PLC四节传送带的模拟专业课程设计.doc
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1、课程设计任务书分院信息科学和工程学院专业自动化学生姓名学号设计题目四节传送带模拟1、设计内容: 利用SETP-7软件编写软件程序,应用S7-200PLC控制四节传送带系统硬件电路,并利用梯形图控制程序设计,经过控制S7-200PLC定时继电器功效来实现四条皮带运行。2、设计要求: 有一个用四条皮带运输机传送系统,分别用四台电动机带动,控制要求以下:开启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,待料运输完成后再依次停止其它皮带机。当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面皮带机立即停止,而该皮带机以后皮带机待运完后才停止。比如M2故障,M1、M2立
2、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,该皮带机前面皮带机停止,该皮带机运行5秒后停,而该皮带机以后皮带机待料运完后才停止。比如,M3上有重物,M1、M2立即停,过5秒,M3停,再过5秒,M4停。3、进度及安排: 1、搜集课程设计资料及其相关背景(2天)2、设计试验总体方案(2天)3、硬件电路和软件程序设计(2天) 4、软硬件调试,写试验汇报(2天) 5、修改试验汇报,打印(2天)指导老师(签字): 年 月 日分院院长(签字): 年 月 日摘 要 现今社会,科技发展快速,在工业方面,计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术发展息息相关,
3、这些高新技术推进了PLC发展。今天,我们生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器小电脑在为我们服务,可编程控制器在工业控制,尖端武器,通信设备,信息处理,家用电器等各测、控制领域应用中独占鳌头。本四级传送带电路采取PLC为控制关键,含有次序起动和次序停止功效,当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面皮带机立即停止自动控制等功效。利用此次设计,初步掌握PLC基础控制功效,学会利用PLC,控制基础工业控制。关键词 微控制器 可编程控制器 PLC 四级传送带装置 目录1 概述.1 1.1 PLC概述.1 1.1.1 PLC历史 .1 1.1.2 PLC关键功效.1 1.1.3 PLC关键特点.
4、2 1.1.4 PLC网络通信. .3 1.2 四节传送带系统历史. .3 1.2.1 四节传送带系统起源.3 1.2.2 四节传送带系统发展 .42 S7-200系统功效概述.5 2.1 PLC基础结构.5 2.2 PLC工作原理.6 2.3 四节传送带系统工作要求.6 2.4 电气原理图和功效具体说明.7 2.4.1 四节传送带模拟试验面板图.7 2.4.2 输入/输出接线列表. .7 2.4.3 输入/输出接线图. . .83 S7-200指令系统及编程介绍.9 3.1 编程语言.9 3.2 四节传送带系统梯形图. .94 四节传送带系统调试.20 4.1 软件部分调试. . . .21
5、 4.2 硬件部分调试. .21 5 结束语.226 参考文件 .231、 概述1.1 PLC概述可编程逻辑控制器,PLC (Programmable Logic Controller),一个数字运算操作电子系统,是以微机处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来一个通用工业自动控制技术,它采取一类可编程存放器,用于其内部存放程序,实施逻辑运算,次序控制,定时,计数和算术操作等面向用户指令,并经过数字或模拟式输入/输出控制多种类型机械或生产过程。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高,成为现代工业控制三大支柱之一。1.1.1
6、 PLC历史在PLC问世之前,工业控制领域中是继电器控制站主导地位。继电器控制系统有着十分显著缺点:体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等,而PLC是从早期继电器逻辑控制系统发展而来。自1836年继电器问世,大家就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接,组成用途各异逻辑控制或次序控制。上世纪60年代末,它不停吸收微计算机技术使之功效不停增强,逐步适合复杂控制任务 。伴随微电子技术、计算机技术和数据通信技术飞速发展、微处理器出现,和步骤加工行业(如汽车制造业)对生产步骤快速、频繁变更需求,PLC技术出现并快速发展。现在,PLC在小型化、大型化、大容量、强功效等方面有了质飞跃,使早期
7、PLC从最初逻辑控制、次序控制,发展成为含有逻辑判定、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调整等功效现代PLC。不过,仍然沿用着次序扫描、程序控制等基础模式及CPU+通信+I/O基础结构。PLC之所以有生命力,在于它愈加适合工业现场和市场要求:高可靠性、强抗多种干扰能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它输入输出端更靠近现场设备,不需添加太多中间部件或需要更多接口,这么节省了用户时间和成本。PLC下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端通常是面向用户微型计算机。PLC很多优点确定了其在工业中广泛应用。1.1.2 PLC关键功效 1、控制功效。包含次序控制、
