于PLC的多条传送带接力传送的控制.docx
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于PLC的多条传送带接力传送的控制
基于PLC的多条传送带接力传送的实现
摘要:
当今社会传送带已经普遍应用于各个行业和领域，虽然应用的普遍但传送带的发展与控制却还停留在一个很低的水平，尤其是多传送带的传送与控制，因此需要对传送带控制系统的操纵近况及发展作进一步探究。
本论文是在基于PLC对单条传送带传送控制的基础上稍加改进，重点研究内容是PLC对传送带的控制。
本论文主要研究目标是让多个单传送带变成一个整体的、简单的、快捷的多传送带，而且结构简单易于控制。
关键词：
传送带；PLC；电动机；控制器
Realizationof apluralityof transmission belt relay basedon PLC
Abstract:
Intoday'ssociety belthasbeen widelyusedinvarious industriesandfields,althoughtheapplicationof commonbut transport developmentand control zonestillremainedat averylowlevel, especiallythe transmissionand control with multitransfer, thereforeneedto conveyorbelt control systemoperation statusandthedevelopmentof furtherstudy. Thispaperis basedonthePLC ofsingle conveyorcontrol ofalittle improvement, isthekeyresearchcontents andcontrolPLCforconveyorbelt. Themaingoalofthis paperis tomake a single conveyorbelt intoawhole, simple, fastmulti belt, andhastheadvantagesofsimplestructure andeasytocontrol.
Keywords:
conveyorbelt;PLC;motor;controller
引言
可编程逻辑控制器。
简单解释的话，它类似于电脑上的CPU，都是一些系统上进行数据的采集并处理的核心部分，但它适合的范围和作用与一般CPU不同，并且PLC不同于的电脑一样就指一个cpu那样，准确的说它也是一种控制系统，具有自己的CPU，同时它也装备了种种功能面板和I/O口，可以通过I/O收集开关量、模拟量等进行分析并且解决，并且具备较强的可编程的本领，使用梯形图程序中给的各类软继电器便可完成少许繁杂的逻辑控制，节约了古板的硬件式继电器接线的复杂性和经济性。
目前PLC的应用的领域比较广泛，在我国内外已广泛应用于石化、工业、农业机器、建筑方面、制造业、、纺织业、运输业、文娱等各行各业。
PLC的控制的核心就是它的CPU。
它根据PLC体系流程赋与的能力接存从编程器输入的数据和程序；查看存储器、I/O、电源和定时器的状况，而且能找到程序在语法上面的错误，当所有的用户流程完成以后，最终再将I/O映象区的各输出状况或寄存器内的数据传递到对应的输出装置之中，按照这样来回运行，一直等到停止运行截止。
PLC和计算机的CPU相比，它具有数据采集能力很强，能够处理大量的自动控制能力，在制造业，产业，具有广泛的应用范围，如电梯的过程控制，自动洗衣机的过程控制。
本论文研究的主要在于PLC控制传送带，介绍PLC的应用领域及其自身具备的特点、PLC国内、外的发展的一些情况以和对PLC未来发展方向的假想。
