基于PLC的四级传送带控制的设计成品1.docx

1、基于PLC的四级传送带控制的设计成品1物理与电子工程学院PLC原理与应用课程设计报告书 设计题目： 基于PLC的四级传送带控制的设计 专 业： 自动化 班 级： XXX 学生姓名: XX 学 号: XXXX 指导教师： XXXX 2013年12月17日物理与电子工程学院 课程设计任务书专业： 自动化 班级： 3班 学生姓名XX学号XX课程名称PLC原理与应用设计题目基于PLC的四级传送带控制的设计设计目的、主要内容（参数、方法）及要求设计目的：1、掌握PLC功能指令的用法2、掌握PLC控制系统的设计流程设计主要内容及要求：1、设计一个实现四级传送带逆序启动、顺序停止的控制程序，具体要求如下:（

2、1）控制模块中从上往下依次为一、二、三、四级传送带。（2）启动时先起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。 停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。2、画出实现程序流程图。3、列出输入、输出端口。4、写出梯形图程序。5、调试程序，直至符合设计要求。工作量2周时间，每天3学时，

3、共计42学时进度安排第1天：明确课程设计的目的和意义，根据课程设计要求查找相关资料第2-3天：学习课程设计中用到的PLC相关知识第4-5天：根据课程设计的要求画出程序流程图第6天：列出I/O分配表第7-8天：写出梯形图程序，并对程序进行注释第9-10天：学习西门子S7-200的编程软件STEP 7 MicroWIN SP6，并在该软件中编写梯形图程序第11天：学习西门子S7-200仿真软件，并进行程序仿真和调试。第12天：将课程设计中用到的程序在PLC试验箱上进行运行和调试。第13-14天：撰写课程设计报告。主要参考资料1廖常初.S7-200 PLC编程及应用M.北京:机械工业出版社,2013

4、.82梅丽凤.电气控制与PLC应用技术M.机械工业出版社,2012.33殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护M.机械工业出版社,2006.1指导教师签字教研室主任签字摘 要可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、

5、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，PLC的程序编制不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。本课题是用PLC控制四节传送带的工作。此系统主要能够实现思路传送带的顺次启动和停止以及紧急故障处理等功能。关键词：可编程序控制器；传送带；顺次启动和停止；紧急故障处理目 录 1设计目的及意义 11.1设计背景 11.2可编程逻辑控制器简介 12 四级传送带硬件设计 22.1 控制对象及要求 22.2 硬件选型 32.3 系统I/O分配 43 四级传送带软件设计 53.1总体梯形图 53.2程序语句表 103.

6、3 程序调试及结果分析 124 心得体会 14参 考 文 献 151设计目的及意义1.1设计背景20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。本课题是用PLC控制四节传送带。用PLC控制传送带具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种

7、功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，紧急故障处理等功能。1.2可编程逻辑控制器简介1.PLC简介PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。2. PLC功能(1)数据采集与输出。(2)控制功能。(3)数据处理功能。(4)输入/输出接口调理功能。(5)通信、联网功能。(6)支持人机界面功能。(7)编程、调试等，并且大部分支持在线编程。3. PLC特点(1)可靠性高。(2)结构形式多样，模块化组合灵活。(3

8、)功能强大。(4)编程方便。(5)适应工业环境。(6)安装、维修简单。(7)当前PLC产品紧跟现场总线的发展潮流。2 四级传送带硬件设计2.1 控制对象及要求随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。 利用PLC可编程控制器，西门子S7-200可编程控制器进行三级传输带的PLC控制的编程。我们作为21世纪的生必须具备可编程控制器的知识。本四级传送带电路采用PLC为控制核心，具备

9、顺序起动和顺序停止功能，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止的自动控制等功能。传送带的控制系统根据课题要求主要是一个线性的关系，四级传动带控制系统图见图2-1-1。启动时：从后到前一次启动；停车时：从前到后依次停车；出现故障：故障电机前立即停车，故障电机后的电机带运送完物品（5s）后停车。启动：根据梯形图，首先设计一个启动开关I0.0，并采用自锁功能设计，外加一个常闭开关I0.5.按照要求启动电机四。电机四后接定时器（5s）,启动电机三，以此类推依次启动。停车：设计自锁开关I0.5，电机一停车，经过五秒的定时器后电机二停车，以此类推一次停车。发生故障：（1） 电机一发生故障

10、，默认电机一立即停车，经过5s定时器后电机一、二、三、四依次停车。（2） 电机二发生故障，电机一立即停车，默认电机二立即停车，通过5s定时器电机三停车，在经过5s定时器电机四停车。（3）电机三发生故障，电机一、二立即停车，默认电机三立即停车，通过5s定时器电机四停车。（4）电机四发生故障，电机一、二、三、四立即停车。图2-1-1 传动带控制系统图2.2 硬件选型1.PLC型号选定从上面的分析可以知道，系统共有开关量输入点6个，开关量输出点4个，参照西门子S7-200系列特性（见表2-2-1），选用主机为CPU224（14 输入/10继电器输出）。 表2-2-1 西门子S7-200 CPU主要技

