基于PLC的傳送帶模擬系統(tǒng)控制畢業(yè)論文

1、. . . . 基于PLC的傳送帶模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）摘要:目前，輸送帶控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。PLC系統(tǒng)因其可靠性高、編程簡單、功能完善而越來越受到青睞，傳統(tǒng)的接觸繼電器控制系統(tǒng)已逐步被PLC系統(tǒng)所取代。應(yīng)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制有助于我國的傳送帶輸送機(jī)在質(zhì)量發(fā)面、適應(yīng)性發(fā)面、可靠性方面以與工作效率方面縮小我們與國外的差距，實(shí)現(xiàn)傳送自動(dòng)化，提高工業(yè)裝備水平。本課程設(shè)計(jì)是用PLC控制四節(jié)傳送帶的工作,主要能夠?qū)崿F(xiàn)思路傳送帶的順次啟動(dòng)和停止以與緊急故障處理等功能。關(guān)鍵字:可編程控制器、傳送帶模擬控制系統(tǒng)、組態(tài)王0前言 可編程序控制器（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自

2、動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。例如，火電廠的燃料煤是通過煤場的輸送帶送進(jìn)鍋爐的。由于煤粉污染大，作業(yè)環(huán)境惡劣，因此，需要對(duì)輸送帶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。此外，輸送帶控制系統(tǒng)也廣泛運(yùn)用于井下采礦和食品業(yè)等。對(duì)于輸送帶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制以與其運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性直接影響著生產(chǎn)發(fā)展。采用傳統(tǒng)的接觸繼電器控制系統(tǒng)，不僅接線復(fù)雜、抗干擾能力差，易因接觸不良而造成故障，而且功能擴(kuò)展性差。因此在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。 可編

3、程序控制器是一種存儲(chǔ)器控制器，支持控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲(chǔ)器中利用程序來實(shí)現(xiàn)邏輯控制，完成控制任務(wù)。在可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制任務(wù)，首先要針對(duì)具體的被控對(duì)象，分析它對(duì)控制系統(tǒng)的要求，然后編制出相應(yīng)的控制程序，利用編程器將控制程序?qū)懭肟删幊炭刂破鞯某绦虼鎯?chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可編程控制器依次讀取程序存儲(chǔ)器中的程序語句，對(duì)它們的容加以解釋并執(zhí)行。根據(jù)輸入設(shè)備的狀態(tài)和其他條件，可編程控制器將其程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作?？删幊炭刂破魇抢密浖韺?shí)現(xiàn)控制邏輯的，能夠適應(yīng)不同的控制任務(wù)的需要，通用、靈活、可靠性高。它是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算

4、操作的電子裝置。它的部存儲(chǔ)器可以執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是在繼電器控制邏輯基礎(chǔ)上，與3C技(Computer Control Communication)相結(jié)合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領(lǐng)域。PLC早期主要應(yīng)用于工業(yè)控制，但隨著技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大 ?？删幊炭刂破?Programmable Logical Controller)簡稱PC或PLC，是60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件，是美國數(shù)字公司(DEC )為美國通用公

5、司(GM)研制開發(fā)并成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上，可編程控制器自此誕生。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時(shí)推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展?，F(xiàn)代PLC已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。最初，PLC主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機(jī)械的控制上。近年來，隨著我國對(duì)外開放，日、美、西德等國生產(chǎn)的PLC己通過多種途徑進(jìn)入了我國，引起了各方面的重視并得到應(yīng)用。1總體設(shè)計(jì)傳送帶的控制系統(tǒng)根據(jù)課題要求主要是一個(gè)線性的關(guān)系，啟動(dòng)時(shí)：從后到前一次啟動(dòng)；停車時(shí)：從前到后依次停車；出現(xiàn)故障：故障電機(jī)前立即停車，故障電機(jī)后的電機(jī)帶運(yùn)送完物品（3s）后停車。啟動(dòng)：根

