電氣畢業(yè)論文傳送帶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 傳送帶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院 系 中德機(jī)電學(xué)院 .專 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) .班 級(jí) 電氣0901 .姓 名 史海濤 .學(xué) 號(hào) 100091658 .指導(dǎo)教師 武彩霞 .2011年 4 月摘 要介紹了PLC在四節(jié)傳送帶控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，同時(shí)也詳細(xì)地?cái)⑹隽讼到y(tǒng)中相關(guān)控制項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案及具體實(shí)現(xiàn)方法。在文中還介紹了基于PLC與單片機(jī)的區(qū)別使我們能更加的清楚認(rèn)識(shí)PLC，對(duì)熟悉PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理以及學(xué)習(xí)梯形圖的編寫都有很大的幫助。 本系統(tǒng)是對(duì)四節(jié)傳送帶控制的系統(tǒng)，該設(shè)備適用于流水線生產(chǎn)等，也可以把生產(chǎn)出的貨物進(jìn)行傳送到特定的地方。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PL

2、C由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，在內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就因此大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，在出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。關(guān)鍵詞：傳送帶 PLC 故診斷控制可編程控制器 控制AbstractINTRODUCED PLC IN FOUR CONVEYER BELTS CONTROL S

3、YSTEM APPLICATION, SIMULTANEOUSLY ALSO IN DETAIL NARRATED IN THE SYSTEM TO BE CONNECTED THE CONTROL PROJECT DESIGN PROPOSAL AND THE CONCRETE REALIZATION METHOD. IN THE ARTICLE ALSO INTRODUCED ENABLES US BASED ON PLC AND THE MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT DIFFERENCE EVEN MORE CLEARLY TO KNOW PLC, IS F

4、AMILIAR WITH THE PLC CONTROL SYSTEM TO THE STUDENT THE STRUCTURE AND THE PRINCIPLE OF WORK AS WELL AS THE STUDY TRAPEZOIDAL CHART COMPILATION ALL HAS THE VERY BIG HELP.THIS SYSTEM IS A SYSTEM WHICH CONTROLS TO FOUR CONVEYER BELTS, THIS EQUIPMENT IS SUITABLE FOR THE PRODUCTION-RUNS AND SO ON, ALSO MA

5、Y THE CARGO WHICH PRODUCES CARRY ON TRANSMITS TO THE SPECIFIC PLACE.THE REDUNDANT RELIABILITY IS THE ELECTRICITY CONTROL DEVICE ESSENTIAL PERFORMANCE. PLC BECAUSE USES THE MODERN LARGE SCALE INTEGRATED CIRCUIT TECHNOLOGY, USED THE STRICT PRODUCTION CRAFT MANUFACTURE, THE INTERNAL CIRCUIT HAS ADOPTED

6、 THE ADVANCED ANTIJAMMING TECHNOLOGY, HAD THE VERY HIGH RELIABILITY. MACHINE THE EXTERNAL CIRCUIT SAID FROM PLC THAT, USES THE PLC CONSTITUTION CONTROL SYSTEM, COMPARES WITH THE SAME LEVEL SCALE RELAY SYSTEM, THE ELECTRICAL WIRING AND THE SWITCH CONTACT REDUCED TO SEVERAL HUNDRED EVEN SEVERAL 1/1,00

7、0, THE BREAKDOWN ALSO GREATLY REDUCES. IN ADDITION, PLC HAS THE HARDWARE BREAKDOWN SELF-EXAMINATION FUNCTION, APPEARS WHEN THE BREAKDOWN MAY PROMPTLY SEND OUT THE WARNING INFORMATION. IN THE APPLICATION SOFTWARE, THE APPLICATION ALSO MAY ENROLL THE PERIPHERY COMPONENT THE BREAKDOWN FROM THE DIAGNOST

8、IC PROGRAM, CAUSES IN THE SYSTEM ALSO OBTAINS THE BREAKDOWN BESIDES THE PLC ELECTRIC CIRCUIT AND THE EQUIPMENT FROM THE DIAGNOSIS PROTECTIONKEY WORD: CONTROL, PROGRAMMABLE, SYSTEM，CONTROLLER目錄引 言4第一章 PLC的概述61.1 PLC的起源61.2 PLC的功能61.3 PLC的主要特點(diǎn)71.4 PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信81.5 PLC的發(fā)展8第二章 PLC與繼電器、單片機(jī)的異同102.1 什么是PLC102

