运输专用机床PLC设计

1、襄樊学院理工学院课程设计成绩评定表课程名称机电传动控制课程设计专 业机械设计制造及其自动化班级学号姓名项目评 分 标 准评分等级得分折合分平时成绩（占20）1、态度端正，设计认真，能积极动脑思考，学习纪律好。优秀2、态度较好，较认真，能积极动脑思考，学习纪律较好。良好3、态度一般，较认真，能动脑思考，学习纪律尚可。中等4、态度较差，不够认真，不善于动脑思考，纪律较差。及格5、态度差，不认真，不动脑思考，纪律差。不及格图纸质量成绩（占40）1、绘图规范，标注准确，结构合理，图纸质量高。优秀2、绘图较规范、准确，结构基本合理，图纸质量较好。良好3、绘图基本规范、准确，结构基本合理，图纸质量一般。中

2、等4、绘图不够规范、准确，结构不太合理，图纸质量较差。及格5、绘图不规范、准确，结构不合理，图纸质量差。不及格设计报告成绩（占40）1、撰写规范，设计思路清晰，知识运用熟练，设计详尽细致，按要求完成设计。优秀2、撰写较规范，设计思路基本清晰，知识运用较熟练，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。良好3、撰写基本规范，设计思路基本清晰，知识运用尚可，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。中等4、撰写不够规范，设计思路不太清晰，知识运用一般，设计不够详尽细致，基本完成设计。及格5、撰写不规范，设计思路不够清晰，知识运用不熟练，设计不够详尽细致，没有按要求完成设计。不及格总评成绩指导教师： 年 月 日注

3、：1、该成绩评定表每位学生一份，并装订在设计说明书的最前；2、指导教师按课程设计大纲的要求评定成绩，并给出总评成绩；3、折合分：优秀90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<60分。襄 樊 学 院 理 工 学 院机电传动控制课程设计报告题 目运输系统专用机床PLC设计专 业机械设计制造及其自动化班 级机制0711姓 名刘峻峰学 号07316142指导教师职 称吴何畏 副教授2010年 6 月 30 日摘 要：为了更好地掌握所学的专业知识，做到理论与实际相结合，我们选择对可编程控制器（PLC）作为这次论文的设计对象。近年来，可编程控制器技术的发展异常迅猛，使可编

4、程控制器成为集微机技术、自动化技术、通讯技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具，在工业控制的各个领域得到了广泛的应用。皮带传动构成自动送料装车控制系统，皮带运输机作为连续散状物料运输机械已广泛应用于码头、电厂、冶金、粮食等行业。并应用于装船机，斗轮堆取料机等散状物料运输机械上。关键词：可编程控制器，皮带运输机、ABSTRACT To better grasp of the specialties of knowledge, to combine theory and practice, we have chosen the programmable controll

5、er (PLC) as a design object of this paper. In recent years, programmable logic controller extraordinarily rapid development of technology, a set of programmable controller computer technology, automation technology, communications technology in one generic industrial control devices, industrial auto

6、mation achieving a powerful tool, in the various fields of industrial control has been widely used. A belt transmission automatically feed loading control system, as a belt conveyor for bulk materials transport machinery has been widely used in terminals, power plants, metallurgy, food and other ind

7、ustries. And applied loading machine, bucket wheel stacker, and other bulk materials transport machinery.【KEY WORD】: PLC, Belt Conveyor目 录第一章 前言11.1可编程控制简介11.2 司机皮带简介3第二章 PLC及起重机的PLC控制42.1 PLC的由来及定义42.2 PLC的发展历程42.3 PLC的特点42.4 在起重机中应用PLC的优越性4第三章 运输系统仿真模型的设计与组装5第四章 PLC控制程序的设计8第五章基本指令系统和编程方法12第六章 总结15

8、参考文献：16附录：17第一章 前言1.1 可编程控制简介一、可编程控制器基础知识：PLC的硬件结构图（1） CPU它是PLC的核心部分。 （2） 存储器 系统程序存储器存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令 解释、功能子程序的调用管理程序和系统参数。 （3） PC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储容量。 I/O（输入/输出部件）（I/O模块：接口电路、I/O映像存储器） CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。 （4） 编程器等外部设备 编程器PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的工具 其他外设：磁盘、光盘、EPROM写入器（用于固化用户程

9、序）、打印机、图形监视系统或上位计算机等等。 （5） 电源：内部开关稳压电源，供内部电路使用；大多数机型还可以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器供电。 外部可用一般工业电源，并备有锂电池（备用电池），使外部电源故障时内部重要数据不致丢失。1、 可编程控制器的特点（1） 可靠性高，抗干扰能力强（2） 编程简单，操作方便（3） 系统的设计，安装，调试工作量小，维护方便（4） 体积小，能耗低（5） 配套齐全，功能完善，适用性强（6） 易学易用，深受工程技术人员欢迎2、 可编程控制器的发展趋势（1） 向微型化，专业化的方向发展（2） 向大型化，高速化，高性能方向发展（3） 编程语

