编程器外，还可通过适配器和专用电缆线将plc与电脑联接，并利用专用的工具软件进行电脑编程和监控。（5）输入/输出扩展单元i/o扩展接口用于连接扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）。（6）外部设备接口此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。本系统采用三菱fx2n一128mr一001型plc。三菱fx2n一128mr一001型plc将一体式plc和模块式plc的优点

21、巧妙而完美的结合在一起，不仅方便了系统的扩展，而且与用户的实际需求也更为贴近，丰富的指令集，较好的调试和故障诊断功能，便捷的通讯，严格的口令保护，灵活的中断处理，高速计数等多项功能的组合，更使其无论在独立运行中或是连成网络皆能实现复杂控制功能，以满足用户的多种需求。外部端子接线见图2.3(可编程控制器部分)2.2.4 其余部件1. a/d和d/a转换部件a/d和d/a转换原理：（1）模拟量转换成数字的基本原理:输入信号是现场物理参数(如温度、压力和流量等)经传感器检测变成电信号(弱信号)，再经过放大、滤波之后成为连续变化的波形。根据事先确定的频率对波形采样。 将每次的采样值(如模拟电压值)送给

22、a/d变换器，则对应每次采样的电压值转换成的数字信号(h进制数字)。（2）将数字信号转换成为模拟量的原理:首先将数字信号并行输入给d/a转换器，经转换后输出一个矩形波，经过放大滤波之后即变成一个连续变化的模拟量输出信号。2. 转度传感器41- -置，使装置能够根据速度大小来确定运行状态，可同时解决胶带低速运转、打滑和断带等问题的智能传感器。将两个磁缸分别装在皮带运输机滚筒和皮带托辊上，利用两个霍尔传感器将它是一种将皮带的运行速度检测出来，变成电脉冲信号输送给保护装滚筒和托辊的转速分别传送给plc系统，经系统判断，输出、打滑、低速运行、断带等数字信号，经控制器进一步处理，达到保护设备的目的。3.

23、急停开关它是通过拉线来使设备立即停止的一种保护装置。急停开关为双向拉线式。当皮带机正常工作时，急停开关处于正常位置；当出现事故，任意拉动拉线上的拉环，使装在两端的微动开关动作，发出动作信号并切断控制回路，保护系统安全。3 皮带运输机的plc控制系统软件设计3.1 控制系统软件的功能控制系统软件的功能和任务如下：（1）实现对电机的软启动；（2）能自动或者手动的对电机进行调速，控制系统在最高转速和最低转速的范围内自动调节速度，平滑的无级调速特性；（3）能自动检测到系统是否过载，并自动停止；（4）实现快速的起制动及正反转运行；（5）并要求在不同转速下工作时，速度稳定；系统在某一转速上稳定运行时，能克

24、服负载的扰动、电源电压波动等因素对系统的影响。3.2 控制系统的主要指标控制系统的主要指标如下：（1）初始状态：初始阶段，电机定义为正转，并设定电机的转速设定为一档；（2）停止：当需要停止的时候，适当的进行延时之后再停止；（3）故障停止：紧急情况下无条件下通过急停开关把电机停止。3.3 plc程序设计3.3.1 plc编程器1.概述 编程器是plc的最重要外围设备，它一方面对plc进行编程，另一方面又能对plc的工作状态进行监控。fx系列plc的编程设备可分为fx-20p-e简易编程器，gp-80fx-e图形编辑器，还可以用编辑软件melsec-medoc在个人计算机上进行编程。fx-20p-

25、e简易编程器可以用于fx系列fx2、fx0、fxon、fx2c型plc，也可以通过fx-20p-e-fkit转换器用于f1和f2系列plc。fx-20p-e和一般编程器一样，有在线编程器和离线编程器两种方式。在线编程也叫联机编程。编程器和fx系列型plc直接相联。简易编程器对plc用户程序存储器直接操作。在写入程序时，若未在plc内装上eeprom卡盒时，程序就会写入plc内部的ram；若plc装有eeprom卡盒时，则程序就写入该存储器卡盒。离线编程方式，编制的程序先写入编程器内部的ram中，在成批的传送到plc的存储器，也可以在编程器和rom写入器之间进行程序传送。2.简易编程器fx系列的

