基于PLC控制的传送带组态控制系统设计-PLC课程设计论文.doc
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1、PLC 设计与调试 课程名称 电气控制与 PLC 应用技术 设计题目 传送带组态控制系统设计 专业班级 姓 名 学 号 指导教师 起止时间 2013.6.8-2013.6.21 2 课程设计考核和成绩评定办法 1.课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面, 给出各项权重,综合评定。该设计考核教研室主任审核,主管院长审批备案。 2.成绩评定采用五级分制,即优、良、中、及格、不及格。 3.参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者,不得参加本次考核,按不及格处 理。 4.课程设计结束一周内,指导教师提交成绩和设计总结。 5.设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。
2、课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范,经教研室主任审核、主管院 长审批备案。 注: 1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生,设计任务书放置在设计报告封 面 后和正文目录前。 2. 为了节省纸张,保护环境,便于保管实习报告,统一采用 A4 纸,实习报告建议 双面打印(正文采用宋体五号字)或手写。 3 12/13 学年第二学期学年第二学期 PLC 应用技术应用技术 课程设计任务书课程设计任务书 指导教师:指导教师: 班级:班级: 地点:地点:PLC 室室 课程设计题目:课程设计题目: 基于基于 PLC 控制的传送带组态控制系统设计控制的传送带组态控制系统设计
3、 一、课程设计目的一、课程设计目的 本课程设计的目的在于培养学生运用已学的 PLC 控制技术的基础知识和基 本理论,加以综合运用,进行 PLC 控制系统设计的初等训练,掌握运用 PLC 进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤,为从事 PLC 相关的毕业设计 或今后的工作需要打下良好的基础。 二、课程设计内容(包括技术指标)二、课程设计内容(包括技术指标) 本课程设计为四条传送带的传送控制系统的设计,分别用四台电动机带动 四条传送带的机械传动,切换四台电动机的正反运行同时对运行状况进行组态 监视。 1、双向控制模块、双向控制模块 通过方向开关选择电动机的状态,方向开关可选择电动机的状态分为两
4、种: 正转控制和反转控制。 控制功能: 1)正转控制 当“方向开关”未被按下时,四台电动机处于正转状态,且方向指示灯不 亮。 2)正转控制 当“方向开关”被按下时,四台电动机处于反转状态,且方向指示灯被点 亮。 2、启动及停止控制模块、启动及停止控制模块 通过转换开关选择传送带启动方式,转换开关可选择启动方式分为两种: 单独控制和自动控制。启动时先起动最末一条皮带机,经过 5 秒延时,再依次 起动其它皮带机到最前一条后 5 秒 Y0 得电货物开始装填货物。停止时系统首 先停止 Y0 货物装填,然后从 1#皮带开始每延时 5 秒后停止皮带机转动直到最 后一条皮带机。 单独与自动控制连锁,任何一个
5、单独按钮“ON” ,自动控制不能建立,反 之,如果自动控制已建立,单独按钮的动作对自动操作没有任何影响。 控制功能: 1)单独控制 当“转换开关”按钮置“单独”位置时,方可对单机进行单独控制。 4 电机的单独控制有启动次序控制,控制次序可以为 4321 或电机单独 运行。 2)自动控制 当处于自动控制模式时,按下启动按钮后,电机将自动按 4321 次序 启动,电机启动时间间隔为 5s。 3、超重检测模块、超重检测模块 通过采用称重传感器,将被测量的重量转换为一定线性关系的电信号。电 信号经过前置放大器后传输给 A/D 转换器。转换后的信号由可编程控制器的 CPU 进行运算处理。并与设定值比较,
6、当超过设定值时,则报警。 4、故障紧急处理模块、故障紧急处理模块 我们将故障分为四级故障。分别是一级故障、二级故障、三级故障、四级 故障。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且 Y0 也立即停止装填货物,而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。 1)当出现紧急状况时,人为按下急停开关,电机紧急停车及出料口停止出 料。 2)当传感器或组态监测到电机在不正常运行状况下停车时,系统将声、光 同时报警,通知工作人员进行故障处理。 3)不论单独控制还是自动控制,急停开关均起作用。 5) 如当 2#皮带出现故障时,Y0 和 1#皮带自动停止,3#皮带和 4#皮带可以 保持运行,当故障解除
7、时,先判断电机运行状态,若在自动启动状态下,复位, 电动机依顺序进行启动,若在单独启动状态下,复位后,再按相应“启动”按 钮,进行电机启动。 5、组态监控模块、组态监控模块 通过组态与 PLC 的联机完成对电机运行状态监视及显示,该监视模块将大 大提高控制系统的自动化程度,减少现场监视人员。该模块的显示将通过四组 红绿指示灯显示四组电机的正反运行及停止状况。 6、重量统计模块、重量统计模块 通过对物料流量的速度的进行设定,保证单位时间内流过物料口的流量固 定,通过对系统运行时间进行统计,当电动机出现故障时,物料口物料停止, 系统统计时间停止,故障恢复时,统计时间又继续恢复原来统计点,继续进行
8、统计。最终利用计算机进行计算通过传送带的总物料流量。 三、课程设计原则三、课程设计原则 1、尽可能地满足被控对象的控制要求; 2、在满足控制的前提下,力求使控制系统简单、经济; 3、保证控制系统安全可靠; 4、考虑到被控对象的改进,在选择 PLC 的 I/O 数量时,应适当留有余量; 四、课程设计步骤四、课程设计步骤 1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究,明确控制任务: 5 2、选择和确定用户 I/O 设备: 根据传统控制线路,确定出 PLC 改造所需的各种输入/输出设备,即各种 按钮、开关、继电器和接触器等。 3、确定系统整体设计方案,选择 PLC 型号 确定系统整体设计方案十分重要,要
