PLC皮带运输机控制系统系统课程设计

1、word目 录第 1 章 掌握对象概述 11.1 皮带运输机用途、根本组成构造与工作过程 11.1.1 皮带运输机用途 11.1.2 皮带运输机组成与工作原理 11.2 掌握对象对掌握系统的要求 11.3 本课题应完成的设计工作 2 第 2 章 掌握方案论证 32.1 继电器掌握方案 32.2 单片机掌握方案 32.3 PLC 掌握方案 42.4 结论 4第 3 章 掌握系统硬件设计 53.1 电机与元件选择 53.2 电路设计 53.2.1 主电路设计 53.2.2 PLC I/O 接线图设计 6第 4 章掌握系统程序设计 74.1程序组成局部 74.2主程序 74.3公用子程序 84.4手动公用子程序 84.5自动公用子程序 94.6M1 电机故障子程序104.7M2 电机故障子程序114.8M3 电机故障子程序124.9M4 电机故障子程序12第 5 章程序调试 13第 6 章体会心得 14附 录 15 参考资料 180 / 19word第 1 章掌握对象概述1.1 皮带运输机用途、根本组成构造与工作过程1.1.1 皮带运输机用途皮带输送机可以广泛应用于现代化的各种工业企业中，

2、露天采矿场与选矿厂中， 在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统中，皮带输送机都得到了广泛应用，水平运输或倾斜运输，皮带输送机的使用都格外便利。 皮带输送机是以连续摩擦驱动的方式用来运输物料。那么皮带输送机的主要是由输送带和驱动装置组成的。 皮带输送机具有输送量大、构造简洁优点，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门，用来输送松散物料或成件物品， 依据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。皮带运输机的驱动装置由单个或多个驱动滚筒驱动，驱动电机也可以是单个电 机或多个电机驱动。一般驱动装置包括电动机、减速机、液力偶合器、制动器或逆止器等组成。偶合器的作用是改善皮带运输机的启动性能。 制动器和逆止器是为了防止当皮带运输机停机时皮带向下滑动。皮带运输机是散料连续运输机械，是应用于短距离连续运输的的重要机械设备。1.1.2 皮带运输机组成与工作原理皮带输送机的主要是由输送带和驱动装置组成的。 主要介绍驱动装置即四台电动机的运动状况。皮带运输机由 4 台皮带机组成， 4 台皮带机分别用 4 台电动机(M1M4)拖动。皮带输送机是

3、以连续摩擦驱动的方式用来运输物料，通过掌握4 台电动机的运动，来掌握传输物料。1.2 掌握对象对掌握系统的要求皮带运输机由 4 台皮带机组成， 4 台皮带机分别用 4 台电动机(M1M4)拖动，如图 1 所示。1 / 19wordM2M3M4M1图 1 皮带运输机系统示意图皮带运输机的工作过程如下：1启动时先起动最末一台皮带机，经过 5S 延时，再依次起动其它皮带机：M 4 5S M 3 5S M 2 5S M12停顿时应先停顿第一台皮带机(M1)，待料运送完毕后再依次停顿其它皮带机：M1 5S M 2 5S M 3 5S M 43当某台皮带机发生故障时，该皮带机与其前面的皮带机马上停顿，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停顿。例如当M2 故障时，M1、M2 应马上停，经过5S 延时后，M3 停，再过 5S 后 M4 停。1.3 本课题应完成的设计工作1设计和绘制电气掌握原理图或 PC I/O 接线图、功能表图和梯形图编写指令程序清单。2选择电气元件，编制电气元件明细表。3设计操作面板电器元件布置图。4上机调试程序5编写设计说明书2 / 19word第 2 章掌握方案论证2.1 继电器

4、掌握方案继电器掌握系统具有以下特点：继电器，动作有寿命限制，一个元件故障可能造成整个系统崩溃，会将故障扩大化， 本钱最低，也最简洁被伪劣产品冒充，可修理度最高，同时修理本钱也低。1继电器掌握系统掌握规律承受硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成掌握规律，其连线多且简单、体积大、功耗大，系统构成后，想再转变或增加功能、较为困难。2继电器掌握系统依靠机械触点的动作实现的，工作频率低，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，且机械触点还会消灭抖动问题。3继电器安装后，受电气设备触电数目的有限性和连线简单等缘由的影响，系统在今后的敏捷性、扩展性很差。4继电器掌握可实现规律功能，但不具备计数的功能。5触点在开闭时会产生电弧，造成损伤并伴有机械磨损，使用寿命短，运行牢靠性差，不易维护。2.2 单片机掌握方案依据单片机目前的开展状况，该方案的优缺点是：(1) 本钱较低。由于现在单片机的价格相对都比较低， 而且外围电路的元器件价格也不高，所以整体设计起来，本钱比较低。(2) 可以对外部存储容量依据需要进展扩展，设计可以相比照拟敏捷。(3) 由于现存有很多已经设计很完善的子程序，在系统软件设计中可