26、简易编程器也有很多种，功能也有差异，这里以有代表性的fx-20p-e简易编程器为例，介绍其结构、组成和编程操作。（1）fx-20p-e的结构fx-20p-e简易编程器由液晶显示屏、rom写入器接口、存储器卡盒的接口及由功能键、指令键、元件符号键、数字键等键盘组成。简易编程器配有专用电缆与plc主机连接。主机的系列不同，电缆型号也不同。还有系统存储器卡盒，用于存放系统软件。其他如rom写入器模块和plc存储器卡盒等为选用件。（2）fx-20p-e的操作面板先把键盘上各键的作用说明下：功能键三个。rd/wr：读出/写入键；ins/del：插入/删除键；mnt/test：监视/测试键。三个功能键都是

27、复用键，交替起作用，按第一次时选择键左上方表示的功能，按第二次时则选择右下方表示的功能。执行键go：此键用于指令的确认、执行、显示画面和检索。清除键clear：如在按执行键前按此键，则清除键入的数据。该键也可以用于清除显示屏上的错误信息或恢复原来的画面。其它键other：在任何状态下按此键，将显示项目方式单菜单。安装rom写入模块时，在脱机方式项目单上进行项目选择。辅助键help：显示应用命令一览表。监视时，进行十进制和十六进制数的转换。空格键sp：在输入时，用此键指定元件号和常数。步序键step：设定步序号时按此键。两个光标键、：用该键移动光标和提示符，指定已指定元件前一个或后一个地址号的元

28、件，做行滚动。指令键、元件符号键、数字键：这些都是复用键。每个键的上面为指令符号，下面为元件符号或者数字。上、下的功能是根据当前所执行的操作自动进行切换，其中下面的元件符号z/v、k/h、p/i又是交替起作用，反复按键时，互相切换。指令键共有26个，操作起来方便、直观。3.3.2 melsec-f/ fx系统编程软件三菱fx2n、fx0n可编程序控制器的功能比较强大，可分为基本指令、步进梯形指令、应用指令。该可编程序控制器是由电源+cpu输入输出+程序存储器（ram）的单元型可编程序控制器。其主机称为基本单元，为主机备有可扩展其输入输出点的“扩展单元（电源+i/o）”和“扩展模块（i/o）”，

29、此外，还可连接扩展设备,用于特殊控制。3.3.3 安装fxgp-win-c编程软件将存有melsec-f/ fx系统编程软件的软盘插入软驱，在windows条件下起动安装进入melsec-f/ fx系统，选择fxgp-win-c文件双击鼠标左键，出现如下界面方可进入编程，如图3-1所示。图 3-1 3.3.4 fxgp-win-c编程软件的应用fxgp-win-c编程软件的界面介绍见图3-2。图 3-2界面包含：a.当前编程文件名,例如标题栏中的文件名untit101b.菜单: 文件（f）、 编辑（e）、 工具（t）、 plc、 遥控（r）、监控/测试（m）等等。 c.快捷功能键:保存、 打印

30、、剪切、 转换、元件名查、 指令查、触点/线圈查、 刷新等等。 d.当前编程工作区:编辑用指令（梯形图）形式表示的程序。e.当前编程方式:梯形图。f.状态栏: 梯形图。g.快捷指令: f5常开、f6常闭、f7输入元件、 f8输入指令等等。h.功能图: 常开、常闭、输入元件、输入指令等等。菜单操作：fxgp-win-c（以下统一用简称fxgp）的各种操作主要靠菜单来选择，当文件处于编辑状态时，用鼠标点击想要选择的菜单项，如果该菜单项还有子菜单，鼠标下移，根据要求选择子菜单项，如果该菜单项没有下级子菜单，则该菜单项就是一个操作命令，单击即执行命令。3.3.5设置编辑文件的路径首先应该设置文件路径，