9、在全面了解控制要求的基础上确定电 气控制方案。根据所选用的电器或元件的类型和数量,计算所需 PLC 的输入/ 输出点数,选择合适的点数。由于本设计中只涉及到开关量,因此在选择 PLC 型号时,只需考虑 I/O 点数,并有一定的余量(10%15%)选择小型 PLC。 4、控制系统的硬件设计 (1)主电路的设计; 图 1 主控制电路图 (2)确定出输入、输出信号,画出 PLC 的 I/O 接线图; (3)设计控制面板。合理布局,要求简单醒目。 (4)组态监控画面。 5、控制系统的软件设计 (1)首先分别设计出传送带控制系统各部分的控制软件流程图及梯形图; 单独控制电路 (2)整体控制软件梯形图设计
10、; 6、联机调试; 7、撰写设计说明书。 6 图 2 I/O 接线图 五、时间安排五、时间安排 表 2 时间安排表 时间时间内容内容备注备注 第 15 周 周一集中讲解课程设计要求,分配 设计题目,明确任务和具体安排 周二调研、查阅资料、给出设计方案 周三检查设计方案,10:30-11:30 周四调整设计方案 周五上机调试 第 16 周 周一上机调试 周二上机调试 周三上机调试 周四写课程设计报告 周五答辩 六、任务安排六、任务安排 7 表 3 任务分配表 题目题目基于PLC控制的传送带组态控制系统设计 组长组长副组长副组长 成员成员 任务一任务一任务二任务二任务三任务三任务四任务四任务五任务
11、五任务六任务六 查资料查资料实地调研实地调研硬件设计硬件设计软件设计软件设计联机调试联机调试实习报告实习报告 七、基本要求七、基本要求 (一)课程设计报告(一)课程设计报告 1控制流程图一张(A4) (手绘) 2控制系统硬件设计图一张;(A4) (手绘) 3控制系统软件梯形图一张;(A4) (手绘) 4设计说明书一份,包括以下内容 1) 写出设计计划和基本步骤。 2)写出控制要求并画出设计流程图。 3)画出 I/O 分配表和 I/O 接线图。 4)画出具体设计的梯形图,并加以注释。 5)写出调试过程和结果。 6)写课程设计小结。 (二)成绩评定标准(二)成绩评定标准 对学生进行全面考核,重点考
12、核设计图纸、说明书质量;独立思考、独立 工作能力,综合运用知识的能力;平时的工作态度及表现;答辩情况。 最后按平时表现、报告质量、答辩成绩,其权重分别为 0.2、0.4、0.4 综合 评定成绩,分优、良、中、及、不及格五个等级。 8 摘摘 要要 本系统 PLC 在四节传送带控制系统中的应用,同时也详细地叙述了系统中 相关控制项目的设计方案及具体实现方法。文中还介绍了基于 PLC 与单片机的 区别使我们能更加的清楚认识 PLC,对学生熟悉 PLC 控制系统的结构和工作原 理以及学习梯形图的编写都有很大的帮助。 该设备适用于流水线生产,也可以把生产出的货物进行传送到特定的地方。 高可靠性是电气控制
13、设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术, 采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可 靠性。从 PLC 的机外电路来说,使用 PLC 构成控制系统,和同等规模的继电接 触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就 大大降低。此外,PLC 带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警 报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系 统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 关键词 传送带 PLC 故诊断控制 可编程控制器 组态监控 Abstract Introduced PLC in fou
14、r conveyer belts control system application, simultaneously also in detail narrated in the system to be connected the control project design proposal and the concrete 9 realization method. In the article also introduced enables us based on PLC and the monolithic integrated circuit difference even mo
15、re clearly to know PLC, is familiar with the PLC control system to the student the structure and the principle of work as well as the study trapezoidal chart compilation all has the very big help. This system is a system which controls to four conveyer belts, this equipment is suitable for the produ
16、ction-runs and so on, also may the cargo which produces carry on transmits to the specific place. The redundant reliability is the electricity control device essential performance. PLC because uses the modern large scale integrated circuit technology, used the strict production craft manufacture, th
