plc 双料斗皮带传输机控制.docx

1、plc 双料斗皮带传输机控制双料斗皮带传输机控制目录第一章 课题分析 2一、设计的目的 2二、设计内容 21、设计要求 22、 I/O分配 33、 输入：总开关 X17 33、设计思路 44、要实现的目标 5第二章 硬件电路设计 5一、PLC选型和配置 5二、电机选型 5二、主电路图 7三、I/O接线图 8第三章 程序设计 9一、梯形图程序设计 9第四章 系统仿真和调试 15一、GT Designer仿真 15二、仿真分析 151、阀门A 152、阀门B 16第五章 结束语 17一、取得的效果 17二、创新点 17三、设计意义 17附：参考文献 17第一章 课题分析一、设计的目的 通过设计进一

2、步熟悉PLC使用。PLC课程设计是在学完PLC之后的实践教学环节。该实践教学是软件设计的综合训练,包括问题分析,总体结构设计,程序设计基本技能和技巧，综合运用本课程及前期课程的相关知识和技能，相对独立地设计和调试一个小型PLC应用系统。使学生获得控制技术工程的基本训练，提高工程意识和实践技能。同时提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力，以及编写和整理设计文档的能力，使学生在设计中逐步提高程序设计能力, 能根据实际问题的具体情况选择科学的工作方法。二、设计内容1、设计要求 （1）工作方式。根据配料比例的要求，阀门B卸料底门间断工作。启动后，阀门B卸料门打开5s，关闭5s，间断工作。阀门A卸料底

3、门和三个电动机为不间断工作，通过外部开关可以选择设置阀门B卸料底门的间断工作时间分别为5s、10s、15s。（2）启动操作方式。该设备遵循下面的顺序启动：电动机M3首先工作，延时5 s后，电动机M1和M2投入工作；再延时5s，阀门A和B开始工作。（3）停止操作方式。该设备遵循下面的顺序停止：首先阀门A和B停止工作，延时5s后，电动机M1和M2停止工作，再延时5s，电动机M3停止工作。（4）故障停车方式若阀门A或B出现故障，阀门A、B立即关闭，延时5s，电动机M1、M2停止运行，再延时5s，电动机M3停止运行。若电动机M1或M2出现故障，阀门A、B和电动机M1、M2立即停止工作，电动机M3延时5

4、s后停止工作。若电动机M3出现故障，阀门A、B、电动机M1、M2、M3立即停止工作。2、I/O分配3、输入：总开关 X17 启动 X0 停止 X1 A 故障信号 X2B 故障信号 X3M1故障信号 X4M2 故障信号 X5M 3故障信号 X6工作模式选择：5s间断工作 X1010s间断工作 X1115s间断工作 X12阀门A全开行程开关 X13阀门A全关行程开关 X14阀门B全开行程开关 X15阀门B全关行程开关 X16 输出: 阀门A 开指示灯 Y0阀门A电机M4正转 Y11阀门A电机M4反转 Y12阀门A关指示灯 Y3阀门B开指示灯 Y1阀门B电机M5正转 Y7阀门B电机M5反转 Y10阀

5、门B关指示灯 Y6M1启动 Y2M2启动 Y3M3启动 Y4故障报警 Y17A故障指示灯 Y20B故障指示灯 Y13M1故障指示灯 Y14M2故障指示灯 Y15M3故障指示灯 Y163、设计思路 本设计采用经验设计法，先按题目要求实现B阀门5s开一次5s关一次。按下启动操作按钮，该设备遵循下面的顺序启动：M3首先工作，延时5 s后，M1和M2投入工作；再延时5s，A和B开始工作。停止操作方式。该设备遵循下面的顺序停止：首先A和B停止工作，延时5s后，M1和M2停止工作，再延时5s，M3停止工作。 设计中原用电磁继电器控制A、B阀门的开与关。考虑到本设计生产对象是大型生产工艺固体物料（煤及其配料

6、），根据实际生产工艺选用合适的步进电机，对阀门进行精确的开、关控制。 皮带综合保护系统由保护装置，电源箱，速度传感器，温度传感器，跑偏传感器，堆煤传感器，烟雾传感器，双护套、双屏蔽强拉力电缆及快速接插件、连接件组成。 对故障信号的处理: 用红外检测器来检测A、B流下物料，当A、B出现故障（物料下完或阀门堵塞）分别输出信号X2、X3。对于电动机M1、M2、M3的故障（皮带撕裂、电机堵转、皮带跑偏、皮带打滑等）的输出信号分别为X4、X5、X6。故障指示灯Y17指数系统故障状态用，并有精确的故障指示。 将物料设定为两种矿石，plc选择FXON系列输入输出端口数分别为40、40。M1、M2、M3电机选

7、择（实际情况），都有保护装置。 阀门B的三段时间选择设定：通过六个三组计数器C0、C1，C2、C3，C4、C5对有定时器T0、T1产生的周期为5s的方波进行技术实现，例如，实现5s间断：C0计数2次，C1计数四次，用C0常开触点控制B阀门开指示和B继电器，用C0常闭触点控制B阀门关指示。 时序图如下 为了便于维修，我们在程序中加入了总开关X17控制的主控指令，为了防止掉电后计数器会有技计数需加入上电复位指令。 由于A、B电磁阀可能发生故障，用两个步进电机作为备用，当发生故障电磁阀不能使阀门关闭时，有对应的步进电机强制将阀门关闭。4、要实现的目标1、B卸料底门间断工作。启动后，B卸料门打开5s，

