plc皮帶運(yùn)輸機(jī)課程設(shè)計

1、湖南工程學(xué)院課程設(shè)計課程名稱電氣控制與PLC課題名稱皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師湖南工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱電氣控制與PLC課題名稱皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師審批任務(wù)書下達(dá)日期2014年2月24日設(shè)計內(nèi)容與要求一. 課程設(shè)計的性質(zhì)與目的本課程設(shè)計是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中不可缺少的一個綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計思想，掌握工程設(shè)計的一般程序和方法。通過課程設(shè)計使學(xué)生得到工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識

2、和技術(shù)去解決工程實際問題的能力。二. 課程設(shè)計的內(nèi)容1. 根據(jù)控制對象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2. 繪制皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)的PLCI/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序活單。3. 選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4. 上機(jī)調(diào)試程序。5.編寫設(shè)計說明書。三. 課程設(shè)計的要求1. 所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對象的工藝要求，并且技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，操作方便。2. 所繪制的設(shè)計圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的GB472&84電氣圖用圖形符號、GB698&87電氣制圖和GB715887電氣技術(shù)中的文字符號制定通則的有關(guān)規(guī)定

3、。所編寫的設(shè)計說明書應(yīng)語句通順，用詞準(zhǔn)確，層次活楚，條理分明，重點(diǎn)突出，篇幅不少丁7000字。主要設(shè)計條件每人一個PLC實驗箱和一臺編程電腦設(shè)計說明書裝訂順序1. 課程設(shè)計說明書封面。2. 課程設(shè)計任務(wù)書。3. 說明書目錄。4. 內(nèi)文（按設(shè)計內(nèi)容逐項書寫）5. 參考文獻(xiàn)。6. 附錄。7. 課程設(shè)計評分表。設(shè)計進(jìn)度安排1. 第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。2. 第一周星期一下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要求，收集設(shè)計資料，準(zhǔn)備設(shè)計工具。3. 第一周星期二第二周星期一：確定控制方案。繪制皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、PLCI/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序活單。選擇電器元件，列出電

4、器元件明細(xì)表。4. 第二周星期一：上機(jī)調(diào)試程序。5. 第二周星期二星期五：編寫設(shè)計說明書，答辯。參考文獻(xiàn)1 廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用M.重慶：重慶大學(xué)出版社萬太福.可編程序控制器及其應(yīng)用M.重慶：重慶大學(xué)出版社劉祖潤.畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社謝桂林.電力拖動與控制.北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社工廠常用電氣設(shè)備手冊編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊.北京：水利電力出版社附錄：課題簡介及控制要求(1) 課題簡介皮帶運(yùn)輸機(jī)由4臺皮帶機(jī)組成，4臺皮帶機(jī)分別用4臺電動機(jī)(M1M4)ffi動,如圖1所示。圖1皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)示意圖(2) 控制要求 啟動時先起動最末一臺皮帶機(jī)，經(jīng)過5S延時，

5、再依次起動其它皮帶機(jī)：M45SM35SM25SM1 停止時應(yīng)先停止第一臺皮帶機(jī)(M1)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其它皮帶機(jī)：M15SM25SM35SM4當(dāng)某臺皮帶機(jī)發(fā)生故障時，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)后面的皮帶機(jī)待料運(yùn)完后才停止。例如當(dāng)M2故障時，MtM2應(yīng)立即停,經(jīng)過5S延時后，M3停，再過5S后M4停。 要求皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)具有手動和自動兩種工作方式。PLC是一種可編程邏輯控制器，控制功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于擴(kuò)展、通用性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，它不僅可以取代繼電器控制系統(tǒng)，還可以進(jìn)行復(fù)雜的生產(chǎn)過程控制和應(yīng)用于工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，作為自動化專業(yè)的一名大學(xué)生，掌握好PLC

6、這一門應(yīng)用技術(shù)是一個必不可少的要求。上學(xué)期我們學(xué)完了PLC原理及工程應(yīng)用一書，學(xué)校為了讓我們可以鞏固知識，加深對于這門技術(shù)的了解，從而更加穩(wěn)固的掌握好這一門技術(shù)。同時可以提高自己的實踐動手能力，以后能夠更好更快的適應(yīng)于社會。因此替我們安排了這次的課程設(shè)計。以下是我的習(xí)作，制作一個皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC電氣控制系統(tǒng)。本課題設(shè)計一共分為五章，第一章是被控對象的概述以及設(shè)計任務(wù)與要求；第二章為控制方案的確定；第三章為皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計；第四章是控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計；第五意為控制程序調(diào)試。第1章概述被控對象的概述設(shè)計任務(wù)與要求第2章控制方案確定繼電器控制方案單片機(jī)控制方案PLC控制方案第3章皮帶運(yùn)