11、术指标2.PLC的地址分配1ms: T32,T96 10ms: T33T36, T97T100 100ms: T37T63, T101T2552.3 系统I/O分配系统的I/0分配见表2-3-1，输入/输出见表2-3-2。表2-3-1 PLC的I/O分配地址电路器件外部设备I0.0SB1启动按钮I0.1模拟电机一发生故障开关I0.2模拟电机二发生故障开关I0.3模拟电机三发生故障开关I0.4模拟电机四发生故障开关I0.5SB2停车开关Q0.1M1电机一Q0.2M2电机二Q0.3M3电机三Q0.4M4电机四T37控制启动/停止时间T38控制启动/停止时间T48控制启动/停止时间表2-3-2 输入

12、/输出连线面板M1M2M3M4M1负载或故障M2负载或故障M3负载或故障M4负载或故障SB1SB2PLCQ0.1Q0.2Q0.3Q0.4I0.1I0.2I0.3I0.4I0.0I0.53 四级传送带软件设计3.1总体梯形图注：设置自锁开关I0.0，电机四正常启动。注：经过定时5s后电机三正常启动注：经过定时5s后电机二正常启动。注：经过定时5s后电机一正常启动。注：设定自锁开关I0.5，电机一复位。注：定时5s后电机二复位。注：定时5s后电机三复位。注：定时5s后电机四复位。注：电机一出现故障复位。注：5s后电机二复位。注：5s后电机三复位。注：5s后电机四复位。注：电机二出现故障，电机一、二

13、立即复位。经过5s后电机三复位。注：经过5s后电机四复位。注：电机三出现故障，电机一、二、三立即复位。注：经过5s后电机四复位。注：电机四出现故障，电机一、二、三、四立即复位。3.2程序语句表步序指 令0LD I0.0 启动按钮1O M1.02AN I0.53S Q0.4, 1 四电机运行4= M1.05LD M1.06TON T37, +507LD T378S Q0.3, 1 三电机运行9= M2.010LD M2.011TON T38, +5012LD T3813S Q0.2, 1 二电机运行14= M3.015LD M3.016TON T39, +5017LD T3918S Q0.1,

14、1 一电机运行19LD I0.5 停止按钮20O M4.021AN I0.022R Q0.1, 1 一电机停转23= M4.024LD M4.025TON T40, +5026LD T4027R Q0.2, 1 二电机停转28= M5.029LD M5.030TON T41, +5031LD T4132R Q0.3, 1 三电机停转33= M6.034LD M6.035TON T42, +5036LD T4237R Q0.4, 1 四电机停转38LD I0.1 一故障/负载39R Q0.1, 1 一电机停转40= M7.041LD M7.042TON T43, +5043LD T4344R Q

15、0.2, 1 二电机停转45= M8.046LD M8.047TON T44, +5048LD T4449R Q0.3, 1 三电机停转50= M9.051LD M9.052R Q0.4, 1 四电机停转53LD I0.2 二故障/负载54R Q0.1, 1 一电机停转55R Q0.2, 1 二电机停转56= M10.057LD M10.058TON T45, +5059LD T4560R Q0.3, 1 三电机停转61= M11.062LD M11.063TON T46, +5064LD T4665R Q0.4, 1 四电机停转66LD I0.3 三故障/负载67R Q0.1, 1 一电机停

16、转68R Q0.2, 1 二电机停转69R Q0.3, 1 三电机停转70= M12.071LD M12.072TON T47, +5073LD T4774R Q0.4, 1 四电机停转75LD I0.4 四故障/负载76R Q0.1, 1 一电机停转77R Q0.2, 1 二电机停转78R Q0.3, 1 三电机停转79R Q0.4, 1 四电机停转3.3 程序调试及结果分析1、第一条指令是控制电机启动的，第二条指令是控制电机停车的，开始编写程序的时候没有将两条程序形成互锁，导致调试的时候出现了混乱的现象。2、前期我们设置的开关是点动的，需要操作者持续按住开关，调试的时候发现很是不方便，后来

17、我们换成了自锁开关，这样就不需要操作者持续按动开关了，体现了人性化的设计。3、如果电机二发生故障，电机一立即停车，但是编写电机二的时候出现了争议，有的人认为电机二发生故障就是默认停车，但是想想假如电机二出现跑飞现象或者由于某种原因使电机超过额定转速的时候，电机并没有停车，因此我的电路图中就主动设置了电机二停车，这样就避免了这样的分歧。4心得体会通过这次PLC课程设计使我对PLC有了系统的了解，我做的课题是传送带的控制系统，了解PLC设计软件之后感觉编写这套程序还是比较轻松的，用了一天的时间，我就把这套程序搞明白了，学会了自锁开关的设置，以及互锁程序的编写，编写PLC程序的时候，我个人感觉首先仔

18、细读懂要求，然后理清整体脉络，找到一定的逻辑关系，然后再进行编写会提高效率。同时，编写的时候可以在每一个网络备注的地方标示一下内容，以便调试阶段的调试修改程序。还有就是编写的时候要细心、仔细。这次课程设计安排的设计时间还是很充足的，因此在接下来的几天中我有看了其他的程序，并且成功的编写了十字路口信号灯的程序。经过两个程序的编写，使我对PLC产生了浓厚的兴趣，感觉编写程序需要很强的逻辑思维能力，因此在今后的学习生活中，我会多加注意这方面的锻炼。参 考 文 献1廖常初.S7-200 PLC编程及应用M.北京:机械工业出版社,2013.82梅丽凤.电气控制与PLC应用技术M.机械工业出版社,2012.33殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护M.机械工业出版社,2006.1