基于plc的生产线输送带控制系统设计.docx

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基于plc的生产线输送带控制系统设计

摘要

目前，输送带系统在工业的各个领域有着广泛的应用。

其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。

对于输送带的控制，它的控制形式也多种多样，它可以由单片机，PLC，以及计算机来控制，以前都采用接触继电器控制系统。

而接触继电器控制系统接线复杂、抗干扰能力差，易因接触不良而造成故障，而且功能扩展性差。

PLC因其可靠性高、功能完善而越来越受到企业的青睐，传统的接触继电器控制系统已逐步为PLC所取代。

根据所学知识和文献资料对基于PLC的生产线输送带控制系统设计所采用的方法是PLC集中控制的办法，利用PLC内部存储来执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并采用数字量，模拟量的输入和输出来完成控制过程，从而实现对传送带的智能控制。

而且PLC能把计算机的许多功能和继电控制系统结合起来，使PLC和组态控制软件的联系更加紧密，使其模拟量控制、位置控制控制等使其远程通信功能更加完善。

因此本次设计选择了用PLC来控制输送带的整个运行过程，利用PLC简单可视化的程序，实现自动控制的目的。

PLC的运用使得系统的电路变得简明清楚，而且十分便于日后的运行维护带式输送机。

关键词：

PLC；输送带；集中控制

DesignOfTheConveyorBeltControlSystemForProductionlineBasedonPLC

Abstract

Atpresent,beltconveyorsystemintheindustrialareasinwhichthereisawiderangeofapplications.Itssimplestructure,smoothrunning,runreliable,lowenergyconsumptionandenvironmentalpollutiononsmall,easytofocusoncontrolandautomation,andeaseofmaintenance,andmanagementinacontinuousloadconditionsfortransport.Conveyorbeltforthecontrol,ithasavarietyofformsofcontrol,itcanbedonebysingle-chipPhone,aswellascomputer,PLC,haveinthepasttocontrolrelaycontrolsystemwithtouch.Contactwithrelaycontrolsystemwiringcomplex,anti-interferenceabilityispoor,vulnerabletofailureandpoorcontact,andscalability.PLCduetoitshighreliability,andfunctionalityhasbeenmoreandmoreenterprises,traditionalcontactrelaycontrolsystemhasbeenreplacedbyPLCforstep-by-step.

Basedontheknowledge-basedinformationanddocumentationofPLCconveyorbeltproductionlinecontrolsystemdesignisthemethodusedbythecentralizedcontrolPLCapproaches,usingPLCinternalstoragetoperformlogicaloperations,sequencecontrol,timer,countingandarithmeticoperations,suchasvolume,andadoptsthedigital,andanaloginputandoutputtocompletecontrolovertheprocess,theconveyorbeltofintelligentcontrol.ButPLCtomanyofthefeaturesofthecomputerandrelaycontrolsystemsintoone,sothatgroupmentalityandPLCcontrolsoftware,andmorecloselyconnectedtotheanalogcontrol,positioncontrol,andcontroltheirremotecommunicationismuchmorerefined.ThereforethisdesignchoicePLCtocontroltheuseoftheconveyorbelt,usedduringtheentirerunPLCsimplevisualizationoftheprocess,theautomaticcontrol.UsethePLCThecircuitmakesthesystemmoreconciseclearand10foreasyfuturemaintenanceoftherunningbeltconveyor.

Keywords:

PLC;conveyorbelt;centralizedcontrol

1引言1

1.1设计目的和意义1

1.2国内外带式输送机技术现状及差距2

1.2.1大型带式输送机的关键核心技术上的差距3

1.2.2技术性能上差距4

1.2.3控制系统上差距5

1.3本文所做的工作5

2基于PLC的生产线输送带控制系统方案设计6

2.1胶带运输机6

2.1.1胶带运输机的类型及适用条件6

2.1.2胶带运输机结构6

2.2方案比较7

2.3方案确定8

2.3.1设计任务9

2.3.2系统设计思路10

3基于PLC的生产线输送带控制系统硬件设计及选型12

3.1可编程控制器PLC的选型12

3.1.1PLC的组成结构12

3.1.2PLC的工作原理13

3.1.3机型的选择 16

3.1.4SiemensS7-200介绍17

3.1.5本设计的PLC配置18

3.1.5本设计PLC的I/O配置及外围电路设计20

3.2传感器选型22

3.2.1 光电传感器22

3.2.2 称重传感器22

3.2.2 跑偏开关24

3.3被控装置的选择26

3.3.1 传送带电机26

3.3.2 电动推杆27

3.3.3液压推杆29

3.3.4 滚筒电机30

4基于PLC生产线输送带控制系统软件设计31

4.1PLC程序设计31

4.1.1 编程软件介绍（STEP7Micro/WIN）31

4.1.2 软件编程分析及编程32

4.1.3PLC编程32

4.2上位机组态监控界面37

4.2.1组态软件的系统构成及其简介37

4.2.4系统方案的开发步骤39

4.2.5系统组态界面40

5 系统仿真测试及结果42

5.1传感器1#模块仿真42

5.2传送带模块仿真43

5.3称重比较模块仿真43

5.4传感器2#模块仿真45

5.5传感器3#模块仿真46

5.6胶带跑偏保护和急停报警及报警复位47

5.7系统运行指示48

5.8仿真结果总分析48

6结论与展望49

参考文献50

致谢51

1引言

1.1设计目的和意义

目前，输送带系统在工业的各个领域有着广泛的应用。

例如，在采矿业的输送带系统、火电厂的燃料煤进料系统、食品工业的输送带系统等这些领域都采用了输送带。

输送带运行的可靠性与稳定性，直接影响着企业的生产发展。

对于输送带的控制，以前都采用接触继电器控制系统。

而接触继电器控制系统接线复杂、抗干扰能力差，易因接触不良而造成故障，而且功能扩展性差。

特别是在采矿业中，现场操作环境恶劣，直接影响人体的健康和企业的正常作业。

PLC因其可靠性高、功能完善而越来越受到企业的青睐，传统的接触继电器控制系统已逐步为PLC所取代。

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器，执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

可以预料：

在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流。

目前可编程序控制器的应用已经渗透到国民经济的各个部门和工业过程的各个角落，已成为企业提高装备技术水平的重要标志。

在宝钢的二期三期工程中使用了国外多个厂家三十几种机型计六百多台套的可编程序控制器，在广西玉柴机器有限公司的柴油机生产线中使用了近二百台罗克韦尔自动化公司的可编程序控制器，像这样大范围使用可编程序控制器的系统已很常见。

因此，本设计对PLC的研究是有很强的实用性和研究意义的。

由于PLC是一种专门为在工作环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

而且PLC及其有关的外围设备东应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

所以本次设计选择了用PLC来控制皮带机的整个运行过程，PLC的运用使得系统的电路变得简明清楚，而且十分便于日后的运行维护。

此次毕业设计的意义是：

由于PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置，而且胶带机的运输系统复杂，环节多，运量大，所用的设备种类多，要求高。

对于高产高效的现代化炸药的运输系统就必须做到减少环节，消除停顿，实行不间断的运输连续化、控制、检测自动化，才能达到高产高效减员提效的目的。

1.2国内外带式输送机技术现状及差距

国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：

一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。

目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：

（1）设备大型化。

（2）应用动态分析技术和机电一体化。

（3）输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。

（4）新型、高可靠性关键元部件技术。

表1