6、據(jù)梯形圖，首先設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng)開關(guān)I0.0，并采用自鎖功能設(shè)計(jì)，外加一個(gè)常閉開關(guān)I0.5.按照要求啟動(dòng)電機(jī)四。電機(jī)四后接定時(shí)器（3s）,啟動(dòng)電機(jī)三，以此類推依次啟動(dòng)。停車：設(shè)計(jì)自鎖開關(guān)I0.5，電機(jī)一停車，經(jīng)過五秒的定時(shí)器后電機(jī)二停車，以此類推一次停車。發(fā)生故障：1. 電機(jī)一發(fā)生故障，默認(rèn)電機(jī)一立即停車，經(jīng)過5s定時(shí)器后電機(jī)一、二、三、四依次停車。2 .電機(jī)二發(fā)生故障，電機(jī)一立即停車，默認(rèn)電機(jī)二立即停車，通過3s定時(shí)器電機(jī)三停車，在經(jīng)過3s定時(shí)器電機(jī)四停車。3 .電機(jī)三發(fā)生故障，電機(jī)一、二立即停車，默認(rèn)電機(jī)三立即停車，通過3s定時(shí)器電機(jī)四停車。4 .電機(jī)四發(fā)生故障，電機(jī)一、二、三、四立即停車。2硬

7、件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1傳送帶PLC的I/O分配表表1傳送帶PLC的I/O分配表地址電路器件外部設(shè)備I0.0SB1啟動(dòng)按鈕I0.1A模擬電機(jī)一發(fā)生故障開關(guān)I0.2B模擬電機(jī)二發(fā)生故障開關(guān)I0.3C模擬電機(jī)三發(fā)生故障開關(guān)I0.4D模擬電機(jī)四發(fā)生故障開關(guān)I0.5SB2停車開關(guān)Q0.1M1電機(jī)一Q0.2M2電機(jī)二Q0.3M3電機(jī)三Q0.4M4電機(jī)四T37控制啟動(dòng)/停止時(shí)間T38控制啟動(dòng)/停止時(shí)間T48控制啟動(dòng)/停止時(shí)間2.2 系統(tǒng)接線圖圖1 傳動(dòng)帶模擬控制系統(tǒng)接線圖2.3輸入/輸出連線表表2 輸入/輸出連線表面板M1M2M3M4M1負(fù)載或故障M2負(fù)載或故障M3負(fù)載或故障M4負(fù)載或故障SB1SB2PLCQ0.

8、1Q0.2Q0.3Q0.4I0.1I0.2I0.3I0.4I0.0I0.53程序設(shè)計(jì)3.1總體梯形圖圖2 總體梯形圖3.2 程序語句表表3 程序語句表步序指 令0LD I0.0 啟動(dòng)按鈕1O M1.02AN I0.53S Q0.4, 1 四電機(jī)運(yùn)行4= M1.05LD M1.06TON T37, +507LD T378S Q0.3, 1 三電機(jī)運(yùn)行9= M2.010LD M2.011TON T38, +5012LD T3813S Q0.2, 1 二電機(jī)運(yùn)行14= M3.015LD M3.016TON T39, +5017LD T3918S Q0.1, 1 一電機(jī)運(yùn)行19LD I0.5 停止按鈕

9、20O M4.021AN I0.022R Q0.1, 1 一電機(jī)停轉(zhuǎn)23= M4.024LD M4.025TON T40, +5026LD T4027R Q0.2, 1 二電機(jī)停轉(zhuǎn)28= M5.029LD M5.030TON T41, +5031LD T4132R Q0.3, 1 三電機(jī)停轉(zhuǎn)33= M6.034LD M6.035TON T42, +5036LD T4237R Q0.4, 1 四電機(jī)停轉(zhuǎn)38LD I0.1 一故障/負(fù)載39R Q0.1, 1 一電機(jī)停轉(zhuǎn)40= M7.041LD M7.042TON T43, +5043LD T4344R Q0.2, 1 二電機(jī)停轉(zhuǎn)45= M8.04