7、輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計PLC輸入、輸出原件的選擇PLC型號的選擇PLCI/O接線圖的繪制第4章控制系統(tǒng)的軟設(shè)計PLC控制程序的組成主程序的設(shè)計手動子程序設(shè)計自動子程序設(shè)計手動子程序設(shè)計故障處理子程序M1故障處理子程序M2故障處理子程序M3故障處理子程序M4故障處理子程序第5章控制程序的調(diào)試自動子程序的調(diào)試手動子程序的調(diào)試故障子程序的調(diào)試結(jié)束語參考文獻(xiàn)電氣信息學(xué)院課程設(shè)計評分表第1章概述被控對象的概述皮帶傳送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，也是一種通用機(jī)械。適用于傾斜輸送，垂直輸送等形式。工作過程中噪音小，結(jié)構(gòu)簡單。它可以快速的傳送生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品和配件等，能夠使產(chǎn)量和生產(chǎn)效率大為提高。并且運(yùn)輸能力大，

8、工作阻力小，耗電量低。被廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。既可以運(yùn)送散狀物料，也可以運(yùn)送成件物料。皮帶運(yùn)輸機(jī)由皮帶、機(jī)架、驅(qū)動滾筒、承載托輾、回程托輾、張緊裝置、活掃器等零部件組成。在大型港口和大型冶金企業(yè)，煤炭企業(yè)應(yīng)用廣泛。皮帶傳送機(jī)中，輸送帶是是最昂貴，耐久性最差的部件。在輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸送帶受到各種不同性質(zhì)和大小的負(fù)荷作用，處在及復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下輸送帶最典型的磨損形式有：工作層面與邊緣磨損，受大塊礦巖作用引起擊穿撕裂和剝離等等。計算計算表明，輸送帶的費(fèi)用占輸送機(jī)全部設(shè)備費(fèi)用的一半。因此，根據(jù)根據(jù)輸送機(jī)的使用條件，選擇合適的傳送帶，并在運(yùn)行中加強(qiáng)維護(hù)和管理，延長其使用壽

9、命，對提高輸送機(jī)效率，降低輸送機(jī)成本就有很重要的意義。設(shè)計任務(wù)與要求1. 設(shè)計和繪制電氣控制原理圖或PCI/O接線圖、功能表圖和梯形圖，編寫指令程序活單。2. 選擇電氣元件，編制電氣元件明細(xì)表3. 上機(jī)調(diào)試程序4. 編寫設(shè)計說明書第2章控制方案確定繼電器控制方案繼電器是一種電子控制器件，由電磁線圈、鐵心、觸電和復(fù)位彈簧組成。它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，通常用于自動控制電路中。電流小，沒有滅弧裝置，可在電量或非電量的作用下動作。繼電器系統(tǒng)具有以下幾個特點(diǎn)：邏輯控制采用硬件接線，接線多且復(fù)雜，體積大，功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想在改變或增加功能較為困難。控制速度繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸電的動作實現(xiàn)，工作

10、頻率低，且機(jī)械觸點(diǎn)還會出現(xiàn)抖動問題。順序控制利用時間繼電器的邂逅動作來完成時間上的順序控制，內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)易受環(huán)境溫度的影響，使定時的精度不高。靈活性及可擴(kuò)展性差不具備計數(shù)功能可靠性和可維護(hù)性繼電器控制使用大量的機(jī)械觸電，觸電在開閉時產(chǎn)生電弧，造成損傷并且伴有機(jī)械磨損，使用壽命短，運(yùn)行可靠性差，不易維護(hù)。單片機(jī)控制方案單片機(jī)控制具有體積小、功耗低、性能可靠、價格低廉、使用方便靈活、易于產(chǎn)品化等優(yōu)點(diǎn)。但微機(jī)控制系統(tǒng)所有的電路都集中在一塊電路板上，實現(xiàn)的功能和輸入輸出的點(diǎn)數(shù)受到限制，且系統(tǒng)的散熱性和維護(hù)性受到考驗，一部分損壞就只能全換，不劃算；開發(fā)周期長，修改比較麻煩。PLC控制方案PLC#類繁多