9、.2 PLC與單片機(jī)的區(qū)別102.3 PLC與繼電器系統(tǒng)的異同102.4 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)112.4.1 PLC的選型原則112.4.2 可編程順序控制器的設(shè)計(jì)流程122.5 PLC的自動(dòng)檢測(cè)功能及故障診斷132.5.1 超時(shí)檢測(cè)142.5.2 邏輯錯(cuò)誤檢查14第三章 傳送帶的介紹153.1 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的發(fā)展153.2 傳送帶常見的故障與維護(hù)15傳送帶常見故障153.2.2 傳送帶跑偏163.3 四級(jí)傳送帶的設(shè)計(jì)163.3.1 四級(jí)傳送帶控制要求16 四級(jí)傳送帶視圖17自動(dòng)控制的子程序框圖183.3.4 元器件清單183.3.5 電機(jī)接線圖19 控制電路接線圖193.3.7 PLC接線圖2

10、03.3.8 輸入/輸出分配表203.3.9 程序梯形圖21總結(jié)24致 謝25參考文獻(xiàn)26引 言可編程控制器（PLC）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。有著160年歷史的西門子公司，同時(shí)作為自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)的領(lǐng)先者，以最先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，向用戶提供具有先進(jìn)、可靠的解決方案。自從1996年提出嶄新自動(dòng)化理念全集成自動(dòng)化(TIA，Totally Integrated Automation)以來，如何幫助廣大的自動(dòng)化工程師廣泛深入地理解和掌握全集成自動(dòng)化(TIA)的三個(gè)要素，即共同的通信、共同的組態(tài)與編程、共同的數(shù)據(jù)庫(kù)。 可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)的

11、通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置，被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱之一。人機(jī)界面是操作人員與PLC之間進(jìn)行對(duì)話和相互作用的接口設(shè)備。人機(jī)界面要用專用的組態(tài)軟件組態(tài)，由于人機(jī)界面品種的日益豐富和功能的不斷增強(qiáng)，學(xué)習(xí)和掌握組態(tài)軟件的使用方法需要花費(fèi)大量的時(shí)間，但目前基本上還沒有有關(guān)人機(jī)界面組態(tài)和應(yīng)用的教材和書籍。 可編程控制器與以往那些基于文本的高級(jí)編程語(yǔ)言不同，它采用的是一種全新的梯形圖和助記符編程方式，即用形象的圖行符號(hào)和連線來代替一行一行的文本，這種編程序的方法使用起來比較簡(jiǎn)單方便，特別是對(duì)繼電器控制電路有所了解的技術(shù)人員來說，就更容易使用梯形圖語(yǔ)言?？删幊炭刂破髯钣袃?yōu)勢(shì)的技術(shù)是軟件開發(fā)環(huán)境，與傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)

12、言不同，這類軟件一般采用強(qiáng)大的圖形化語(yǔ)言編程，面向測(cè)試工程師，而不是面向?qū)I(yè)程序員，編程非常方便，人機(jī)交互界面非常友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力。無(wú)疑是最好的選擇。面向?qū)ο笏枷朐诳删幊炭刂破黝I(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，極大地發(fā)展了現(xiàn)代儀器的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。相信不久的將來，開發(fā)大型高度智能化的儀器也會(huì)象“搭積木”一樣簡(jiǎn)單。論文主要介紹了可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域， PLC的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，并就PLC的未來做出展望。談控制要求，PLC的定義，PLC的特點(diǎn)，PLC的編程語(yǔ)言，PLC控制系統(tǒng)的配置，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域，PLC的工作原理， PLC的結(jié)構(gòu)，可編程控制器(PLC)與繼電器控制的

