课程设计论文皮带运输机PLC控制系统.docx

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课程设计论文皮带运输机PLC控制系统

一、设计任务及要求：

1、设计任务：

设计一个用PLC控制的皮带运输机的控制系统。

2、要求：

1．正常起动，空仓或按自动起动按钮时的起动顺序为M1、DT、M2、M3、M4，间隔时间5s；

2．正常停止，为使皮带上不留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止，即正常停止顺序为DT、M1、M2、M3、M4，间隔时间5s；

3．故障后的起动，为避免前段皮带上造成物料堆积，要求按物料流动相反方向按一定时间间隔顺序起动，即故障后的起动顺序为M4、M3、M2、M1、DT，间隔时间10s；

4．紧急停止，当出现意外时，按下紧急停止按钮，则停止所有电动机和电磁阀；

5具有点动功能。

指导教师签名：

年月日

二、指导教师评语：

指导教师签名：

年月日

三、成绩评定：

指导教师签名：

年月日

四、系部意见：

系部盖章：

年月日

设计项目成绩评定表

设计报告书目录

一、设计目的

1．熟悉步进顺控指令的编程方法；

2．掌握选择性流程程序的编制；

3．掌握皮带运输机的程序设计及其外部接线。

二、设计思路

1、设计急停电路。

2、设计可选择的启动电路。

3、进行电路整合。

4、各个分路进行仿真调试。

三、设计过程

3.1　PLC输入/输出端子接线图

图1皮带运输机的动作示意图

在建材、化工、机械、冶金、矿山等工业生产中广泛使用皮带运输系统运送原料或物品。

供料由电阀DT控制，电动机M1、M2、M3、M4分别用于驱动皮带运输线PD1、PD2、PD3、PD4。

储料仓设有空仓和满仓信号，其动作示意简图如图1所示。

根据皮带运输机的控制要求，其系统PLC输入/输出端子接线图如图2所示,（PLC的输出负载都用指示灯代替）。

图2中：

SA0———自动/手动按钮

SB1———自动启动按钮

SB2———正常停止按钮

SB3———急停按钮

SB4———点动DT电磁阀按钮

SB5～SB8———M1～M4的点动启动按钮

SQ1———满仓信号按钮

SQ2———空仓信号按钮

SB9———故障启动按钮

KA1———控制DT的起动和停止

HL1～HL4———M1～M4接通指示灯

KM1～KM4———交流接触器,分别控制M1～M4的起动和停止。

图2皮带运输机的PLC控制系统外部接线图

3.2程序设计

根据控制设计要求,本文编制的状态转移程序如图3所示（程序指令表及梯形图见附录）：

图3皮带运输机的状态转移示意图

3.3　皮带传输机控制原理

（1）起动控制:

接通PLC的电源,在初始化脉冲M8000作用下进入初始状态S0,按下SB1/SQ2→接通X1/X12→进入状态S20→启动定时器T0,置位Y1→接通KM1→起动M1→5s后T0动作→进入状态S21→起动定时器T1,置位Y0→接通KA1→起动DT→5s后T1动作→进入状态S22→启动定时器T2,置位Y2→接通KM2→起动M2→5s后T2动作→进入状态S23→置位Y3→接通KM3→起动M3→5s后T3动作→进入状态S24→置位Y4→接通KM4→起动M4。

至此,M1～M4和DT按控制要求全部起动起来,进入正常运行状态。

（2）停车控制:

在系统运行时,按下SB2/SQ1→接通X2/X11→进入状态S30→启动定时器T10,复位Y0→断开KA1→停止DT→5s后T10动作→进入状态S31→启动定时器T11,复位Y1→断开KM1→停止M1→5s后T11动作→进入状态S32→启动定时器T12,复位Y2→断开KM2→停止M2→5s后T12动作→进入状态S33→启动定时器T13,→复位Y3→断开KM3→停止M3→5s后T13动作→进入状态S34→启动定时器T14,→复位Y4→断开KM4→停止M4。