11、，應(yīng)用廣泛，目前國內(nèi)國外以應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電子、機(jī)械制造、汽車、船舶、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、娛樂等各行各業(yè)。主要由中央處理器、存儲器、輸入輸出單元、電源、編程器和其它外圍設(shè)備組成。其有以下特點(diǎn)：(1) 編程簡單，使用方便，易被一般的工程技術(shù)人員所理解和掌握，程序可現(xiàn)場修改。(2) 維修工作量少，維護(hù)方便(3) 可靠性高于繼電器系統(tǒng)(4) 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試量少(5) 功能強(qiáng)，性能價格比高(6) 體積小，能耗小(7) 硬件配置齊全，通用性強(qiáng)，實用性強(qiáng)第3章皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計PLC輸入、輸出原件的選擇皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC電氣控制系統(tǒng)輸入/輸出原件的選則如表3-1所

12、示表3-1皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC電氣控制系統(tǒng)輸入輸出原件的選型代號名稱數(shù)量1SA開關(guān)12SB1控制按鈕13SB2控制按鈕14SB3控制按鈕15SB4控制按鈕16FR1-FR4熱繼電器47KM1-KM4接觸器48M1-M4三相交流電動機(jī)4PLC型號的選擇根據(jù)點(diǎn)數(shù)來選擇PLC的型號，點(diǎn)數(shù)太少則不合要求，點(diǎn)數(shù)太多則浪費(fèi)，本實驗選擇的PLC型號為CPU224XPAC/DC/RelayPLCI/O接線圖的繪制皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)PLCI/O接線如圖3-3所示圖3-3S7-200PLCI/O接線圖第4章控制系統(tǒng)的軟設(shè)計PLC控制程序的組成皮帶輸送機(jī)電氣控制系統(tǒng)主要由一下四個部分組成：(1) 主程序(2) 手動

13、子程序(3) 自動子程序(4) 公用子程序(5) 故障處理子程序主程序的設(shè)計主程序設(shè)計的梯形圖設(shè)計如圖4-2所示，不管用表示的哪一個電動機(jī)出現(xiàn)故障，都用記錄下來并且保持，分別來記錄并且保持M1-M4的電動機(jī)故障。用的常開觸點(diǎn)來控制自動擋，的常閉觸點(diǎn)控制手動擋。圖4-2主程序梯形圖手動子程序設(shè)計當(dāng)執(zhí)行手動擋時，SB1-SB4分別控制四個電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其梯形圖設(shè)計如圖4-3所示圖4-3手動子程序梯形圖自動子程序設(shè)計當(dāng)執(zhí)行自動子程序，且沒有發(fā)生故障時，按下啟動按鈕SB1,電動機(jī)分別從M4-M1間隔5S的順序開始啟動，并保持運(yùn)轉(zhuǎn)。按下SB2鍵，電動機(jī)從M1到M4間隔5S的順序一次停止。圖是自動子程序的

14、順序功能圖，為其梯形圖提供依據(jù)。圖4-4皮帶運(yùn)輸機(jī)自動子程序順序功能圖圖4-4自動子程序梯形圖公用子程序設(shè)計進(jìn)入公用子程序后，置位，到復(fù)位，到復(fù)位，到復(fù)位，、復(fù)位，T37到T48復(fù)位。圖4-5公用子程序梯形圖故障處理子程序在皮帶運(yùn)輸機(jī)自動運(yùn)動過程中，四臺電動機(jī)任意一臺出現(xiàn)故障，就自動進(jìn)入故障處理程序。故障處理子程序分為四部分。M1故障處理子程序進(jìn)入M1故障處理子程序之后，首先復(fù)位，電動機(jī)M1停止，并且復(fù)位。是電動機(jī)M2-M4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5S后復(fù)位，電動機(jī)M2停止，以此類推，直至電動機(jī)M4停止，程序退出運(yùn)行。圖4-6-1M1故障處理子程序順序流程圖圖4-6-1M1故障處理子程序梯形圖M2故障處理子

