基于PLC的传送带控制系统设计

基于PLC传送带控制系统设计无锡城市职业技术学院毕业设计报告汉字题目基于PLC传送带控制系统设计英文题目Designofcontrolsystemof

theconveyorbelt

basedon

PLC姓名徐蒙蒙所在系部电子信息工程系所学专业电气自动化班级名称电气自动化1203学号41215302指导教师李晓娓日期年11月30日目录摘要 IAbstrat II一、引言 1二、传送带概述 1（一）传送带系统概述 1（二）传送带控制要求 2三、传送带控制各系统特点 2（一）继电器-接触器控制特点 2（二）单片机控制特点 3（三）PLC控制特点 3四、基于PLC控制硬件设计 4（一）PLC选型 4（二）I/O分配 5（三）PLC外部接线图 7五、基于PLC控制软件设计 8（一）程序控制流程图 8（二）主电路设计 9（三）梯形图 9（四）仿真 14六、结束语 19参考文件 20谢辞 21附录 22摘要摘要：自工业化大生产以来，伴随经济飞速发展，企业竞争越来越激烈，各国工程师和企业主都在努力寻找怎样提升生产率，怎样降低成本方法，而这一切也都是为了使效益最大化。为了提升效率，降低成本，传送带得到了广泛应用。传送带利用不但节约了劳动成本，提升了生产效率，而且降低了生产成本，在工业生产中发挥了巨大作用。未来，传送带设备将向着大型化发展，扩大使用范围，物料自动分拣，降低能量消耗，降低污染等方向发展。本设计结合传送带实际模型，针对PLC本身具备功效特点，成功实现对传送带系统控制，达成了预期控制效果。传送带设备不停改进，不停发展，为自动化技术高速发展今天，做出了不可磨灭贡献。可编程控制器（PLC）是以计算机技术为关键通用自动控制装置，在各行各业中得到了广泛应用。有着160年历史西门子企业，同时作为自动化领域技术、标准与市场领先者，以最先进技术和产品，向用户提供具备先进、可靠处理方案。可编程控制器与以往那些基于文本高级编程语言不一样，它采取是一个全新梯形图和助记符编程方式，即用形象图行符号和连线来代替一行一行文本，这种编程序方法使用起来比较简单方便，尤其是对继电器控制电路有所了解技术人员来说，就更轻易使用梯形图语言。可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造计算机。它具备丰富输入/输出接口，而且具备较强驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一详细工业应用，在实际应用时，其硬件需依照实际需要进行选取配置，其软件需依照控制要求进行设计编制。关键词：PLC；传送带

AbstratAbstract:sincethe

industrialproduction

since,

withtherapiddevelopmentofeconomy,

enterprises

increasinglyfiercecompetition,

countries

engineersandbusinessownersare

lookingforwaysto

improveproductivity,

howtoreducethecost

ofthe

method,

andthat

everything

is

inorderto

maximizethebenefits.

Inordertoimprovetheefficiency,

reducethecost,

theconveyorbelt

iswidelyused.Theuseof

belt

notonlysaves

thelaborcost,

improveproductionefficiency,

andreducestheproductioncost,

hasplayedahugerole

inindustrialproduction.

Thefuture,

conveyorequipment

willbelarge-scaledevelopment,

expandthescopeofuse,

automaticmaterial

sorting,

reduceenergyconsumption,

reducepollutionanddevelopmentdirection.

Thedesignoftheactual

model

oftheconveyorbelt,function

accordingtothecharacteristicsof

thePLCitselfhas,

toachievecontrolofthe

conveyorbeltsystem

successfully,

achieved

theexpectedcontroleffect.Continuousimprovement,

conveyorequipment

development,

fortherapiddevelopmentof

automation

technology,

hasmadetheindeliblecontribution.Programmablelogiccontroller

(PLC)

is

thegeneralautomaticcontroldevice

tothecomputertechnologyasthecore,

hasbeenwidely

appliedinallwalksoflife.A160yearhistoryofthe

SIEMENS

company,

atthesametime,

asaleaderinautomationtechnology,

standard

andmarket,

withthemostadvancedtechnologyandproducts,

provide

advancedandreliable

solution

totheuser.