5、以直接调用， 削减较大工作量。其缺点为：(1) 系统硬件设计相比照拟简单，运用该方案，该系统硬件设计包含扩展电路局部和系统配置电路局部，所以该系统电路设计工作量相对较大，影响系统开发的时间。(2) 系统的抗干扰力量相对较差，在系统设计中，虽然留意了芯片、器件选择、去耦滤波、电路板的布线，通道隔离以与屏蔽。但由于工厂的条件比较差，很难保证系统的牢靠性和稳定性。(3) 维护修理相比照拟麻烦，修理需要的时间也相对较长。但与此同时，由于微机3 / 19word掌握系统全部的电路集中在一块电路板上， 其实现的功能、输入输出的点数受到限制， 而且系统的散热性，维护性受到考验，假设其中一局部损坏，其只能全部更换。另外， 微机掌握系统开发周期长，一旦要有变化修改比较麻烦。2.3 PLC 掌握方案PLC 的优点主要有：(1) 功能强，性能价格比高可以相当于集成了很多继电器，大多数时候性价比并不低，除非是简洁电路，只用少数继电器，那么可能就不太有用了。(2) 硬件配套齐全，用户使用便利，适应性强(3)牢靠性高，抗干扰力量强(4)系统的设计、安装、调试工作量少(5)编程方法简洁(6)修理工作量少，修理便利(

6、7)体积小，能耗低(8)与时俱变，能实现网络通讯2.4 结论经过比较，我们觉察 PLC 掌握系统具有以下鲜亮的特点： I/O 驱动力量强，易于扩展，图形化开发界面，价钱适中，抗干扰力量强，因此多用于工业设备上。应中选用 PLC 掌握方案。4 / 19word第 3 章 掌握系统硬件设计本课程设计承受的电动机是四台 380V 的三相笼式电动机。在主电路中电路保护装置由刀开关 QS1 和自动空气断路器 QF 组成，用220V 电网电压供电。由PLC 掌握四个沟通接触器的电磁线圈电路的通断，实现对四个电动机通断掌握。四个电动机电路都串联了热继电器对其进展保护，同时也是故障点。3.2 电路设计3.2.1 主电路设计依靠 PLC 的输出 Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3 所接的 KM1、KM2、KM3、KM4 掌握电机 M1、M2、M3、M4 的运转。电机图如下：图 3 1 主电路5 / 19word3.2.2 PLC I/O 接线图设计皮带运输机电气掌握系统 PLC I/O 接线如以下图：图 3 2I/O 接线图本设计用了刀开关、断路器、熔断器、热继电器按钮、S7-200 等电气元件。6

7、 / 19word第 4 章 掌握系统程序设计4.1 程序组成局部皮带运输机 PLC 电气掌握系统的程序主要分为以下几个局部：主程序、公用子程序、自动子程序、手动子程序、M1 电机故障子程序、M2 电机故障子程序、M3 电机故障子程序、M4 电机故障子程序。4.2 主程序设计掌握系统主程序主要包括：与外部的信息沟通，故障子程序的发生，自动手动的选择，然后对其各种子程序的跳转。程序图如下：图 4 1主程序7 / 19word4.3 公用子程序设计公用子程序主要是：在手动操作下，置位自动子程序和故障子程序的全部操作，以防发生冲突。程序图如下：图 4 2 公用子程序4.4 手动子程序设计掌握系统进入手动模式执行的程序。程序图如下：图 4 3 手动子程序8 / 19word4.5 自动子程序设计掌握系统的自动子程序主要掌握自动模式下系统正常的启动和停顿。(1)系统启动按下 接通 KM4起动 M4 5s 后T37 动作进入状态置位 Q0.3,起动定时器 T38 接通 KM3 起动 M3 5s 后T38 动作进入状态启动定时器 T39 , 置位 接通 KM2 起动 M2 5s 后 T2 动作进入状态置位 Y3 接通 KM1起动 M1 起动 M4 。至此, M1M4 按掌握要求全部起动起来, 进入正常运行状态。(2)系统正常停顿应先停顿第一台皮带机(M1 电机)，待料运送完毕后经过 5S 延时,再依次停顿其它皮带机。图 4 4 自动子程序9 / 19word4.6 M1 电机故障子程序设计掌握系统 M1 故障子程序主要是掌握自动模式下，M1 电机故障的处理。程序故障掌握：在自动模式下，按下进入状态 启动定时器 T43, 复位断开KM1停顿 M15s 后 T43 动作进入状启动定时器 T44 , 复位断开 KM2 停顿 M2 5s 后 T44 动作进入状态 M2.3 启动定时器 T45 ,复位 断开 KM3 停顿M3 5s 后 T45 动作进入状态 S34 复位断开 KM4 停顿 M4 。等待下次操作。至此, M1M4 按掌握要求全部实现停车。图 4 5M1 故障子程序4.7 M2 电机故障子程序设计10 / 19word掌握系统 M21 故障子程序主要是掌握自动模式下，M2 电机

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