基于PLC的傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)無錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告漢字題目基于PLC傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)英文題目Designofcontrolsystemof

theconveyorbelt

basedon

PLC姓名徐蒙蒙所在系部電子信息工程系所學(xué)專業(yè)電氣自動化班級名稱電氣自動化1203學(xué)號41215302指導(dǎo)教師李曉娓日期年11月30日目錄摘要 IAbstrat II一、引言 1二、傳送帶概述 1（一）傳送帶系統(tǒng)概述 1（二）傳送帶控制要求 2三、傳送帶控制各系統(tǒng)特點(diǎn) 2（一）繼電器-接觸器控制特點(diǎn) 2（二）單片機(jī)控制特點(diǎn) 3（三）PLC控制特點(diǎn) 3四、基于PLC控制硬件設(shè)計(jì) 4（一）PLC選型 4（二）I/O分配 5（三）PLC外部接線圖 7五、基于PLC控制軟件設(shè)計(jì) 8（一）程序控制流程圖 8（二）主電路設(shè)計(jì) 9（三）梯形圖 9（四）仿真 14六、結(jié)束語 19參考文件 20謝辭 21附錄 22摘要摘要：自工業(yè)化大生產(chǎn)以來，伴隨經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，企業(yè)競爭越來越激烈，各國工程師和企業(yè)主都在努力尋找怎樣提升生產(chǎn)率，怎樣降低成本方法，而這一切也都是為了使效益最大化。為了提升效率，降低成本，傳送帶得到了廣泛應(yīng)用。傳送帶利用不但節(jié)約了勞動成本，提升了生產(chǎn)效率，而且降低了生產(chǎn)成本，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。未來，傳送帶設(shè)備將向著大型化發(fā)展，擴(kuò)大使用范圍，物料自動分揀，降低能量消耗，降低污染等方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)結(jié)合傳送帶實(shí)際模型，針對PLC本身具備功效特點(diǎn)，成功實(shí)現(xiàn)對傳送帶系統(tǒng)控制，達(dá)成了預(yù)期控制效果。傳送帶設(shè)備不停改進(jìn)，不停發(fā)展，為自動化技術(shù)高速發(fā)展今天，做出了不可磨滅貢獻(xiàn)?？删幊炭刂破鳎≒LC）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為關(guān)鍵通用自動控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。有著160年歷史西門子企業(yè)，同時(shí)作為自動化領(lǐng)域技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與市場領(lǐng)先者，以最先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，向用戶提供具備先進(jìn)、可靠處理方案?？删幊炭刂破髋c以往那些基于文本高級編程語言不一樣，它采取是一個(gè)全新梯形圖和助記符編程方式，即用形象圖行符號和連線來代替一行一行文本，這種編程序方法使用起來比較簡單方便，尤其是對繼電器控制電路有所了解技術(shù)人員來說，就更輕易使用梯形圖語言?？删幊炭刂破魇且慌_計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造計(jì)算機(jī)。它具備豐富輸入/輸出接口，而且具備較強(qiáng)驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一詳細(xì)工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需依照實(shí)際需要進(jìn)行選取配置，其軟件需依照控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。關(guān)鍵詞：PLC；傳送帶

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傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、引言傳送帶是生活中最常見一個(gè)運(yùn)輸方式。經(jīng)過傳送帶能夠?qū)⑽矬w從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方。在使用過程中極為方便，能夠大大降低在生產(chǎn)過程中人力資源，從而得以降低企業(yè)生產(chǎn)成本。除了工業(yè)生產(chǎn)，傳送帶在生活中利用有很多，比如商場自動扶梯，機(jī)場自感人行道。另外，碼頭上自動卸貨傳送帶，工廠生產(chǎn)流水線，農(nóng)業(yè)機(jī)械中聯(lián)合收割機(jī)等都有使用。另外，它控制形式也多個(gè)多樣，它能夠由單片機(jī)、PLC以及計(jì)算機(jī)來控制，因?yàn)镻LC為主組成控制系統(tǒng)具備可靠性高、控制功效強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前工業(yè)自動控制首選控制裝置。未來傳送帶設(shè)備將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、降低污染等方面發(fā)展。是生活和生產(chǎn)中必不可缺設(shè)備。本文主要是對四節(jié)傳送帶控制系統(tǒng)，該設(shè)備適適用于流水線生產(chǎn)等，也能夠把生產(chǎn)出貨物進(jìn)行傳送到特定地方。采取PLC集中控制方法，利用PLC簡單可視化程序，自動控制控制方法對PLC進(jìn)行控制。