13、區(qū)別，PLC的國(guó)內(nèi)外狀況，PLC未來展望。第一章 PLC的概述1.1 PLC的起源PLC是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。自1836年繼電器問世，人們就開始用導(dǎo)線將它同開關(guān)器件巧妙地連接，構(gòu)成用途各異的邏輯控制或順序控制。上世紀(jì)60年代末，它不斷吸收微計(jì)算機(jī)技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù) 。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)，以及流程加工行業(yè)（如汽車制造業(yè)）對(duì)生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求，PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定

14、時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。但是，仍然沿用著順序掃描、程序控制等基本模式及CPU+通信+I/O的基本結(jié)構(gòu)。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡(jiǎn)便、低價(jià)格長(zhǎng)壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時(shí)間和成本。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計(jì)算機(jī)。人們?cè)趹?yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門培訓(xùn)，就能對(duì)可編程控制器進(jìn)行操作及編程。1.2 PLC的功能 1、數(shù)據(jù)采集與輸出。2、控制

15、功能。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。3、數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對(duì)字節(jié)的運(yùn)算、PID運(yùn)算、濾波等。4、輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，通過I/O模塊完成對(duì)模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動(dòng)等測(cè)量接口。5、通信、聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺(tái) PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺(tái)或多臺(tái)可編程控制器的信號(hào)處理單元之間，實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文檔轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)

16、雜控制。通常所說的SCADA系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)端和遠(yuǎn)程端也可以采用PLC作現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。6、支持人機(jī)界面功能。提供操作者以監(jiān)視機(jī)器/過程工作必需的信息。允許操作者和PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。7、編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。1、可靠性高。PLC的MTBF一般在4000050000h以上，有的在10-20萬(wàn)h，且均有完善的自診斷功能。2、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點(diǎn)，而AB的ControlLogix系統(tǒng)的容量達(dá)128000點(diǎn)。3、功能強(qiáng)大。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了

17、大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。4、編程方便。控制具有極大靈活性。PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、

18、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。5、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。6、安裝、維修簡(jiǎn)單。與DCS相比，價(jià)格低。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。7、當(dāng)前PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展潮流。1.4 PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信PLC的通信包括PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間以及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器

19、相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成集中管理、分散控制的分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要，各PLC系統(tǒng)或遠(yuǎn)程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前各廠商都主推各自的總線標(biāo)準(zhǔn)，如西門子Profibus、A-B ControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其構(gòu)成的“集中管理、分散控制”分布式控制方式是十分類似的。如ROCKWELL（A-B）推出了“全方位自動(dòng)化”的理念，推薦三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即1）設(shè)備層（DeviceNet為代表）；2）控制層（ControlNet為代表）；3）管理層（EtheNet

20、）。1.5 PLC的發(fā)展1、與DCS的差別。集散系統(tǒng)DCS從工業(yè)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，初期主要用在連續(xù)過程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能，滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求。硬件結(jié)構(gòu)方面，總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜和計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要用在離散制造、工序控制，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。PLC在自身發(fā)展同時(shí)，也在吸收DCS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。PLC在過程控制的發(fā)展將是與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

21、結(jié)合，發(fā)展向下拓展功能，開放總線。2、市場(chǎng)占有率。1987年世界PLC的銷售額為25億美元，此后每年以20%左右的速度遞增。進(jìn)入90年代以來，世界PLC的年平均銷售額在55億美元以上，其中我國(guó)約占1%。當(dāng)前，PLC在國(guó)際市場(chǎng)上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為世界潮流。第二章 PLC與繼電器、單片機(jī)的異同2.1 什么是PLCPLC是什幺呢？PLC的全稱是Programmable Logic Controller（可編程序控制器）,剛引入國(guó)內(nèi)時(shí)，曾簡(jiǎn)稱為PC。后來，IBM-PC獲得廣泛應(yīng)用，PC成了個(gè)人電腦的代名詞，才改為PLC。PLC還有另外的一個(gè)意思是Power

22、 Line Carrier(電力線載波)。2.2 PLC與單片機(jī)的區(qū)別1. PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，單片機(jī)是一種集成電路，兩者不具有可比性。 2. 單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。 3. 不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬(wàn)別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。 最后，從工程的角度，談?wù)凱LC與單片機(jī)系統(tǒng)的選用； 4. 對(duì)單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，采用PLC方案