17、e internal circuit has adopted the advanced antijamming technology, had the very high reliability. Machine the external circuit said from PLC that, uses the PLC constitution control system, compares with the same level scale relay system, the electrical wiring and the switch contact reduced to sever
18、al hundred even several 1/1,000, the breakdown also greatly reduces. In addition, PLC has the hardware breakdown self-examination function, appears when the breakdown may promptly send out the warning information. In the application software, the application also may enroll the periphery component t
19、he breakdown from the diagnostic program, causes in the system also obtains the breakdown besides the PLC electric circuit and the equipment from the diagnosis protection. Key word: control crogrammable configuration 10 目目 录录 第第 1 章章 绪绪 论论11 1.1 课题研究简介课题研究简介.11 1.1.1 课题研究背景.11 1.1.2研究发展方向12 第 2 章 可编
20、程控制器的概述13 2.1 PLC 的概述的概述13 2.1.1 PLC的概念.13 2.1.2 PLC的功能.13 2.1.2 可编程控制器的特点.15 2.1.4 可编程序控制器的发展.16 第三章 组态17 3.1 组态软件组态软件.17 3.1.1 组态软件的特点.17 3.1.2 产生背景.18 3.1.3 组态软件功能.18 3.1.4 组态软件的发展情况.19 第四章 系统设计23 4.1 控制要求控制要求.23 4.1.1、双向控制模块.23 4.1.2 启动及停止控制模块.23 4.1.3 超重检测模块.24 4.1.4 故障紧急处理模块.24 4.1.5 组态监控模块.25
21、 4.1.6 重量统计模块.25 4.2 电路设计电路设计.25 4.2.1主电路的电路设计25 4.2.2. PLC接线图.26 4.2.3组态控制模型26 4.2.4 控制面板图.28 4.4 系统程序设计 .28 4.4.1 系统程序的 I/O 端子表.28 4.4.2 T型图29 参考文献参考文献:35 11 第第 1 章章 绪绪 论论 具有牵引件的皮带传输机一般包含牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改 向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力,可采取输送带、牵引链或钢丝绳;承载构件 用以承放物料,有料斗、托架或吊具等;驱动装置给输送机以动力,一般由电动机、减速 器和制动器(结束器)
22、等组成;张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种,可使牵引件坚持必定 的张力和垂度,以保证皮带传输机正常运转;支承件用以承托牵引件或承载构件,可采取 托辊、滚轮等。 具有牵引件的皮带传输机装备的构造特色是:被运送物料装在与牵引件连结在一起的 承载构件内,或直接装在牵引件(如输送带)上,牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连,形成 包含运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路,应用牵引件的持续活动输 送物料。 这类的皮带传输机装备种类繁多,重要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、 主动扶梯、主动听行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式晋升机、悬挂输 送机和架空索道等。 没有牵引件的皮带传
23、输机装备的构造组成各不雷同,用来输送物料的工作构件亦不雷 同。它们的构造特色是:应用工作构件的旋转活动或往回活跃,或应用介质在管道中的流 动使物料向前输送。例如,辊子输送机的工作构件为一系列辊子,辊子作旋转活动以输送 物料;螺旋输送机的工作构件为螺旋,螺旋在料槽中作旋转活动以沿料槽推送物料;振动 输送机的工作构件为料槽,料槽作往回活跃以输送置于其中的物料等。 1.1 课题研究简介课题研究简介 1.1.1 课题研究背景 现阶段国内外皮带输送机技术的基本状况国外皮带输送机技术一直以来都高于我国皮 带输送机技术的发展水平,目前我外皮带输送机技术发展已经进入了一个新的发展阶段, 皮带输送机的所具有的功
24、能更加丰富,应用范围也更加广泛。 大批先进的高技术含量的皮带输送机已经研究开发成功,并在具体的工作实践中得到 了广泛的运用,极大地提高皮带输送机的运输距离、运载量以及运输速度。并且带式输送 的稳定性也得到了极大地改善,白动化的监控技术也被运用到了皮带输送机当中,输送机 运行的可靠性得到的极大地改善。 12 随着我国煤矿开采事业的进一步发展,皮带输送机在生产力水平不断提高的刺激下, 输送机的品种以及类型都日渐丰富化。同时随着科学技术水平的不断提高,皮带输送机的 技术水平也有了很大程度的提高,皮带输送机在科学技术的支持下,运输距离不断提高, 输送机所具有的功率也得到了极大地提高。大倾角长距离皮带输
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