10、6LD M8.047TON T44, +5048LD T4449R Q0.3, 1 三電機(jī)停轉(zhuǎn)50= M9.051LD M9.052R Q0.4, 1 四電機(jī)停轉(zhuǎn)53LD I0.2 二故障/負(fù)載54R Q0.1, 1 一電機(jī)停轉(zhuǎn)55R Q0.2, 1 二電機(jī)停轉(zhuǎn)56= M10.057LD M10.058TON T45, +5059LD T4560R Q0.3, 1 三電機(jī)停轉(zhuǎn)61= M11.062LD M11.063TON T46, +5064LD T4665R Q0.4, 1 四電機(jī)停轉(zhuǎn)66LD I0.3 三故障/負(fù)載67R Q0.1, 1 一電機(jī)停轉(zhuǎn)68R Q0.2, 1 二電機(jī)停轉(zhuǎn)69R

11、 Q0.3, 1 三電機(jī)停轉(zhuǎn)70= M12.071LD M12.072TON T47, +5073LD T4774R Q0.4, 1 四電機(jī)停轉(zhuǎn)75LD I0.4 四故障/負(fù)載76R Q0.1, 1 一電機(jī)停轉(zhuǎn)77R Q0.2, 1 二電機(jī)停轉(zhuǎn)78R Q0.3, 1 三電機(jī)停轉(zhuǎn)79R Q0.4, 1 四電機(jī)停轉(zhuǎn)4. 在組態(tài)王中的實(shí)現(xiàn)4.1. 工控組態(tài)軟件組態(tài)王V6.5組態(tài)王是亞控科技發(fā)展開發(fā)的一個(gè)集成人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)的工業(yè)上位監(jiān)控軟件，可與可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡智能儀表、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置（RTV）等多種外部設(shè)備進(jìn)行通訊。而其軟件系統(tǒng)與用戶最終使用的現(xiàn)場設(shè)備無

12、關(guān)，對(duì)于不同的硬件設(shè)施，用戶只需要按照安裝向?qū)У奶崾就瓿蒊/O 設(shè)備的配置工作，為組態(tài)王配置相應(yīng)的通信設(shè)備的硬件驅(qū)動(dòng)程序，并由硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成組態(tài)王與I/O 設(shè)備的通信。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，組態(tài)王通過嵌的設(shè)備管理程序完成與I/O 設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。4.2. PLC與上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件和軟件組態(tài)王之間的通訊PLC 與上位計(jì)算機(jī)的通訊可以利用高級(jí)語言編程來實(shí)現(xiàn)，但是用戶必須熟悉互連的PLC 與PLC 網(wǎng)絡(luò)采用的通信協(xié)議，嚴(yán)格的按照通信協(xié)議規(guī)定為計(jì)算機(jī)編寫通信程序，其對(duì)用戶要求較高，而采用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC 與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊，則相對(duì)簡單，因?yàn)楣た亟M態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通訊驅(qū)

13、動(dòng)程序，西門子公司的S7 系列PLC 與工控組態(tài)軟件WinCC、組態(tài)王之間可進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)PLC 與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊。組態(tài)王6.5 與S7-200 PLC 之間通訊的實(shí)現(xiàn)步驟：1. 設(shè)備連接利用PLC 與計(jì)算機(jī)專用的PC/PPI 電纜，將PLC 通過編程口與上位計(jì)算機(jī)串口（com口）連接，進(jìn)行串行通訊。串行通訊方式使用組態(tài)王計(jì)算機(jī)的串口，I/O 設(shè)備通過PC/PPI 通訊電纜連接到組態(tài)王計(jì)算機(jī)的串口。2. 通訊設(shè)備參數(shù)設(shè)置在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，點(diǎn)擊設(shè)備大綱項(xiàng)下PLC 與上位計(jì)算機(jī)所連串口（com口），進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。S7-200 系列PLC 編程口的通訊com口參數(shù)設(shè)置：在組態(tài)王