8、关闭5s，间断工作。A卸料底门和三个电动机为不间断工作，通过外部开关可以选择设置B卸料底门的间断工作时间分别为5s、10s、15s。2、当发生故障时若A或B出现故障，A、B立即关闭，延时5s，M1、M2停止运行，再延时5s，M3停止运行。若M1或M2出现故障，A、B和M1、M2立即停止工作，M3延时5s后停止工作。若M3出现故障，A、B、M1、M2、M3立即停止工此外，有故障指示灯，知名故障发生的大致位置。当电机发生故障时，有备用电机确保生产继续进行。并且发生故障时进料要立刻停止，有相应指示灯指示A、 B阀门是否处于全关状态。 3、启/停控制启动操作方式。该设备遵循下面的顺序启动：M3首先工作

9、，延时5 s后，M1和M2投入工作；再延时5s，A和B开始工作。停止操作方式。该设备遵循下面的顺序停止：首先A和B停止工作，延时5s后，M1和M2停止工作，再延时5s，M3停止工作。有总开关，确保故障检修时工作人员安全。4、各种保护电机设备有过载保护、总电路有熔断器起短路保护作用、电磁继电器有过电流保护、程序有零电压保护第二章 硬件电路设计一、PLC选型和配置按照控制要求 , 皮带运输机的起动、停车、阀门开与合、故障输入需要相应按钮作为控制输入信号及电动机等输出信号，因此整个皮带运输机控制系共需要16 个输入信号、17个输出信号。根据 I/ O点数够和经济原则 , 选用日本三菱公司的 FX0N

10、 40MR 型。该型 PLC 功能齐全 , 使用方便 , 性能可靠 , 有20输入点和 20个输出点 , 能够满足上述要求。二、电机选型 本设计假设阀门A下料量为Q1=10kg/s，阀门B开时下料量为Q2=10kg/s，皮带质量MP =500kg，物料在各皮带上传输时间为T=10s，皮带速度是V=2s/m；电机效率设为h1=20%。物料在皮带上恰好完成加速过程。则电机M1的型号选择方法如下如下：有公式则M1功率为25.6kw电机M2的型号选择方法与M1相似5s工作时电机所需功率最大有公式则M2功率为18kw电机M3的型号选择方法如下如下：有公式则M3功率为43.6kw二、主电路图图2.1三、I

11、/O接线图图2.2第三章 程序设计一、梯形图程序设计M4用于总开关打开后对计数器C0、C1、C 2、C3、C4、C5进行复位防止断电后计数器所存数据引起零压启动。T0 与T1在Y0得电后产生周期为5s的方波。电机M3启动 电机M1、M2启动。阀门A开与关及开关指示灯阀门B电机正反转工作模式选择：5s间断工作 X10 10s间断工作 X1115s间断工作 X12计数完成相应计数器复位各种定时 故障信号采集 各故障报警指示图3.1第四章 系统仿真和调试一、GT Designer仿真图4.1二、仿真分析由于仿真中无法自动实现行程开关功能，因此配合程序设计与阀门的开与闭，结合实际进行手动操作以实现行程

12、开关的相关动作。具体操作流程如下：1、阀门A 反转 图4.2注释：阀门A的关闭，并非正常工作需要，乃是由故障信号、总开关、停止按钮进行控制，实现停止与保护功能。2、阀门B 图4.3注释：正常工作时阀门B是由程序控制，以10秒的周期进行等分频开与闭，并运用行程开关SQ1、SQ2进行配合控制，阀门B周期性的关闭是生产需要；另一方面，阀门B的关闭与阀门A的闭合相同，均是由故障信号、总开关、停止按钮进行控制，实现停止与保护功能。第五章 结束语一、取得的效果设计结果即满足正常生产要求要求，对生产：正常工作时，设备能结合实际满足生产工艺，按一定顺序（从下到上）进行启动；停止时，按逆序由上往下进行停止；当相

13、关设备出现故障时，进行首先关闭阀门A、B等系类保护动作，这保证了设备的安全，防止再生故障。二、创新点严格考虑生产实际，运用行程开关并结合电动机正反转实现阀门A、B的开与关；程序中设计主控指令并联合其它功能指令，由与X17连接的按钮作为总开关。考虑实际又新设计故障指示灯，对故障进行报警指示提醒维修人员及时进行维修，也防止操作人员违规造作。三、设计意义皮带传输机是一种连续、快速、高效的物料传输设备 , 广泛使用于煤炭、电力、建材、化工、机械、轻工业等行业的物料传输系统。一般皮带传输机的电气控制系统采用硬接线方式的继电器控制系统 , 设备故障率高、可靠性低、体积大、维修和改造不方便。此课程设计介绍一

14、种皮带传输机的 PLC控制系统。PLC是可编程序逻辑控制器英文全称的缩写名称 ,是20 世纪 60 年代末期出现的一种新型控制器 , 具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制、模拟量输入输出、过程控制、位置控制等功能 , 具有可靠性高 , 编程、操作、扩展、维修方便 , 体积小等特点 , 是一种真正的工业控制计算机。如果控制要求发生改变 , 这时也不需要更换控制设备 , 只需要改变控制程序即可。这样既可节约资金 , 又可节约时间 , 具有较高的技术经济指标。而且在PLC编程的过程中，体会到了模块化编程的重要性以及带来的清晰、简明。附：参考文献电气控制与PLC应用M 中国电力出版社 . 范永胜 .王岷 . 主编