15、程序進(jìn)入M2故障處理子程序的時候，、復(fù)位，電動機(jī)MtM2停止轉(zhuǎn)動，、置位,電動機(jī)M3M4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5S后復(fù)位,M3停止運(yùn)轉(zhuǎn)。再過5S妙，復(fù)位，電動機(jī)M4也停止。M4停止后退出程序。圖4-6-2M2故障處理子程序順序流程圖圖4-6-2M2故障處理子程序梯形圖M3故障處理子程序進(jìn)入M3故障處理子程序后，復(fù)位，是電動機(jī)M1-M3亭止轉(zhuǎn)動，并且置位使電動機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。5S后復(fù)位，電動機(jī)M4停止。M4停止后，程序退出運(yùn)行。圖4-6-3M3故障處理子程序順序流程圖圖4-6-3M3故障處理子程序梯形圖M4故障處理子程序進(jìn)入M4故障處理子程序時，都復(fù)位，電動機(jī)M1-M他都停止運(yùn)轉(zhuǎn)。然后程序在退出運(yùn)行圖4-6-4

16、M4故障處理子程序順序流程圖圖4-6-4M4故障處理子程序梯形圖第5章控制程序的調(diào)試自動子程序的調(diào)試將皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制系統(tǒng)梯形圖程序在STEP秘件中編譯完成，編譯無錯誤后下載程序至PLC設(shè)計PLC為RUN犬態(tài)并打開程序狀態(tài)監(jiān)控。將SA開關(guān)閉合，選擇工作方式為自動方式。按下SB1啟動按鈕，間隔5S依次閉合。皮帶運(yùn)輸機(jī)啟動完成。啟動后無故障信號時，按下停止按鈕SB2間隔5S依次斷開，完全斷開后，系統(tǒng)狀態(tài)開始保持不變，皮帶運(yùn)輸機(jī)完成停止動作。手動子程序的調(diào)試PLC為RUN犬態(tài)并打開程序狀態(tài)監(jiān)控時，將SA開關(guān)斷開，選擇工作方式為手動方式。此時，按下SB1按鈕，觸點(diǎn)閉合，斷開SB1，觸點(diǎn)斷開。按下SB

17、2按鈕，觸點(diǎn)閉合，斷開SB2觸點(diǎn)斷開。按下SB3按鈕，觸點(diǎn)閉合，斷開SB3觸點(diǎn)斷開。按下S4按鈕，觸點(diǎn)閉合，斷開SB4,觸點(diǎn)斷開。故障子程序的調(diào)試系統(tǒng)工作在自動方式，并且完成啟動后，按下模擬M1故障信號的開關(guān)。使觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入M1故障處理子程序。進(jìn)入故障處理子程序之后，首先復(fù)位，電動機(jī)M1停止，并且復(fù)位。是電動機(jī)M2-M4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5S后復(fù)位，電動機(jī)M2停止，以此類推，直至復(fù)位，電動機(jī)M4停止，M1故障處理子程序完成。系統(tǒng)工作在自動方式，并且完成啟動后，按下模擬M2故障信號的開關(guān)。使觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入M2故障處理子程序。進(jìn)入M2故障處理子程序之后，、復(fù)位，電動機(jī)MlM2停止轉(zhuǎn)動，、置位，電

18、動機(jī)M3M4保持運(yùn)轉(zhuǎn)。5S后復(fù)位，M3停止運(yùn)轉(zhuǎn)。再過5S妙，復(fù)位，電動機(jī)M4也停止，M2障處理子程序完成。系統(tǒng)工作在自動方式，并且完成啟動后，按下模擬M3故障信號的開關(guān)。使觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入M3故障處理子程序。進(jìn)入M3故障處理子程序之后，復(fù)位，是電動機(jī)M1-M3亭止轉(zhuǎn)動，并且置位使電動機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。5S后復(fù)位，電動機(jī)M4停止，M3故障處理子程序完成。系統(tǒng)工作在自動方式，并且完成啟動后，按下模擬M4故障信號的開關(guān)。使觸點(diǎn)閉合，系統(tǒng)進(jìn)入M4故障處理子程序，都復(fù)位，電動機(jī)M1-M4也都停止運(yùn)轉(zhuǎn),M4故障處理子程序完成。結(jié)束語通過這兩周PLC課程設(shè)計的實習(xí)，使我對PLC這門技術(shù)有了更深入的了解和掌握。同時，也使我對四門子