23、是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本較高。 5. 對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入PLC的功能，這樣可大大簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間，性能得到保障，效益也就有保證。2.3 PLC與繼電器系統(tǒng)的異同繼電器接觸器是以電磁開關(guān)為主體的低壓電器元件，其構(gòu)成的系統(tǒng)是用導(dǎo)線依一定的規(guī)律將它們連接起來，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。從邏輯控制看，PLC與繼電器系統(tǒng)的區(qū)別主要是:（一） 組成器件不同（二） 觸點(diǎn)數(shù)量不同（三） 實(shí)時(shí)控制的方法不同（四） 工作方式不同2.4 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.

24、4.1 PLC的選型原則 1、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 2、存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定

25、的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。控制功能的選擇：該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇3、對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求響應(yīng)速度即響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。PLC一般以順序掃描工作方式進(jìn)行工作，對(duì)小于掃描時(shí)間的輸入信號(hào)，有可能造成接收信號(hào)不可靠。因此，對(duì)有維持很短時(shí)間的輸入信號(hào)來講，需要選取掃描速度高的PLC。一般機(jī)器對(duì)掃描時(shí)間的限定值為100200ms，而實(shí)際上執(zhí)行一千條指令僅需時(shí)間110

26、ms ,對(duì)一般規(guī)模的PLC程序，則輸入信號(hào)能維持在10ms左右就完全能安全地被接收到，但對(duì)模擬量輸入則需要考慮與PLC的響應(yīng)時(shí)間的配合問題。4、系統(tǒng)可靠性根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境及工藝要求，應(yīng)采用功能完善可靠性適宜的PLC。對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。5、編程器與外圍設(shè)備小型PLC控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器；如果系統(tǒng)較大或多臺(tái)PLC共用，可以選用功能強(qiáng)，編程方便的圖形編輯器；如果有現(xiàn)成的個(gè)人計(jì)算機(jī)，可選用能在計(jì)算機(jī)上使用的編程軟件。2.4.2 可編程順序控制器的設(shè)計(jì)流程PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如圖3.1步驟：1、熟悉控制對(duì)象確定控制范圍根據(jù)生產(chǎn)和工藝過程分析

27、控制要求，確定控制對(duì)象及控制范圍，確定控制系統(tǒng)的工作方式，例如全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、單機(jī)運(yùn)行、多機(jī)聯(lián)合運(yùn)行等。還要確定系統(tǒng)應(yīng)有的其它功能，例如故障檢測(cè)、診斷與顯示報(bào)警、緊急情況的處理、管理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能等。2、可同時(shí)進(jìn)行PLC的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)指電氣線路設(shè)計(jì)，包括主電路及PLC外部控制電路，PLC輸入輸出接線圖，設(shè)備供電系統(tǒng)圖，電氣控制柜結(jié)構(gòu)及電器設(shè)備安裝圖等。軟件設(shè)計(jì)包括狀態(tài)表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、梯形圖、指令表等，控制程序設(shè)計(jì)是PLC系統(tǒng)應(yīng)用中最關(guān)鍵的問題，也是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。3、PLC調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試硬件部分的模擬調(diào)試主要是對(duì)控制柜或操作臺(tái)的接線進(jìn)行測(cè)試?？稍诓僮?/p>

28、臺(tái)的接線端子上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入信號(hào)，或操作按鈕的指令開關(guān)，觀察對(duì)應(yīng)PLC輸入點(diǎn)的狀態(tài)。用編程軟件將輸出點(diǎn)強(qiáng)制ON/OFF，觀察對(duì)應(yīng)的控制柜內(nèi)PLC負(fù)載（指示燈、接觸器等）的動(dòng)作是否正常，或?qū)?yīng)的接線端子上的輸出信號(hào)的狀態(tài)變化是否正確。聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，把編制好的程序下載到現(xiàn)場(chǎng)的PLC中。調(diào)試時(shí)，主電路一定要斷電，只對(duì)控制電路進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。通過現(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，還會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題或?qū)δ承┛刂乒δ艿母倪M(jìn)。4、PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)