由于传送带还要用到电动机，所以主要内容还包括对电动机的特点和工作原理的研究以及其对传送带拖动的控制研究，主要内容还包括传送带设计的总体方案、PLC系统的设计、电动机的选择、传送带的介绍、传送带常见的故障及维护。
希望通过本次对PLC的研究能使更多的人了解PLC能使可编程序控制器得到一个更高的发展，更好的运用于各个领域造福于民。
第一章传送带发展的概述
1.1国内外传送带发展的概况
将原动机的机电或发动机扭转得到的能量，再经过传送轮由胶带传递至机械设备上成为传送带，同时又称之为动力带。
这是核心的机械和电气设备连接的组件，特殊类型，应用方式也很常见。
从大的达到几千千瓦的巨大型电机，小的小到一个千瓦的微小型电机，还包括家电、机器人等精密设备也都离不开传动带的。
它具有的最大优点是可以自由变换速度，可远近互相传动，结构比较简单，更换也比较方便。
因此，从最初的机械自动化设备到现代化都带有它的身影，产品多次变化，技术也越来越成熟。
传导有链条、齿轮、耦联等多样形式。
但是，从经济成本的角度来看的话，到现在为止，也比不过弹性体的胶带。
因此，当今胶带传动还是传动中最主要的方式，但其发展仍在不停的延伸。
进入八十年代，进一步扩大使用CSM和氢化丁腈橡胶。
胶带形状也取决于板角，圆型，齿型，使用从开发到平行组的一个单一的传输，从而形成了今天的传动带系列组。
通过引进来的技术的消化和吸收我们国家的传动带生产事业，已经取得了很大的进步，特别是自第二十世纪九十年代。
从上个世纪的50年代Habasit公司起头开始轻型传送带的研究，并提出新质料传送带的想法。
70年代后，在欧洲、美国和日本等发达国家，自动装配线的生产技术已经成熟，而且也推动了轻型传送带的快速发展。
随着各种聚合树脂材料质量的提高，再加上生产工艺及改造性技术的成熟，轻型传送带因为它的强大和易于清洁的优点逐渐被大多数人所接受。
八十年代，荷兰公司和日本三星皮带有限公司合作共同推出了VC传输带，取代帆布橡胶带作为核心材料，轻便传送带被真正意义上的运用在了实际生产过程中。
从二十世纪九十年代到如今，随着材料性能更加优异的高分子被广泛运用于生产各类特殊性能传送带，轻型传送带的应用领域得到明显的拓展，它是解决现代材料传送和制造并且解决环境，能源，劳动力问题是最直接有效的方法。
1.2传送带未来的发展
传送带的产品质量、规格种类及它的应用从一定的角度反应了经技增长的程度。
根据华月胶带有限公司的调查：
经过二十多年的发展，传送带行业供给在我国水平已有大大提高。
1991到2005年间，我国的传送带年供给量增长了131/100倍。
同时，我国传送带产品的结构也在不断的优化。
从2003到2004，普通输送带生产增加20690000平方米；尼龙传送带产量增长（1037）万m2；钢丝传送带的产量突破（1000）万m2；PVC，PVG输送带生产（841）平方米，阻燃带的生产也有了极大的提高，在2004已达到（517）平方米。
我国已经挤入世界传送带生产大国之一，但我国还不是生产中的强国。
原因在于传送带行业的品牌意识观念比较差，只在乎价格低，不考虑质量的竞争格局。
导致传送带产品在国际市场上的竞争主要体现在中低端产品上，而高端产品的竞争力不够。
未来提升我国传送带行业在国际市场上的地位，建强多个国际级的品牌将将是非常的重要。
华月公司传送带是国内专业的传送带公司，不管是其在生产阻燃或尼龙还是耐热等等的各种传送带方面还是在他的售后服务方面都有着超前的意识和一流的服务理念和态度，像这样的公司应该成为很多公司学习的榜样，只有认真的对待客户的需求才能创造出更好的东西，才能让自己在这个的社会中立足下去，具有很强的竞争力，做自己行业里的领班人。
1.3传送带的介绍与选择
传送带的选择类型分为两类,不同种类的传送带有不同的作用所以应当选择正确的传送带。
正确使用传送带能够延长其寿命。