10、言日趋标准（4） 与其他工业控制产品更加融合（5） 与现场总线相结合（6） 通信联网能力增强1.2 四级皮带简介:多级皮带运输机作为连续散状物料运输机械已广泛应用于码头、电厂、冶金、粮食等行业。并应用于装船机，斗轮堆取料机等散状物料运输机械上。 此为码头运料 此为矿山运料多级皮带运输机是现代化煤矿高产高效的主要运输设备，并大大提高了矿业的安全性，及灵活性。多级皮带运输机就是采用多个皮带运输机，在艰苦条件下使物料运输可以转向，以便绕开障碍，顺利的到达目的地。但由于多级皮带运输在控制上相比较普通运输机有很大的难度，如启动的顺序、停止的顺序、故障的排除等，我们把可编程控制器与多级皮带运输机相结合，通

11、过程序对运输机的动作进行控制，使多级皮带运输机能按照要求顺利的把物料运达目的地。第二章 PLC及起重机的PLC控制2.1 PLC的由来及定义 PLC的由来在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。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，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技

12、术要求，即：1）  编程简单方便，可在现场修改程序；2）  硬件维护方便，最好是插件式结构；3）  可靠性要高于继电器控制装置；4）  体积小于继电器控制装置；5）  可将数据直接送入管理计算机；6）  成本上可与继电器柜竞争；7）  输入可以是交流115V；8）  输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀；9）  扩展时，原有系统只需做很小的改动；10）      &#

13、160;       用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（PDP14型  ），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来，而且，在工业发达国家发展很快。 PLC的定义在PLC的发展过程中，美国电气制造商协会（NEMA）经过4年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程序控制器（Programmable Controller），英文缩写为PC，并作如下

14、定义：“可编程序控制器是一种数字式电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。”国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月颁布了可编程序控制器标准的草案第一稿，1985年1月又发表了草案第二稿，1987年2月颁布了草案第三稿。该草案中对可编程序控制器的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作的指令。并通过数字式和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

15、关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 2.2 PLC的发展历程  在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，

16、这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。   个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。   PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并

17、通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。   上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。   PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来

18、，是无法取代的。2.3 PLC的特点 1 ) 高可靠性1）所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。    2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms。    3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。    4）采用性能优良的开关电源。    5）对采用的器件进行严格的筛选。    6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩

19、大。    7）大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。2)丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：    交流或直流；    开关量或模拟量；    电压或电流；    脉冲或电位；    强电或弱电等。    有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备，如：    按钮 &#

20、160;  行程开关    接近开关    传感器及变送器    电磁线圈    控制阀    直接连接另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3) 采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要

21、自行组合2.4 在起重机中应用PLC的优越性多年来 ,在机械、化工、建材、钢铁、煤矿、冶金等工业生产中 ,皮带传愉系统有着极为重要的地位。PLC有着高可靠性、 适应工业过程现场、 强大的网络功能等特点 ,可以实现数据采集、顺序控制、分散控制集中管理 ,是实现机电一体化的重要手段和发展方向。采用皮带传输系统可以实现无人值守、 自动监控的生产管理目标 ,同时也使生产企业减员增效并提高企业的管理水平。在笔者设计的基于 比 的智能皮带传输系统中 ,对 台皮带机组成的皮带传输系统进行了控制 ,同时对皮带跑偏情况和设备的运行状态实施了监控 ,并设计了系统温度预警系统。 采用 比 实现的皮带传输系统较传统人

22、工控制的皮带传输系统相比有着更高的可靠性与高效性。第三章 运输专用机床仿真模型的设计与组装驱动部分设计动 力 分 配功率50KW（M1）3KW（M2）15KW（M3、M4）型号Y100L2-4Y100L2-4Y90L2-4台数112 四节传送带的模拟实验面板图：司机传送带模拟I/O分配表现场器件内部继电器地址说明输入SBS0起动按钮INPUT05X005INPUT04X004INPUT03X004INPUT02X002INPUT01X001INPUT00X000输出OUTPUT00Y000OUTPUT01Y001OUTPUT02Y002OUTPUT03Y003OUTPUT04Y004PLC选型由于有6输入5输出查表选取FX2N-16M型号PLC第四章 PLC控制程序的设计 经过对控制过程和要求的详细分析，我明确了具体的控制任务就是启动、停止等主要任务。确定了运输机这些必须完成的动作后，再确定动作的顺序： 运输机流程图继电器接线图：梯形图：启动顺序：M4立刻启动，T0-T2一次启动M3-M1停止控制：正常启动时M0-M4依次延时4S接通，某台故障时立刻停止对应其前面的电机正常停止及M1故障停止M1. M4停止时复位M1. M2停止4S或M3故障停止M3. M4停止时复位M2. M3停止4S或M4故障停止M4，M4停止复位M3, M3-M1输出控制。程序图