二、傳送帶概述（一）傳送帶系統(tǒng)概述17世紀(jì)中，美國開始應(yīng)用架空索道傳送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種當(dāng)代結(jié)構(gòu)傳送帶輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了皮帶式傳送帶輸送機(jī)；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；19，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；19，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。今后，傳送帶輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步影響，不停完善，逐步由完成車間內(nèi)部傳送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化不可缺乏組成部分。未來傳送帶設(shè)備將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、降低污染等方面發(fā)展。大型化包含大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置長度已達(dá)440公里以上帶式輸送機(jī)單機(jī)長度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)絡(luò)甲乙兩地“帶式輸送道”。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料更完善輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大輸送機(jī)使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)環(huán)境中工作，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料傳送帶設(shè)備。（二）傳送帶控制要求用PLC控制四級皮帶運(yùn)輸機(jī)傳送系統(tǒng)，各級皮帶分別由一臺電動機(jī)帶動，控制要求以下：1.開啟時(shí)先起動最終一級皮帶運(yùn)輸機(jī)，經(jīng)過10秒延時(shí)，再依次起動其它皮帶各級延時(shí)均為10秒，待第一級開啟5秒后貨物開始裝填。2.停頓時(shí)，貨物應(yīng)先停頓裝填，待料運(yùn)輸完成后5秒后第一級皮帶運(yùn)輸機(jī)停頓再依次停頓其它級，各級延時(shí)均為10秒。3.當(dāng)某級皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面皮帶機(jī)立刻停頓且停頓裝填貨物，而該皮帶機(jī)以后皮帶機(jī)待運(yùn)完后才停頓。4.單動與循環(huán)控制連鎖：單動與循環(huán)控制連鎖，任何一個(gè)單動按鈕“ON”，循環(huán)控制不能建立，反之，假如循環(huán)控制已建立，單動按鈕動作對循環(huán)操作沒有任何影響。5.設(shè)有緊停按鈕不論循環(huán)控制還是單動控制，集中控制緊停按鈕均起作用。以下列圖所表示，控制要求以下：圖1：皮帶傳輸機(jī)系統(tǒng)示意圖三、傳送帶控制各系統(tǒng)特點(diǎn)（一）繼電器-接觸器控制特點(diǎn)繼電器-接觸器是以電磁開關(guān)為主體低壓電器，其組成系統(tǒng)是用導(dǎo)線以一定規(guī)律將它們鏈接起來，實(shí)現(xiàn)不一樣控制功效。繼電器只能控制簡單開關(guān)量設(shè)備，接觸器主要控制大功率設(shè)備，如點(diǎn)機(jī)，加熱管等。與PLC相比較，繼電器-接觸器控制在組成部件，觸電數(shù)量，實(shí)時(shí)控制方法和工作方式上不一樣。（二）單片機(jī)控制特點(diǎn)單片機(jī)是一個(gè)集成電路芯片，是采取超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具備數(shù)據(jù)處理能力中央處理器CPU、隨機(jī)存放器RAM、只讀存放器ROM、多個(gè)I/O口和中止系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功效（可能還包含顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上組成一個(gè)小而完善微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。對于量大配套項(xiàng)目，采取單片機(jī)系統(tǒng)具備成本低、效益高優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)研發(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。但對單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少項(xiàng)目，采取PLC方案是明智、快捷路徑，成功率高，可靠性好，但成本較高。（三）PLC控制特點(diǎn)1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備關(guān)鍵性能。PLC因?yàn)椴扇‘?dāng)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采取嚴(yán)格生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)抗干擾技術(shù)，具備很高可靠性。從PLC機(jī)外電路來說，使用PLC組成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已降低到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。