一、传送带的选型分为普通传送带和特殊传送带两类。
1.普通型传送带。
这种传送带以纤维织物作为传送带，普通橡胶作便面的笼盖质料，表面平坦光滑。
2.特殊传送带。
常用的有不易着火带、不易受冻带、耐高温带、倾角较高带、铁丝网带等。
①不易着火传送带：
就是利用特殊的防燃或者阻燃如材料聚氯乙烯或特种橡胶制造而成的传送带②不易受冻传送带：
就是那些耐寒能力比较强的材料如橡胶材料制造而成的能在寒冷负的几十度下使用的传送带③耐高温传送带：
就是把那些耐高温特性比较强的材料制作在传送带的表面，在高温达到几XX时也能正常使用的传送带。
④倾角较高传送带：
其中包含矮、高花纹带、横向隔离板式带和两边挡式带几类。
⑤铁丝网传送带：
是由那些坚固的铁丝网编制而制作成的，能在温差非常大的情况下传送并能完成传送物料的脱水工作的一种传送带。
二、随着在工业生产中的广泛推广，传送带的使用也渐渐变的注重下面几个方面看：
重量轻，高性能，多功能，多物种，寿命长。
在工业生产当中，准确的运用传送带是非常重要地，传送带在操纵中应注意如下几个方面：
1.别辊材料覆盖，导致旋转不灵敏，防止漏料卡住传送带部件里面的东西，注意传动皮带的皮带传动部分的润滑，但不能弄的太油渍；
2.启动时防止传送带负荷；
3.如果传送带发生跑偏，应当及时采取正确措施纠正；
4.一旦发现传送带破损时，要用人造棉及时修补，避免扩大；
5.防止输送带受到支柱，阻架或散装物料的阻挡，防止撕裂损伤。
三、在这次的论文当中传送带的选择：
我们要选择的传送带类型也很简单，就选择普通的传送带作为这次试验设计的材料，因为这样可以节约很多的经济上的浪费，而且这种材料也是比价容易找到的，所以普通型传送带是这次设计最符合的材料。
第二章可编程控制器的特点及其工作原理
2.1PLC的基本介绍
自从上世纪的60年代国外研究的可编程逻辑控制器替代了老式的继电器控制装置到现在，PLC的发展速度是相当快速的，在全球的各个地方各个领域得到了非常广泛的应用。
而且，也在不断提高完善它的功能。
随着很多技术的发展比如信号处理的技术和控制网络技术和电脑技术的不停发展，还有用户需求的不断扩大，可编程控制器已经增加了模拟量和运动控制等功能。
同时PLC的逻辑控制也已经不会再受到什么约束，这也让他在运动和过程等控制方面起到了不可被忽略的作用。
在成为离散控制的不二产品，可编程控制器在20世纪80年代到90年代之间取得了突飞猛进的发展和进步。
全世界范围内的可编程控制器增长的比例一直保持在0.2到0.3之间。
同时伴随着PLC生产自动化程度还有容量基数的不断扩大，在最近的几年之中，它在工业化发达的国家增长的速度却变的缓慢了。
2.2PLC的结构与工作原理
2.2.1PLC的结构
输入回路:
担负着外部输入原件信号的接收作用；
输出回路:
担负着外部输春原件信号的接受作用；
程序存储器：
为用户设计的顺序程序注释和参数存储；
程序的输入设备：
负责提供操作者的输入；
中央处理器（CPU）:
担负PLC运行、算数、处理、节制等功能。
在工业用途非常广范,比如各种各样的自动化的设备如：
马路上的红绿灯变更控制高楼中的电梯自动生产模式机器泊车设备
2.2.2PLC的基本结构
PLC本质上就是一种在工业上使用的工业上的专业的计算机，结构上也很相识，比如硬件部分基本相同。
．
图2-1PLC的基本结构
a、中央处理单元（CPU）
PLC是中央处理单元的控制核心部分。
它通过可编程序控制器提供的功能指令来完成用户数据的接受与存储；电源的查验、I/O、鉴戒定时器和存储器的状况，而且具备解决程序在语法上面的错误。
在提高可编程控制器可靠性的程度上面，近年对于大型的PLC还要用到两个CPU构成的冗余体系，或者选用表决式体系（三个CPU）。
所以，即使CPU的问题或错误，整个系统的正常运行，也不受影响。
b、存储器
系统程序存储器就是存放系统软件的存储器。