31、所有用户文件都在该路径下存取。假设d：plc*设置为文件存取路径。操作步骤：首先打开windows界面进入“我的电脑”，选中d盘，新建一个文件夹，取名为plc1确认，然后进入fxgp编程软件。3.3.6编辑文件的正确进入及存取正确路径确定后，可以开始进入编程存取状态。1、 假设首次程序设计：首先打开fxgp编程软件，点击文件子菜单新文件或点击常用工具栏 弹出plc类型设置对话框，供选择机型。本实验指导书提供的为fxon、fx2n二种机型，实验使用时，根据实际确定机型，若fx2n即选中fx2n，然后确认，就可马上进入编辑程序状态。注意这时编程软件会自动生成一个swopc-fxgp/win-c-u

32、ntit*文件名，在这个文件名下可编辑程序。2、 文件完成编辑后进行保存:点击文件子菜单另存为，弹出file save as对话框，在“文件名” 中能见到自动生成的swopc-fxgp/win-c-untit* 文件名，这是编辑文件用的通用名，在保存文件时可以使用，但我们建议一般不使用此类文件名，以避免出错。而在“文件名”框中输入一个带有（保存文件类型）特征的文件名。保存文件类型特征有三个：（1）win files(*.pmw)；（2）dos files(*.pmc)；（3）all files(*.*)。一般类型选第一种，例：先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（abc.pmw

33、）、（555.pmw）、（新潮.pmw）等等。有了文件名，单击“确定”键，弹出“另存为”对话框，在“文件题头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键，完成文件保存。注：如果点击工具栏中“保存”按键只是在同名下保存文件。3、 打开已经存在的文件:首先点击编程软件fxgp-win-c，在主菜单文件下选中打开弹出file open对话框，选择正确的驱动器、文件类型和文件名，单击“确定”键即可进入以前编辑的程序。3.3.7文件程序编辑当正确进入fxgp编程系统后，文件程序的编辑可用二种编辑状态形式：1.指令表编辑“指令表”编辑状态，可以用指令表形式编辑一般程序。“指令表”程序编辑结束后，应该进行

34、程序检查，fxgp能提供自检，单击选项下拉子菜单，选中程序检查弹出程序检查对话框，根据提示，可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。检查无误可以进行下一步的操作传送、运行。2.梯形图编辑梯形图编辑状态，可以用梯形图形式编辑程序。 “梯形图”程序编辑结束后，应该进行程序检查， fxgp能提供自检，单击选项下拉子菜单，选中程序检查弹出程序检查对话框，根据提示可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。进行下一步、。注意：“梯形图”编辑程序必须经过“转换”成指令表格式才能被plc认可运行。但有时输入的梯形图无法将其转换为指令格式。梯形图转换成指令表格式的操作用鼠标点击快捷功能键:转换或者

35、点击工具栏的下拉菜单转换，梯形图和指令表编程比较：梯形图编程比较简单、明了，接近电路图，所以一般plc程序都用梯形图来编辑，然后，转换成指令表，下载运行。3.3.8 设置通讯口参数在fxgp中将程序编辑完成后和plc通讯前，应设置通讯口的参数。如果只是编辑程序，不和plc通讯，可以不做此步。设置通讯口参数，分二个步骤：1、plc串行口设置点击菜单“plc”的子菜单“串行口设置（d8120）e”，弹出图3-3对话框： 图3-3检查是否一致，如果不对，马上修正完确认返回菜单做下一步。（注：串行口设置一般已由厂方设置完成）。2、plc的端口设置点击菜单“plc”的子菜单“端口设置e”弹出图3-4对话

36、框： 图3-4根据plc与pc连接的端口号，选择com1com4中的一个，完成确认返回菜单。注：plc的端口设置也可以在编程前进行。3.3.9 fxgp与plc之间的程序传送在fxgp中把程序编辑好之后，要把程序下传到plc中去。程序只有在plc中才能运行；也可以把plc中的程序上传到fxgp中来，在fxgp和plc之间进行程序传送之前，应该先用电缆连接好pc-fxgp和plc。1、把fxgp中的程序下传到plc中去若fxgp中的程序用 指令表 编辑即可直接传送，如果用 梯形图 编辑的则要求转换成指令表才能传送，因为plc只识别指令。点击菜单“plc”的二级子菜单“传送”“写出”：弹出对话框，