29、數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。圖3.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖2.5 PLC的自動(dòng)檢測(cè)功能及故障診斷PLC具有很完善的自診斷功能，如出現(xiàn)故障，借助自診斷程序可以方便的找到出現(xiàn)故障的部件，更換后就可以恢復(fù)正常工作。故障處理的方法可參看S7-200系統(tǒng)手冊(cè)的故障處理指南。實(shí)踐證明，外部設(shè)備的故障率遠(yuǎn)高于PLC，而這些設(shè)備故障時(shí)，PLC不會(huì)自動(dòng)停機(jī)，可使故障范圍擴(kuò)大。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，可用梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)故障的自診斷和自

30、處理。2.5.1 超時(shí)檢測(cè) 機(jī)械設(shè)備在各工步的所需的時(shí)間基本不變，因此可以用時(shí)間為參考，在可編程控制器發(fā)出信號(hào)，相應(yīng)的外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作時(shí)起動(dòng)一個(gè)定時(shí)器開始定計(jì)時(shí)，定時(shí)器的設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)20%左右。如某執(zhí)行機(jī)構(gòu)在正常情況下運(yùn)行10s后，使限位開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出動(dòng)作結(jié)束的信號(hào)。在該執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作時(shí)起動(dòng)設(shè)定值為12s的定時(shí)器定時(shí)，若12s后還沒有收到動(dòng)作結(jié)束的信號(hào)，由定時(shí)器的常開觸點(diǎn)發(fā)出故障信號(hào)，該信號(hào)停止正常的程序，起動(dòng)報(bào)警和故障顯示程序，使操作人員和維修人員能迅速判別故障的種類，及時(shí)采取排除故障的措施。2.5.2 邏輯錯(cuò)誤檢查在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，PLC的輸入、輸出信號(hào)和內(nèi)部

31、的信號(hào)（如存儲(chǔ)器為的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯信號(hào)，則說明出了故障。因此可以編制一些常見故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為ON狀態(tài)，就應(yīng)按故障處理。如機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中先后有兩個(gè)限位開關(guān)動(dòng)作，這兩個(gè)信號(hào)不會(huì)同時(shí)接通。若它們同時(shí)接通，說明至少有一個(gè)限位開關(guān)被卡死，應(yīng)停機(jī)進(jìn)行處理。在梯形圖中，用這兩個(gè)限位開關(guān)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器的位的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，來驅(qū)動(dòng)一個(gè)表示限位開關(guān)故障的存儲(chǔ)器的位就可以進(jìn)行檢測(cè)。第三章 傳送帶的介紹傳送帶是傳送帶用來輸送元件，PCB和其他器件，材料一般為塑料，纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機(jī)器其他部分傳來的器件，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳送帶表面電阻率為

32、1106歐時(shí)，它會(huì)使帶電器件放電速度太快，對(duì)器件造成損害；當(dāng)表面電阻在106109歐時(shí)，只要傳送帶通過轉(zhuǎn)輪滑輪和機(jī)架良好接地，傳送帶上就不會(huì)帶電。3.1 四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的發(fā)展未來傳送帶設(shè)備的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動(dòng)分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。 大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長(zhǎng)度已達(dá)440公里以上帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。 擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中

33、工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的傳送帶設(shè)備。 本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)多級(jí)皮帶傳輸系統(tǒng)，它多用于處于復(fù)雜地形的大型工業(yè)廠礦。系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）做下位機(jī)控制，上位機(jī)則采用工業(yè)通用組態(tài)軟件“組態(tài)王”設(shè)計(jì)控制界面，并最終完成上下位機(jī)的通信以達(dá)到直觀方便的控制效果。多級(jí)皮帶傳輸系統(tǒng)憑借它自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要的作用和地位，最典型的應(yīng)用就是我們常說的輸煤系統(tǒng)。輸煤系統(tǒng)的組成部分包括給煤機(jī)、皮帶、破碎機(jī)、三通、卸料器等。我們采用PLC對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行順序控制。3.2 傳送帶常見的故障與維護(hù)3.2.1傳送帶常見故障a)傳送帶打滑 傳送帶與皮帶輪之間打滑為將這種打滑現(xiàn)象減到最低限