Programmablecontrollerand

thosepast

text

high-levelprogramminglanguages

basedondifferent,

itusesa

new

ladderdiagram

and

mnemonic

programming

mode,

textwith

graph

for

symbolsand

line

image

insteadof

alineofthe

program,

thismethod

issimple

andconvenient

touse,

especiallythe

technical

staffunderstandingofthe

relaycontrol

circuit,

itiseasierto

usethe

ladderlanguage.Theprogrammablecontroller

isacomputer,

itisdesignedfor

industrialenvironmentapplications

andthedesignandmanufacture

ofcomputer.

It

hasawealthofinput/output

interface,

andhasastrongdrivecapability.

But

theprogrammablecontroller

productsarenotforaspecific

industrialapplications,

inpracticalapplication,

itshardware

configuration

was

selected

accordingtotheactualneed,

the

need

for

software

design

preparedaccordingtothe

controlrequirements.Keywords:

PLC；conveyorbelts基于PLC传送带控制系统设计一、引言传送带是生活中最常见一个运输方式。经过传送带能够将物体从一个地方传送到另一个地方。在使用过程中极为方便，能够大大降低在生产过程中人力资源，从而得以降低企业生产成本。除了工业生产，传送带在生活中利用有很多，比如商场自动扶梯，机场自感人行道。另外，码头上自动卸货传送带，工厂生产流水线，农业机械中联合收割机等都有使用。另外，它控制形式也多个多样，它能够由单片机、PLC以及计算机来控制，因为PLC为主组成控制系统具备可靠性高、控制功效强大、性价比高等优点，是当前工业自动控制首选控制装置。未来传送带设备将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、降低污染等方面发展。是生活和生产中必不可缺设备。本文主要是对四节传送带控制系统，该设备适适用于流水线生产等，也能够把生产出货物进行传送到特定地方。采取PLC集中控制方法，利用PLC简单可视化程序，自动控制控制方法对PLC进行控制。二、传送带概述（一）传送带系统概述17世纪中，美国开始应用架空索道传送散状物料；19世纪中叶，各种当代结构传送带输送机相继出现。1868年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；19，在瑞士出现了钢带式输送机；19，在英国和德国出现了惯性输送机。今后，传送带输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步影响，不停完善，逐步由完成车间内部传送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺乏组成部分。未来传送带设备将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、降低污染等方面发展。大型化包含大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置长度已达440公里以上带式输送机单机长度已近15公里，并已出现由若干台组成联络甲乙两地“带式输送道”。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料更完善输送机结构。扩大输送机使用范围，是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质环境中工作，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料传送带设备。（二）传送带控制要求用PLC控制四级皮带运输机传送系统，各级皮带分别由一台电动机带动，控制要求以下：1.开启时先起动最终一级皮带运输机，经过10秒延时，再依次起动其它皮带各级延时均为10秒，待第一级开启5秒后货物开始装填。2.停顿时，货物应先停顿装填，待料运输完成后5秒后第一级皮带运输机停顿再依次停顿其它级，各级延时均为10秒。3.当某级皮带机发生故障时，该皮带机及其前面皮带机立刻停顿且停顿装填货物，而该皮带机以后皮带机待运完后才停顿。4.单动与循环控制连锁：单动与循环控制连锁，任何一个单动按钮“ON”，循环控制不能建立，反之，假如循环控制已建立，单动按钮动作对循环操作没有任何影响。5.设有紧停按钮不论循环控制还是单动控制，集中控制紧停按钮均起作用。以下列图所表示，控制要求以下：图1：皮带传输机系统示意图三、传送带控制各系统特点（一）继电器-接触器控制特点继电器-接触器是以电磁开关为主体低压电器，其组成系统是用导线以一定规律将它们链接起来，实现不一样控制功效。继电器只能控制简单开关量设备，接触器主要控制大功率设备，如点机，加热管等。