另外，PLC帶有硬件故障自我檢測功效，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。2．配套齊全，功效完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模系列化產(chǎn)品。能夠用于各種規(guī)模工業(yè)控制場所。除了邏輯處理功效以外，當(dāng)代PLC大多具備完善數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC功效單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常輕易。3．易學(xué)易用PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)工控設(shè)備。它接口輕易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接收。梯形圖語言圖形符號與表示方式和繼電器電路圖相當(dāng)靠近，只用PLC少許開關(guān)量邏輯控制指令就能夠方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路功效。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。4．系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，維護(hù)方便PLC用存放邏輯代替接線邏輯，大大降低了控制設(shè)備外部接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得輕易起來。更主要是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量生產(chǎn)場所。5．體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。因?yàn)轶w積小很輕易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化理想控制設(shè)備。四、基于PLC控制硬件設(shè)計(jì)（一）PLC選型首先搞清楚控制系統(tǒng)I/O總點(diǎn)數(shù)，依照系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需點(diǎn)數(shù)，再按照實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)15～20％留出備用量（為系統(tǒng)改造等留有余地）后確定一共所需PLC點(diǎn)數(shù)。其次，若PLC控制系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則PLC需要有通信聯(lián)網(wǎng)功效，就是要求PLC應(yīng)該具備連接其它PLC、上位計(jì)算機(jī)及CRT等接口。最終，在相同功效和相同I/O點(diǎn)數(shù)情況下，整體式比模塊式價(jià)格更低?？墒悄K式具備功效擴(kuò)展更靈活，維修更方便（換模塊），更輕易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC結(jié)構(gòu)形式。在機(jī)型選擇上，對比三菱、歐姆龍和西門子系列PLC，西門子系列PLC具備以下特點(diǎn)。西門子SIAMTIC模塊化控制器有著很大優(yōu)勢，它能夠即買即用，長久兼容性和可用性，能夠在惡劣環(huán)境下工作，模塊還能夠擴(kuò)展和升級。西門子產(chǎn)品十分抗震動，經(jīng)過集中式和分布式I/O控制。S7-200它適適用于一系列機(jī)械設(shè)備制造或用作獨(dú)立處理方案，微型自動化系統(tǒng)組成部分，STEP7Micro/WIN工程組態(tài)軟件應(yīng)用于它，S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功效，使用范圍可覆蓋從代替繼電器簡單控制到更復(fù)雜自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋全部與自動檢測，自動化控制關(guān)于工業(yè)及民用領(lǐng)域，包含各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動系統(tǒng)。S7-200系列強(qiáng)大功效使其不論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功效。所以，S7-200系列具備極高性價(jià)格比。最終經(jīng)過結(jié)合個(gè)方面綜合考慮，我們選擇西門子系列S7-200系列PLC，同時(shí)結(jié)合了輸入、輸出量個(gè)數(shù)，S7200系列CPU模塊CPU224有14輸入，10輸出，而且符合使用要求而且還有剩下，這么確保不會影響控制程序設(shè)計(jì)，所以最終本試驗(yàn)選擇S7-200系列CPU224作為本設(shè)計(jì)CPU模塊。（二）I/O分配表1：I/O分配表（三）PLC外部接線圖圖2：PLC外部接線圖五、基于PLC控制軟件設(shè)計(jì)（一）程序控制流程圖開始開始開啟開啟單次控制開啟循環(huán)控制按鈕單次控制開啟循環(huán)控制按鈕四級開啟按鈕三級開啟按鈕二級開啟按鈕一級開啟按鈕四級開啟四級開啟按鈕三級開啟按鈕二級開啟按鈕一級開啟按鈕四級開啟四級開啟三級開啟一級開啟二級開啟延時(shí)10S四級開啟三級開啟一級開啟二級開啟延時(shí)10S 結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束三級開啟結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束三級開啟延時(shí)10S延時(shí)10S二級開啟二級開