34、度，建議驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪都使用合適的防滑套。解決打滑問題可采取以下幾點(diǎn)措施：（1）繃緊上下傳送帶；（2）檢查緊帶裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是否需要加以緊固；（3）更換或磨粗現(xiàn)有的防滑套表面；（4）檢查驅(qū)動(dòng)齒輪的磨損情況。b)傳送帶與紙板之間打滑 傳送帶與紙板之間打滑的主要原因是掛面紙板與熱板之間產(chǎn)生的磨擦過大c) 其他故障 (1)過度的張力(2)傳送帶表面變光滑(3)切割刀的控制3.2.2 傳送帶跑偏傳送帶的跑偏問題一般是對(duì)機(jī)器本身狀態(tài)的一種反作用?；w傳送帶對(duì)機(jī)器各種不同設(shè)置狀態(tài)的反應(yīng)一般要比傳統(tǒng)帆布傳送帶敏感。1.傳送帶邊緣開線如果使用帆布傳送帶時(shí)出現(xiàn)開線問題，表明可能有跑偏的問題。這時(shí)應(yīng)對(duì)機(jī)器做一些微

35、小的調(diào)整，例如調(diào)整壓力輥和惰輪，以及調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪(根據(jù)需要使其與被動(dòng)輪平行或不平行)等。2.傳送帶邊緣彎曲這可能會(huì)被誤解為傳送帶在擺動(dòng)。簡(jiǎn)單的檢查方法是用一支鉛筆在帶邊內(nèi)約6英寸15cm處劃線，然后測(cè)量該線的橫向移動(dòng)量。任何情況下，傳送帶的橫向移動(dòng)量應(yīng)在14英寸(0.6cm)之內(nèi)。3.傳送帶斜行一般每臺(tái)機(jī)器都會(huì)有一定的對(duì)角線偏斜。這可能會(huì)影響紙板的運(yùn)行軌跡，導(dǎo)致進(jìn)紙時(shí)偏心，以使得出紙時(shí)切刀對(duì)準(zhǔn)中心?？赏ㄟ^調(diào)整壓力輥來補(bǔ)償機(jī)器的這種對(duì)角偏斜。4.傳送帶的就位如果傳送帶有微小的橫向移動(dòng)，需給以一定的時(shí)間使其穩(wěn)定下來。這通常需要兩三個(gè)星期的時(shí)間。如果按照前面所講將兩個(gè)皮帶輪都加了防滑套，且保持拉緊傳送

36、帶，橫向的擺動(dòng)就會(huì)減小到可以忽略。5.啟動(dòng)對(duì)于剛啟動(dòng)機(jī)器時(shí)，傳送帶可能會(huì)有不規(guī)則的偏軌問題，有以下兩種解釋：一是蒸汽的熱度不均勻，二是在停機(jī)過程中因傳送帶的張力減少而變松馳，并直接暴露給熱源。如果有這種情況發(fā)生，每天最初幾小時(shí)可能會(huì)有不規(guī)則的跑偏現(xiàn)象，但會(huì)逐漸消失，所以應(yīng)常保持傳送帶的張力。6.傳送帶變形如果傳送帶在松馳狀態(tài)下直接接觸熱板，傳送帶可能會(huì)發(fā)生變形。所以，無(wú)論在什么時(shí)候都必須保持傳送帶有一定的張力。如果機(jī)器使用液壓張緊裝置，則建議在活塞上安裝一個(gè)軸套或阻擋機(jī)構(gòu)以防止其完全放松。如傳送帶需要重新對(duì)接，應(yīng)確保熱板是冷卻的或是與傳送帶隔離的。7.經(jīng)過緊帶機(jī)構(gòu)時(shí)跑偏這顯然是由于傳送帶在經(jīng)過