与PLC相比较，继电器-接触器控制在组成部件，触电数量，实时控制方法和工作方式上不一样。（二）单片机控制特点单片机是一个集成电路芯片，是采取超大规模集成电路技术把具备数据处理能力中央处理器CPU、随机存放器RAM、只读存放器ROM、多个I/O口和中止系统、定时器/计数器等功效（可能还包含显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上组成一个小而完善微型计算机系统。对于量大配套项目，采取单片机系统具备成本低、效益高优点，但这要有相当研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行。但对单项工程或重复数极少项目，采取PLC方案是明智、快捷路径，成功率高，可靠性好，但成本较高。（三）PLC控制特点1．可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备关键性能。PLC因为采取当代大规模集成电路技术，采取严格生产工艺制造，内部电路采取了先进抗干扰技术，具备很高可靠性。从PLC机外电路来说，使用PLC组成控制系统，和同等规模继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已降低到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。另外，PLC带有硬件故障自我检测功效，出现故障时可及时发出警报信息。2．配套齐全，功效完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模系列化产品。能够用于各种规模工业控制场所。除了逻辑处理功效以外，当代PLC大多具备完善数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC功效单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力增强及人机界面技术发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常轻易。3．易学易用PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业工控设备。它接口轻易，编程语言易于为工程技术人员接收。梯形图语言图形符号与表示方式和继电器电路图相当靠近，只用PLC少许开关量逻辑控制指令就能够方便地实现继电器电路功效。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4．系统设计简单，维护方便PLC用存放逻辑代替接线逻辑，大大降低了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同时维护也变得轻易起来。更主要是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量生产场所。5．体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。因为体积小很轻易装入机械内部，是实现机电一体化理想控制设备。四、基于PLC控制硬件设计（一）PLC选型首先搞清楚控制系统I/O总点数，依照系统设计所需点数，再按照实际所需总点数15～20％留出备用量（为系统改造等留有余地）后确定一共所需PLC点数。其次，若PLC控制系统需要联入工厂自动化网络，则PLC需要有通信联网功效，就是要求PLC应该具备连接其它PLC、上位计算机及CRT等接口。最终，在相同功效和相同I/O点数情况下，整体式比模块式价格更低。可是模块式具备功效扩展更灵活，维修更方便（换模块），更轻易判断故障等优点，要按实际需要选择PLC结构形式。在机型选择上，对比三菱、欧姆龙和西门子系列PLC，西门子系列PLC具备以下特点。西门子SIAMTIC模块化控制器有着很大优势，它能够即买即用，长久兼容性和可用性，能够在恶劣环境下工作，模块还能够扩展和升级。西门子产品十分抗震动，经过集中式和分布式I/O控制。S7-200它适适用于一系列机械设备制造或用作独立处理方案，微型自动化系统组成部分，STEP7Micro/WIN工程组态软件应用于它，S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功效，使用范围可覆盖从代替继电器简单控制到更复杂自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖全部与自动检测，自动化控制关于工业及民用领域，包含各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列强大功效使其不论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功效。所以，S7-200系列具备极高性价格比。最终经过结合个方面综合考虑，我们选择西门子系列S7-200系列PLC，同时结合了输入、输出量个数，S7200系列CPU模块CPU224有14输入，10输出，而且符合使用要求而且还有剩下，这么确保不会影响控制程序设计，所以最终本试验选择S7-200系列CPU224作为本设计CPU模块。（二）I/O分配表1：I/O分配表（三）PLC外部接线图图2：PLC外部接线图五、基于PLC控制软件设计（一）程序控制流程图开始开始开启开启单次控制开启循环控制按钮单次控制开启循环控制按钮四级开启按钮三级开启按钮二级开启按钮一级开启按钮四级开启四级开启按钮三级开启按钮二级开启按钮一级开启按钮四级开启四级开启三级开启一级开启二级开启延时10S四级开启三级开启一级开启二级开启延时10S 结束结束结束结束三级开启结束结束结束结束三级开启延时10S延时10S二级开启二级开