14、瀏覽器目錄容顯示區(qū)雙擊所設(shè)口對(duì)應(yīng)的新建圖標(biāo)，會(huì)彈出設(shè)備配置向?qū)?duì)話框。在此對(duì)話框中完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降腎/O 設(shè)備安裝，安裝過程簡單、方便。在配置過程中，用戶需選擇I/O 設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號(hào)、連接方式，為設(shè)備指定一個(gè)邏輯設(shè)備名，設(shè)定設(shè)備地址。3. 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王軟件的核心部分，在工程管理器中，選擇數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)詞典，雙擊新建圖標(biāo)，彈出變量屬性對(duì)話框，創(chuàng)建仿真電梯各個(gè)變量數(shù)據(jù)，這些變量與PLC部變量一一對(duì)應(yīng)，PLC 的輸入輸出完全由組態(tài)王部變量代替。這樣，PLC 的實(shí)際輸入輸出狀態(tài)都反映在組態(tài)監(jiān)控界面上，借助PLC 的CPU 通信功能

15、，系統(tǒng)的運(yùn)行就可以實(shí)現(xiàn)真正的仿真。4. 設(shè)計(jì)圖形界面并建立動(dòng)畫連接在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建傳送帶模擬控制系統(tǒng)的控制指示燈與位圖與所建立相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，對(duì)相關(guān)單元進(jìn)行動(dòng)畫連接。5.系統(tǒng)運(yùn)行啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)，運(yùn)行傳送帶模擬控制系統(tǒng)。將PLC 開關(guān)指向“RUN”狀態(tài)，按照傳送帶的控制要求，依次按下啟動(dòng)停止或故障按鈕，觀察傳送帶模擬控制系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果。運(yùn)行模擬結(jié)果：(1) 傳送帶啟動(dòng)圖3 傳送帶啟動(dòng)模擬圖(2) 傳送帶正常運(yùn)行圖4 傳送帶正常工作中模擬圖(3) 傳送帶故障圖5 傳送帶故障模擬圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，動(dòng)畫模擬效果良好。5課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次PLC課程設(shè)計(jì)使我對(duì)PLC有了系統(tǒng)的了解，我

16、做的課題是傳送帶的控制系統(tǒng)，了解PLC設(shè)計(jì)軟件之后感覺編寫這套程序還是比較輕松的，用了一天的時(shí)間，我就把這套程序搞明白了，學(xué)會(huì)了自鎖開關(guān)的設(shè)置，以與互鎖程序的編寫，編寫PLC程序的時(shí)候，我個(gè)人感覺首先仔細(xì)讀懂要求，然后理清整體脈絡(luò)，找到一定的邏輯關(guān)系，然后再進(jìn)行編寫會(huì)提高效率。同時(shí)，編寫的時(shí)候可以在每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)備注的地方標(biāo)示一下容，以便調(diào)試階段的調(diào)試修改程序。還有就是編寫的時(shí)候要細(xì)心、仔細(xì)。一個(gè)好的設(shè)計(jì)，僅僅依靠自己的力量是很難完成的，因?yàn)槟憧倳?huì)遇見困難，或許老師、同學(xué)的一個(gè)簡單提示就可以讓你豁然開朗、讓你茅塞頓開，在此次設(shè)計(jì)過程中，我深刻體會(huì)到了這一點(diǎn)的重要性，同時(shí)我也深刻的領(lǐng)悟到團(tuán)隊(duì)精神的重要，互助精神的必要。在此，我衷心地向我的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師，還有其他各位老師、同學(xué)和領(lǐng)導(dǎo)表示感。感他們?cè)谠O(shè)計(jì)中給我的幫助、鼓勵(lì)和支持，使我在困難面前勇于前行，使我對(duì)人生目標(biāo)有了更大的堅(jiān)定。我為有這么一些同學(xué)、老師和領(lǐng)導(dǎo)而感到驕傲和幸運(yùn)，我感他們?cè)谏钪械南ば恼樟?、學(xué)習(xí)中的全心幫助。在此，我衷心地對(duì)他們