37、有二个选择所有范围、范围设置。选择：（1）所有范围 即状态栏中显示的“程序步”（fx2n-8000、fx0n-2000）会全部写入plc，时间比较长。（此功能可以用来刷新plc的内存）； （2）范围设置先确定“程序步”的“起始步”和“终止步”的步长，然后把确定的步长指令写入plc，时间相对比较短，程序步的长短都在状态栏中明确显示。(见图3-5界面下方)。在“状态栏”会出现“程序步”（或“已用步”）写入（或插入）fx2n等字符。选择完确认，如果这时plc处于“run”状态，通讯不能进行，屏幕会出现“plc正在运行，无法写入”的文字说明提示，这时应该先将plc的“run 、stop”的开关拨到“s

38、top”或点击菜单“plc”的遥控运行/停止0 （遥控只能用于fx2n型plc），然后才能进行通讯。进入plc程序写入过程，这时屏幕会出现闪烁着的“写入please wait a moment”等提示符。“写入结束” 后自动“核对”，核对正确才能运行。注意这时的“核对”只是核对程序是否写入了plc，对电路的正确与否由plc判定，与通讯无关。若“通讯错误” 提示符出现，可能有两个问题要检查。（1）在状态检查中看“plc类型”是否正确，例：运行机型是fx2n，但设置的是fxon，就要更改成fx2n。（2）plc的“端口设置”是否正确即com口。排除了二个问题后，重新“写入”直到“核对”完成表示程序

39、已输送到plc中。2、把plc中的程序上传到fxgp中若要把plc中的程序读回fxgp，首先要设置好通讯端口，点击“plc”子菜单“读入”弹出plc类型设置对话框，选择plc类型,确认读入开始。结束后状态栏中显示程序步数。这时在fxgp中可以阅读plc中的运行程序。注意：fxgp和plc之间的程序传送，有可能原程序会被当前程序覆盖，假如不想覆盖原有程序，应该注意文件名的设置。3.3.10 程序的运行与调试1、程序运行当程序写入plc后就可以在plc中运行了。先将plc处于run状态（可用手拨plc的“run/stop” 开关到“run”档,fxon 、fx2n都适合，也可用遥控使plc 处于

40、“run” 状态，这只适合fx2n型），再通过实验系统的输入开关给plc输入给定信号，观察plc输出指示灯，验证是否符合编辑程序的电路逻辑关系，如果有问题还可以通过fxgp提供的调试工具来确定问题，解决问题。2、程序调试当程序写入plc后，按照设计要求可用fxgp来调试plc程序。如果有问题，可以通过fxgp提供的调试工具来确定问题所在。调试工具：监控/测试。 3.3.11退出系统完成程序调试后退出系统前应该先核定程序文件名后将其存盘，然后关闭fxgp所有应用子菜单显示图，退出系统。3.4 i/o地址分配如下表3-1表3-1 i/o分配表输入设备输入点编号输出设备输出点编号启动按钮x000启动

41、输出y000停止按钮x001停止输出y001急 停x002急停输出y002档位1按钮x003档位1输出y003档位2按钮x004档位2输出y004档位3按钮x005档位3输出y005频率确定按钮x006频率确定输出y006转速校正按钮x007转速校正输出y007电压检测按钮x010电压检测输出y010电流检测按钮x011电流检测输出y011档位选定按钮x012档位选定输出y012正转按钮x013正转输出y013反转按钮x014反转输出y014复位按钮x015复位输出y015赋值按钮1x016启动辅助继电器m0赋值按钮2x017正转辅助继电器m1赋值按钮3x020反转辅助继电器m2转速校正辅助继