8、逻辑控制、定时、计数等。2、数据采集和输出。 3、输入/输出接口调理功效。含有A/D、D/A转换功效,经过I/O模块完成对模拟量控制和调整,含有温度、运动等测量接口。 4、数据处理功效。包含基础数学运算、比较、对字节运算、PID运算、滤波等。 5、支持人机界面功效。提供操作者以监视机器/过程工作必需信息。许可操作者和PC系统和其应用程序相互作用,方便作决议和调整,实现工业计算机分散和集中操作和监视系统。 6、通信、联网功效。现代PLC大多数全部采取了通信、网络技术,有RS232或RS485接口,可进行远程I/O控制,多台 PLC可相互间联网、通信,外部器件和一台或多台可编程控制器信号处理单元之
9、间,实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转移、监视和诊疗。在系统组成时,可由一台计算机和多台PLC组成“集中管理、分散控制”分布式控制网络,方便完成较大规模复杂控制。通常所说SCADA系统,现场端和远程端也能够采取PLC作现场机。 7、编程、调试等,而且大部分支持在线编程。 1.1.3 PLC关键特点1、结构形式多样,模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床,组合式适于集控制系统。最少PLC只有6点,而ABControlLogix系统容量达128000点。2、可靠性高。PLCMTBF通常在4000050000h以上,有在10-20万h,且全部有完善自诊疗功效。3、编程方便。控制含有极大灵
10、活性。PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业工控设备。它接口轻易,编程语言易于为工程技术人员接收。梯形图语言图形符号和表示方法和继电器电路图相当靠近,只用PLC少许开关量逻辑控制指令就能够方便地实现继电器电路功效。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4、功效强大。PLC发展到今天,已经形成了大、中、小多种规模系列化产品。能够用于多种规模工业控制场所。除了逻辑处理功效以外,现代PLC大多含有完善数据运算能力,可用于多种数字控制领域。多年来PLC功效单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等多种工业控制中。加上PLC通信能力增强
11、及人机界面技术发展,使用PLC组成多种控制系统变得很轻易。5、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境和电磁干扰环境。 6、安装、维修简单。和DCS相比,价格低。PLC用存放逻辑替换接线逻辑,大大降低了控制设备外部接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护也变得轻易起来。更关键是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量生产场所。 7、 目前PLC产品紧跟现场总线发展时尚。1.1.4 PLC网络通信 PLC通信包含PLC之间、PLC和上位计算机之间和PLC和其它智能设备间通信。PLC系统和通用计算机能够直接或经过通信处理单元、通信转接器相连组成网络,以实
12、现信息交换,并可组成集中管理、分散控制分布式控制系统,满足工厂自动化(FA)系统发展需要,各PLC系统或远程I/O模块按功效各自放置在生产现场分散控制,然后采取网络连接组成集中管理分布式网络系统。 现在各厂商全部主推各自总线标准,如西门子Profibus、A-B ControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其组成“集中管理、分散控制”分布式控制方法是十分类似。如ROCKWELL(A-B)推出了“全方位自动化”理念,推荐三层网络结构,即1)设备层(DeviceNet为代表);2)控制层(ControlNet为代表);3)管理层(EtheNet)。 1.2 四节传送带系统历
13、史 1.2.1 四节传送带系统起源 17世纪中,美国开始应用架空索道传送散状物料;19世纪中叶,多种现代结构传送带输送机相继出现。 皮带式传送带设备1868年,在英国出现了皮带式传送带输送机;1887年,在美国出现了螺旋输送机;19,在瑞士出现了钢带式输送机;19,在英国和德国出现了惯性输送机。以后,传送带输送机 受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步影响,不停完善,逐步由完成车间内部传送,发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间物料搬运,成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺乏组成部分。 1.2.2 四节传送带系统发展 未来传送带设备将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量
14、消耗、降低污染等方面发展。 大型化包含大输送能力、大单机长度和大输送倾角等多个方面。水力输送装置长度已达440公里以上带式输送机单机长度已近15公里,并已出现由若干台组成联络甲乙两地“带式输送道”。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料更完善输送机结构。 扩大输送机使用范围,是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质环境中工作,和能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料传送带设备。 本论文设计了一个多级皮带传输系统,它多用于处于复杂地形大型工业厂矿。系统采取可编程控制器(PLC)做下位机控制,上位机则采取工业通用组态软件“组态王”设计控制界面,并最终完成上下位机通信以达成直观方便控
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