37、緊帶機(jī)構(gòu)時(shí)各軸內(nèi)在的扭曲引起的，不是嚴(yán)重問題?？梢酝ㄟ^在活塞機(jī)構(gòu)的另一端安裝一個(gè)松緊螺旋扣來解決，這樣可調(diào)整消除軸的扭曲。有些機(jī)器，調(diào)整緊帶機(jī)構(gòu)前部的惰輪會(huì)有助于消除這一問題。一般較新的機(jī)器都裝有調(diào)整機(jī)構(gòu)來糾正。下傳送帶的緊帶機(jī)構(gòu)各軸應(yīng)保持平行和水平，有跑偏問題存在，可能需要將一個(gè)軸(最好是可移動(dòng)的)的平行和(或)水平度做微小調(diào)整。這樣做，傳送帶會(huì)向其先接觸的軸的端部移動(dòng)，但應(yīng)避免移動(dòng)太大，否則會(huì)導(dǎo)致拉伸傳送帶的一個(gè)邊。3.3 四級(jí)傳送帶的設(shè)計(jì)3.3.1 四級(jí)傳送帶控制要求用四條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)，分別用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，控制要求如下：?jiǎn)?dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過5秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮

38、帶機(jī)到最前一條后5秒M5得得電貨物開始裝填貨物。停止時(shí)應(yīng)先停止M5貨物停止裝填，待料運(yùn)送完畢后5秒后最前一條皮帶機(jī)停止再依次停止其它皮帶機(jī)。當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止且M5也立即停止裝填貨物，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)待運(yùn)完后才停止。例如M2故障，M5、M1、M2立即停，經(jīng)過5秒延時(shí)后，M3停，再過5秒，M4停?？刂乒δ埽海?）起動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，每經(jīng)過5s延時(shí)，再依次起動(dòng)其他皮帶機(jī)。（2）停止時(shí)應(yīng)先停止最前一條皮帶機(jī)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其他皮帶機(jī)。（3）當(dāng)某皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)待運(yùn)完后才停止。例如，

39、M2故障，M1、M2立即停，經(jīng)過5s延時(shí)后，M3停，再過5s，M4停。（4）設(shè)置故障報(bào)警燈，設(shè)置各皮帶機(jī)單獨(dú)起動(dòng)功能。3.3.2 四級(jí)傳送帶視圖圖3-1 四級(jí)傳送帶視圖3.3.3.PLC自動(dòng)控制的子程序框圖圖3-2 PLC自動(dòng)控制的子程序框圖3.3.4 元器件清單表1 元器件清單名稱型號(hào)數(shù)目西門子200PLCS7 200 CN1斷路器（QF）DZ47-631熔斷器（FU）RT18-32X4中間繼電器（KA）RXL4A06B2BD4接觸器（KM）LC1-D12.N4熱繼電器（FR）JR28-254三相異步電動(dòng)機(jī)JW71141導(dǎo)線/若干3.3.5 電機(jī)接線圖圖3-3 電機(jī)接線圖3.3.6 控制電路

40、接線圖圖3-4 控制電路圖3.3.7 PLC接線圖圖3-5 PLC接線圖3.3.8 輸入/輸出分配表表2 輸入/輸出分配表輸入功能輸出功能I0.0起動(dòng)按鈕（SB1）I0.1一級(jí)故障AQ0.1一級(jí)繼電器（KM1）I0.2二級(jí)故障BQ0.2二級(jí)繼電器（KM2）I0.3三級(jí)故障CQ0.3三級(jí)繼電器（KM3）I0.4四級(jí)故障DQ0.4四級(jí)繼電器（KM4）I0.5停止接鈕（SB5）Q0.5報(bào)警燈（1）I1.1四級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕Q0.6報(bào)警燈（2）I1.0三級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕Q0.7報(bào)警燈（3）I0.7二級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕Q1.0報(bào)警燈（4）I0.6一級(jí)皮帶單動(dòng)按鈕3.3.9 程序梯形圖 總結(jié)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)從開始時(shí)至今日已經(jīng)完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過程難以用語(yǔ)言來表達(dá)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。 12月中旬，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目定了下來，我當(dāng)時(shí)便立刻著手資料的收集工作中，在與導(dǎo)師交流之后，我對(duì)自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 在搜集資料的過程中，我在學(xué)校圖書館