42、电器1m3电流检测辅助继电器1m9转速校正辅助继电器2m4电流检测辅助继电器2m10转速校正辅助继电器3m5电流检测辅助继电器3m11档位设定辅助继电器1m6电压检测辅助继电器1m12档位设定辅助继电器2m7电压检测辅助继电器2m13档位设定辅助继电器3m8电压检测辅助继电器3m143.5程序流程3.5.1.启动启动时候采用降压启动，降压启动的目的是限制启动电流，通过启动设备使定子绕组所承受的电压小于额定电压，待电机转速达到某一数值时，再使定子绕组承受全压，从而使电动机在额定电压下稳定工作。3.5.2 初始化在此阶段，需要设定一部分参数和状态，例如电流限制参数和转向状态，以及初始状态档位的设置

43、。3.5.3工作阶段启动和初始化后，通过负载量的测量来确定电动机的输出转矩t，再由电动机的机械特性确定出转速，之后通过公式确定频率的大小。现场电流的测量，则反馈到plc控制器中用来和初始化时候设定的电流限制参数进行比较，来确定是否需要紧急停止。3.5.4 档位的选择在此系统中，设置有三个档位，通过手动和自动两中方法都可以进行设置。3.6程序分段设计3.6.1.初始化系统开始时候默认档位是一档，并将转速参考量设置为额定转速1480转/分，还要设置电流限制参数和电压限制参数，设定为正转，还要设定档位参考量1000kg、2000kg。ld x000or y000ani m0out y000and m

44、1out y013（d）mov k1000 d10（d）mov k2000 d123.6.2.档位的选择其中d20中的数据是货物的质量m，与参考量1000、2000进行比较。当时，通过驱动m6选择档位3；当时，通过驱动m8选择档位1；否则通过驱动m7选择档位2。ld x030zcp d10 d12 d20 m6and m6 out y005and m7 out y004and m8 out y003 3.6.3.档位选择后的赋值当选择档位1时，进行额定转速1480转/分输出，其电流限定值为154a、267a，电压设定值为660v、1140v。ld x003（d）mov k1480 d0（d）m

45、ov k154 d2（d）mov k267 d4（d）mov k660 d6（d）mov k1140 d8out y006当选择档位2时，进行转速740转/分输出，其电流限定值为208a、350a，电压设定值为330v、570v；当选择档位3时，进行转速430转/分输出，其电流限定值为257a、520a，电压设定值为220v、350v。其中d0-d8是公共存储器，当选择哪个档位，那个档位的各项参数就放入该区域。3.6.4.频率设定档位一旦选定，即可通过变频器的设定对电动机进行控制，由公式可以得出，其中f是变频器的输出频率，n为电动机的转速，s=0.85是电动机的转差率，p=2是电动机的极对数。

46、ld x021（d）mov k0.85 d20（d）mov k2 d22ld x022（d）sub k1 d20 d20（d）mul d0 d22 d22ld x023（d）mul k60 d20 d20ld x024（d）div d22 d20 d22ld x025（d）mov d22 y013out y0073.6.5.转速检测及校正通过转速传感器把现场转速检测并传输到plc中，与现场档位设定的转速进行比较，并进行调整。当现场转速小于设定转速时，频率f进行自加1；当现场转速等于设定转速时，程序跳出，进行安全检测环节；当现场转速大于设定转速，频率f进行自减1。ld x026cmp d0 d1

47、8 m3and m3 inc（p） d22and m4cj 安全检测环节and m5dec（p） d22ld x027（d）mov d22 y010out y0083.6.6.安全检测环节在这个子程序里，主要进行电压和电流安全检测。首先进行电流安全检测，程序如下；当电流测定值大于较大的设定值或者小于较小的设定值，调用闪烁电路；当处于安全范围内时，跳到电压安全检测子程序。ld m8002zcp d2 d4 d14 m9and m9cj p90and m10cj p80and m11cj p90其次进行电压安全检测，程序如下；当电压测定值大于较大的设定值或者小于较小的设定值，调用闪烁电路；当处于安