用户程序存储器的应用软件的存储器。
c、电源
在整个系统中PLC的电源所起到的作用是非常巨大的。
如果体系不具备一个优秀的、牢靠的电源系统是没有办法做到常规的运转的，所以PLC的生产商对电源的建造和计划亦然特别的重视。
交流电压的变动普遍情况下在+10%--+15%的变更范围之内，在不用采取任何其他方法的情况下可以直接连接到交流的电网上面去。
2.2.3PLC的工作原理
图2-2PLC的工作原理
一.扫描周期
在PLC投入运转以后，输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段这三个阶段是PLC工作的完整的一个过程。
完整的完成上面所说的3个阶段也就是系统的一个周期。
在这个完整的操作期间，对可编程序控制器根据扫描的速度处理器的实现必须重复和完成以上三阶段。
（一）输入采样阶段
输入采样阶段，所有输入状态和数据读取PLC顺序扫描，并把数据转换成相应的单元中的I/O图像区域。
等到输入采样实现以后，再转送到用户程序执行和输出刷新这两个还没有进行的阶段。
在两个阶段，即使输入状态和输入数据的变化，单位对应的I/O数据和状态的图像区域将不会改变。
所以，脉冲信号假如被输入了进去，那么一个扫描周期一定要小于这个脉冲信号的宽度，这样才能保障在多种情况下，此输入的信号才能被很好的读取并写入里面。
（二）用户程序执行阶段
用户程序的执行阶段，PLC依次地扫描用户程序（梯形图）总是按由上而下的顺序。
每当一个梯形图扫描，通过梯形图左边的控制电路接触的形成一直是一个扫描，并根据第一先右后左，为了控制逻辑运算电路，再依据逻辑运算得出的相应的结果，革新该逻辑线圈对应位状态。
在用户流程的实行过程之中，在这个映象区内的状况和数据唯有输入点不会产生转变，但别的输出点在软设备在映象区或存储区内的状况和数据都就都有可能产生转变，梯形图在上方的，程序所实现的结果会对在下面的而且会用到数据或者线圈的就会起到一定的效果和作用；反之，梯形图排在下面的，所以线圈的形态或者是数据被革新了的且要对在上面的程序起作用的话就只能等到下一个扫描周期。
（三）输出刷新阶段
当一个用户程序扫描后，PLC就来到了输出刷新这一阶段。
当在这个期间里面，CPU革新全部的输出锁存电路根据I/O对应的数据和状况，然后再通过输出电路相对应的外部的设计业就被驱动了驱动。
PLC的真正输出就在这个时候。
作为几个阶梯同样的原因，他们的排列顺序不同，相同的执行结果会不一样。
另外，继电器控制上面的配置并排执行的结果和使用扫描程序的结果就会有很大的区别。
当然，如果有两者之间没有区别，所以扫描周期所占的时间对整个系统的运行，它应该可以忽略。
。
第三章基于PLC多传送带控制的硬件软件设计
3.1主电路的设计及I/O分配
3.1.1主电路的设计
在本次设计中传输机设置应用了三级皮带传送，所以需要三个电动机来拖动。
图3-1系统主电路图
同时，还需要有一定的短路，过载保护，具体如图3-1所示的主电路图。
3.1.2系统I/O分配
一、分配原则
正常情况下输入这个点和输入信号这个信号点是必须要相对应起来的、输出这一个点和输出控制的这一个点也是需要相互相对应起来的。
优化分布方式，根据信道和系统配置的数量，分配每个输入和输出信号，这意味着就是给其编号。
在某些特殊情况下，有对应的两个信号输入点，它应该连接到输入的点，根据连接线路的逻辑序列（如串联或并联的两个电击两接触），最后再接入到输入点。
（1）确定I/O通道范围
在型号上面不一样的PLC，它所相对应的输入通道的范围和输出通道的范围也是不可能一样的，所以必须根据我们所选择使用的PLC的具体型号，来查看符合的编程手册和说明书。
（2）内部辅助继电器
依其所具有的不同的功能上面来说，老式的电控柜中的中间继电器就差不多跟内部辅助继电器是一样的作用。
没有分配模块的输入/输出继电器和不使用1:
1链路中继等，这些都可以作为辅助继电器使用。
要做到更好满足程序设计的需求的话，我们就应该正确的选择可编程序控制器内部的辅助继电器了。
（3）分配定时器／计数器
二、系统I/O分配表
根据皮带传输机系统的控制要求可得出系统的I/O接口分配情况，如下表
PLC软元件
元件文字符号
元件名称
控制功能
输入
I0.0
SB
启动按钮
传送带启动
I0.1
SQ1
接近开关1
传送带1末端位置检测
I0.2
SQ2
接近开关2
传送带2末端位置检测
I0.3
SQ3
接近开关3
传送带3末端位置检测
输出
Q0.0
KM1
接触器1
传送带1启动
Q0.1
KM2
接触器2
传送带2启动
Q0.2
KM3
接触器3
传送带3启动
表3-1输入、输出元件及控制功能
3.2PLC的外部接线图设计和多传送带视图
3.2.1外部接线图和多传送带视图
依据系统的控制要求以及I/O分配情况便可画出皮带传送机的可编程序控制器外部的连接线图，如下图3-2所示
图3-2可编程序控制器（PLC）外部连接线图
根据设计要求可得出多传送带的传送视图如下：
传送带系统是一组传送带由三条传送带连接而成的，用来传送有一定长度的金属板状物体。
为了避免传送带在没有货物的情况下空转，在每个传送带的末端安装一个接近开关用来金属板的检测用。
控制传送带只有检测到有金属板的存在的时候才开始启动，当金属板离开传送带的时候就会自动停止。
传送带用三相鼠笼式电动机驱动，传送带的工作示意图如下图所示。
图3-3多传送带连接视图
3.3程序设计及系统梯形图设计
3.3.1PLC程序设计的基本要求
注意以下几个方面是编制一个较好的PLC控制程序的基本前提：
①可靠性
PLC程序不仅要有正确性，而且还要有可靠性。
可靠性体现了PLC在不同的工作状态下的稳定性，程序设计的基本要求也就是它的可靠性了。
在正常工作条件下和一些用户程序的正常运行，或符合逻辑的要求，但当有非正常操作条件下，或在非法操作，程序就有可能不一定正常工作了。
因此为了保证PLC的正常工作，使PLC能应付不正当的或者非法操作的情况就必须具备它自身的可靠性。
②正确性
实际检验一个程序是至关重要的，只有这样才能证明其运转的无误和准确，所以这无疑也是对PLC程序的最基本要求了。
但是规范，正确的运用各种指令，正确的合理地操作各类部件，这才是程序正确的最重要原因之一。
实际的运用过程当中在应对各种各样不寻常的突发事件的时候，提高系统可靠性的就会变的尤为的重要。
③可读性
程序应该有明确的指示，正确使用，并根据模块化，结构合理，标准化和功能的设计被称为系统的可读性好；规律性也应该反映使用和输入和输出和内部元件的分配；也应采取一些特殊的指令在某些功能上面做一些指定的解释，这将有助于理解和记忆。
一个程序的可读性好不仅有助于设计者加深对程序的理解，更有助于修改程序和调试程序，而且更重要的是还有助于使用者读懂程序，便于以后调整程序功能和日常当中对其的维护。
④可塑性
当控制方案的变化不大，设计完成的但需要简单的修改的程序都可以称为可塑性，PLC程序的一个主要特征是控制方案是很容易改变或修改程序简单。
因此，各种控制场合都应广泛的应用了PLC，在于它的控制灵活，特别适用于很多特殊的情况。
⑤合理性
PLC程序的合理性最重要的就是从下面两个方面体现出来的：
首先第一方面是用户的程序应该尽可能简短、简单；第二方面是应尽量使扫描周期缩小，以此来提高输入和输出响应的速率。
3.3.2程序设计常用方法
A.继电器控制电路图转换设计法
B.逻辑设计法
C.顺序控制设计法
3.3.3系统梯形图设计
在PLC当中我们所运用得特别多的图形编程语言就是梯形图了，因为用的比较平凡所以我们又把梯形图称之为PLC的首选编程语言。
从相识性的角度看电控系统的电路图与梯形图是具有非常相似的地方的，优点就在于它具备直观的特点且容易被人们看懂理解，同时也很容易人们所掌握，在开关量逻辑控制的选择方面梯形图也是不二的选择。