Y4复位5s后T14动作,状态返回初始状态S0,等待下次操作。

至此,M1～M4和DT按控制要求全部实现停车。

（3）急停控制:

在系统运行时,如需要紧急停车,按下SB3→接通X3→同时置位状态S20～S34→同时复位Y0、Y1、Y2、Y3、Y4→同时断开KA1、KM1、KM2、KM3和KM4→同时停止DT和M1～M4。

（4）故障起动控制:

在系统运行时,按下SB9→接通X13→进入状态S25→启动定时器T5,置位Y4→接通KM4→起动M4→5s后T5动作→进入状态S26→起动定时器T6,置位Y3→接通KM3→起动M3→5s后T6动作→进入状态S27→启动定时器T7,置位Y2→接通KM2→起动M2→5s后T7动作→进入状态S28→置位Y1→接通KM1→起动M1→5s后T8动作→进入状态S29→置位Y0→接通KA1→起动DT。

至此,M1～M4和DT按控制要求全部起动起来,进入正常运行状态。

（5）点动控制：

接通PLC的电源,在初始化脉冲M8002作用下，按下SB4→接通X4→接通Y0→接通KA1→起动DT；按下SB5→接通X5→接通Y1→接通KB1→起动M1；按下SB6→接通X6→接通Y2→接通KB2→起动M2；按下SB7→接通X7→接通Y3→接通KB3→起动M3；按下SB8→接通X8→接通Y4→接通KB4→起动M4；。

四、系统调试和结果

4.1系统调试

1．输入程序，按前面介绍的程序输入方法，用手持式编程器（或计算机）正确输入程序。

2．静态调试，按图2所示的系统接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试，并通过手持式编程器（或计算机）监视，观察其是否和控制要求一致，否则，检查并修改、调试程序，直至指示正确。

3．动态调试，按图3所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，先调试手动程序，后调试自动程序，观察指示灯能否按控制要求动作，并通过手持式编程器（或计算机）监视，观察其是否和控制要求一致，否则，检查线路或修改程序，直至指示灯能按控制要求动作。

4．在调试过程中，要注意各个输入信号，不能同时给好几个输入信号，否则会出错，如满仓信号和空仓信号不能同时给出，一旦给出系统就会混乱，看不清实验现象。

接线是最好用不同的颜色表示不同的状态线便于检查错误。

梯形图编写时最好写一部分检验一部分的功能，不要全部按完之后再检查，那时就不容易找出错误。

4.2调试结果

1.正常启动：

启动开关启动，发光二极管Y1～Y4依次间隔5s亮。

2.故障启动：

机器出现故障后，闭合故障启动开关，发光二极管Y4～Y1依次发光，恰和正常启动顺序相反，这样可使故障前留下物料运出而不至于堆积。

3.紧急停止：

机器出现故障，急停开关闭合，发光二极管Y1～Y4同时灭。

五、主要元器件和设备

1．可编程控制器1台（FX1S）；

2．皮带运输机模拟显示模块1块（带指示灯、接线端口及按钮等）；

3．实训控制台1个；

4．电工常用工具1套；

5．计算机1台；

6．连接导线若干。

六、课程设计体会和建议

通过这次对皮带运输机的设计仿真，让我了解了运用PLC设计运输机的程序，也让我了解了关于运输机的基本原理和设计理念，要设计一个实物总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。

但是最后的成品却不一定和仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。

而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为软件本身的特性而能够成功。

所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。

通过这次学习，让我对坐而言不如立而行有了深刻的认识，对于这些程序编写等还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。

我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做实训项目的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于软件的使用方法。

这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。

七、参考文献

[1]殷庆纵等编.可编程控制器原理和实践.北京：

清华大学出版社，2010年；

[2]杨青杰等.三菱FX系列PLC使用设计指南.北京：

机械工业出版社出版社，2008年；

[3]吴丽1电气控制和PLC使用技术[M]1北京:

兵器工业出版社,2001;

[4]王兆义1小型可编程控制器实用技术[M]1北京:

机械工业出版社,19971

附录

程序指令表：

梯形图：