48、全范围内时，跳到档位选择环节。ld m8002zcp d6 d8 d16 and m12cj p90and m13cj p60and m14cj p903.6.7.闪烁电路当电压或者电流超出安全范围时，闪烁电路开始工作，闪烁后自动停止。ld x18ani t1out t0 kt1ld t0out y19out t1 kt2ld x19out m03.6.8.急停它有手动和自动两种情况。（1）手动时候：它是通过拉线来使设备立即停止的一种保护装置。急停开关为双向拉线式；当皮带机正常工作时，急停开关处于正常位置；当出现事故，任意拉动拉线上的拉环，使装在两端的微动开关动作，发出动作信号并切断控制回路，

49、保护系统安全。（2）自动控制，通过软件控制，程序如下ld x002out m03.6.9.正常停止在正常停止情况时候，需要延迟一段时间，以便能把货物顺利卸载。程序如下：ld x001out t2 kt2ld t2out m03.6.10.其余环节（1）正转与反转程序初始化时候，默认为正转；如果需要转到反转状态时候，选择反转按钮，此时，正转状态结束，反转开始。反转设定：ld x002anim1and m2out y002cj 档位设定当需要返回正转状态时，需要重新设定：ld x001ani m2and m1out y001cj p60（2）复位当需要复位时：ld x15out y003.7 pl

50、c控制系统的抗干扰设计策略 plc控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且需要使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。在皮带运输机的抗干扰设计时，应注意以下2个方面。(1)设备选择 在选择设备时，首先选择较高抗干扰能力的产品，它包括电磁兼容性，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的plc系统；其次应了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等。(2)综合设计 主要考虑来自系统外部的几种抑制措

51、施，内容包括：对plc系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是动力电缆应分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外还必须利用软件手段，进一步提高系统的安全可靠性。plc控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，采取对症下药的方法，才能使plc控制系统正常工作。皮带运输系统中，plc作为现场控制设备，能够可靠、准确地完成控制操作，且可以通过与上级工控机通信，是现代工业控制中比较先进的控制方案，应用前景十分广泛。4 结论本文针对皮带运

52、输机的plc控制系统的主令控制器、转速传感器和皮带运输机部分进行了阐述，变频器、可编程控制器、三相异步电机部分进行了设计。实现了转速传感器直接检测到皮带运输机的速度，通过信号传输线路传输到主令控制器中。主令控制器接收转速传感器的数据，按照一定的控制规律做出指示，对变频器进行动作，从而使三相异步电动机的转速发生变化的功能。在对皮带运输机的plc控制系统设计时，系统组成合理，但可能考虑不够周全，有些控制电路如皮带跑偏没能考虑进去。5 致谢为期两个多月的毕业设计终于在李元星师耐心细致的指导下和自己的不断努力下顺利完成了。在设计过程中遇到了很多难以解决的问题，设计的顺利完成和李辉老师的大力指导是分不开

53、的，李辉老师对工作认真负责的态度和对学术科学严谨的作风，为我们树立了榜样，老师平时不仅给我们讲解设计方面的知识，还给我们讲些书本上没有的新知识，给我们讲如何作一名合格的设计工程师，如何去用积极的态度面对工作、面对生活、面对人生。跟老师进行设计期间我觉得自己的知识有了很大的提高，以前模糊的知识也变的清晰了，在他们身上我学到了很多。在设计过程中许多同学给我提供了很多的帮助，在此表示我的谢意。感谢本次毕业设计过程中提供给我帮助的所有人，是他们的热心帮助，才使我的毕业设计可以按时顺利的完成，在他们身上我也学到了很多东西。理解到团结协作互相帮助的重要。在这里我还要深深的我的母校和在这四年来用辛勤的汗水孜孜不倦的教导过我们的老师。河南理工大学给我提供了再次学习的机会，在这里有良好的学习环境，一流的实验设备，高水平的老师教会了我一身的本领，在这里我掌握了各门知识，掌握了各种技能。6参考文献1王和飞.皮带运输机故障智能诊断系统研究.昆明理工大学.2002.62阎俊荣.plc在皮带运输机中的应用.电气时代.2002(5).-34-343陈蕴基.沈克宇.皮带运输机的plc控制.交通与计算机.2001,19(2).-45-474赵静.葛斌.plc在运输生产线的应用. 自动化与仪表.2003,18(3).-