依据PLC的外部接线图及所需要求梯形图可以用软件来绘制如下图3-3-1所示。
图3-4系统控制梯形图
由上图可知多传送带的控制原理如下：
如图可知，在启动的时候按下启动按钮I0.0，Q0.1置位得电，传送带1启动，金属板向前运动。
当金属板的前端到达传送带1末端的时候，接近开关SQ1（I0.1）动作，Q0.2得电置位，传送带2启动。
当金属板的末端离开接近开关SQ1时，I0.1下降沿接点使Q0.1线圈复位，传送带1停止。
当金属板的前端到达SQ2的时候，I0.2动作使Q0.3得电置位，启动传送带3，当金属板的末端离开SQ2时，I0.2下降沿接点使Q0.2线圈复位，传送带2停止工作。
最后当金属板前端到达SQ3时，I0.3下降沿接点不动作，Q0.3仍得电。
当金属板的末端离开SQ3时，I0.3下降沿接点动作，使Q0.3线圈复位，传送带3停止。
3.4PLC控制系统的常见故障与维护
3.4.1常见故障
1.当输出负载过大时，Y点输出被击穿；
2.当电源模块坏掉，整体负载又过大时，输出就容易出现异常；
3.输入模块和输出模块的异常，如信号输出不稳定，输出模块无输出，这是因为环境的原因，LED的酸碱腐蚀模块，或高温的内部引线脱焊；
3.4.2日常维护
分为定检和日检两个部分
定检
1.环境温度：
0-55摄氏度的温度：
5%—95%相对湿度的空气质量：
无腐蚀性气体
2.电源检查：
测定电源在额定的范围内
3.安装检查：
检查看安装是否有移位并且对其灰尘进行不定期得清理
4.检查连接：
模块连接器延伸电缆连接装置
5.电池检查：
定期更换（根据使用情况）
日检
1.对基板的检查（检查螺钉或者其他部件是否有松动）
2.I/O模块安装（模块检查是否位移和吊钩牢固否）
3.连接情况（扩展电缆连接插头检查看是否连接牢固等）
4.指示灯检查指示灯是否指示正常
第四章多传送带软件仿真的步骤与结果
4.1软件仿真的步骤
1、在编程软件中建立一个新的文件项目来进行编程。
正确编译之后转为STL编程语言（查看（V）－STL（S））。
2、对程序进行复制。
对所需的仿真程序进行选择，之后点击"编辑”→"复制”。
注意：
对Step7MicroWinV4.0的STL编程语言复制的时候，必须完整复制指令。
3、打开软件，点击"配置”-"CPU”模型。
4、在对话框中选择的CPU型号，要求与项目中的型号相同。
5、点击"程序（P）”-"粘贴程序（OB1）”。
Step7MicroWinV4.0中的STL程就会被粘贴到模拟软件中。
6、点击"PLC”-"运行”，程序就可以进行运行。
4.2软件仿真的结果
图4-1传送带的第一条传送带传动
图4-2传送带的第一、二条传送带一起传动
图4-3传送带的第一条传送带停止、第二条开始传动
图4-4传送带的第二、三条传送带一起传动
图4-5传送带的第二条传送带停止、第三条传动
图4-6传送带的第三条传送带传动
图4-7传送带都停止传动
毕业设计心得与总结
在这个毕业在即的时候，我们每个人都在忙着毕业论文和自己的毕业设计，但在老师和同学们的帮助下我的毕业论文也到了收尾的时候了，心里有无尽的复杂的想法，有开心愉悦的、有伤心舍不得的，因为毕业设计就意味着我们快要离开这个我们已经生活了好几年的母校了，在这里我想说的是首先感谢我的母校给我们这个学习的机会，希望自己的母校以后发展的越来越好。
在我大学四年的学习里我们的知识和想法都有了空前的改变，思想也成熟了不少。
毕业设计对我们每个人来说是一次挑战也是一次机会，挑战就是通过这次设计我们又学到了不少知识，同时也检验了一下我们在学校的学习情况，看看自己的专业知识掌握的怎么样了，是不是自己正真的付出了也相应的得
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