PLC课程设计-皮带.doc

课 程 设 计

学　 　 期：2014~2015学年 第一学期
课 程 名 称： 综 合 训 练
年 级： 2012级
专 业： 机电一体化技术
班 级： 机电1201
学 号: 201211061128
学 生 姓 名： 郑凯能
院 系：机械工程与电气自动化学院
日 期： 2014.11.11

皮带系统PLC控制
随着工业发展和工业改革的不断深入，工厂和企业开始使用生产线来生产，在大大节省效率的同时也节省了生产成本!那么如何让快捷方便的去控制生产线上的皮带呢？这也成为了人们考虑的重点，无疑PLC是完美的选择。行为PLC具有 通用性强、使用方便、适应面广、安全可靠、抗干扰能力强、编程容易等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制方面具有突出优势。

一、 控制要求

如图所示，需要控制装置为给料机，1#皮带轮、2#皮带轮、3#皮带轮。达到物料从给料机出来送到料仓不漏料完全送到料仓的要求。

1．系统的控制要求：
A.启动控制
逆流方向启动。即启动按钮按下，PLC的程序按照：
3#皮带启动 延时1 2#皮带启动延时2 1#皮带启动 延时3 给料机启动的顺序，进行控制。

B.停车控制
顺流方向停车。即停车按钮按下，PLC的程序按照：
给料机停车 延时4 1#皮带停车 延时5 2#皮带停车 延时6 3#皮带停车的顺序，进行控制。

这样的控制，目的有以下几个：
1） 可以避免设备同时启动时，因启动电流太大而对电网的冲击，造成设备启动失败（注：一台变压器下的电网，当其供电电流太大时，将会使该电网电压降低，从而使接触器线圈，因电压降低而产生的电磁吸力不够，使接触器不能吸合，电机的供电主电路失电停车）。当采用设备按时间顺序，分别启动，可有效的躲过电机启动时的电流冲击。

2） 逆流方向启动。可以防止因设备故障而造成的堆料现象（注：如果先启动给料机，而1#皮带为停车现象，则给料机送出的原料，将被堆放在1#皮带上,这被认为是一种故障）。

3） 启动时各设备的延时时间，应该按照设备电机功率的大小设定 设备功率大的时间长一些，小的短一些（见表二）

4） 顺流停车，其目的也是为了产生堆料现象。即设备全部停车后，各皮带上因该没有原料。

5） 顺流停车时，各皮带延时的时间，应该按照皮带的大小（长短），进行设定。皮带长的应延时时间长一些，反之短一些（见表二），以确保皮带上的原料能全部送完。

C.故障控制
按物流方向，故障点以上的设备，立刻停车；故障点以下的设备按停车顺序，进行停车。例如，当1#皮带故障发生时，1#皮带和给料机立刻停车；2#皮带延时28秒（2#皮带送料时间）后停车；3#皮带在2#皮带停车16秒（3#皮带送料时间）后停车。依次类推。

D.故障类型
1）过载 由热继电器给出
2）接触器故障 由接触器的辅助触点给出
3）跳闸 由断路器（空气开关）的辅助触点给出

E.紧急停车
系统设有紧急停车按钮。一旦该按钮按下，后，所有设备应立刻停车（注：停车按钮是一种保持型常开触点开关，一但按下，该触点闭合并保持闭合状态不变，除非人工采取其他方法方可复位，使急停按钮信号断开）

F.自动许可信号
每台设备，设有一个选择开关。当这个开关打在就地方式位置时，表明该设备正处于检修状态，不允许PLC系统启动并
控制设备运行。只有当给料机、1#、2#和3#皮带的4个选择开关都打到备妥（或集控）位置（状态）时,系统允许PLC控制。按下启动按钮后，PLC可进行上述控制。否则，按下启动按钮后，PLC的程序应闭锁其控制。
G.各种指示灯
1）设备正常运行 由接触器的辅助触点控制
2）过载指示 由相应的继电器触点控制
3）跳闸指示 由PLC输出控制（须设计相应的程序）
.4) 接触器故障 由PLC输出控制（须设计相应的程序）
附表

表一
设备
1#皮带
2#皮带
3#皮带
给料机
电机功率
11KW
110KW
55KW
2.2 KW
电机电压
380V
380V
380V
380V
电机电流
23A
210A
110A
5.4A
启动方式
直接启动
直接启动
直接启动
直接启动

表二
设备
1#皮带
2#皮带
3#皮带
启动时间
5秒（延时3）
15秒（延时2）
10秒（延时1）
送料时间
8秒（延时4）
28秒（延时5）
16秒（延时6）

二、 系统电路图

4．相关电器元件型号参考表

1） 断路器
DZ20Y系列断路器 瞬间10xIe
型号
规格
型号
规格
DZ20Y-100/3300 100
100A
DZ20Y-225/3300 125
125A
DZ20Y-100/3300 80
80A
DZ20Y-225/3300 160
160A
DZ20Y-100/3300 60
60A
DZ20Y-225/3300 180
180A
DZ20Y-100/3300 50
50A
DZ20Y-225/3300 200
200A
DZ20Y-225/3300 100
100A
DZ20Y-225/3300 225
225A

DZ47-63 3级 动力用微型断路器
型号
规格
型号
规格
DZ47-63 D50 3P
50A
DZ47-63 D20 3P
20A
DZ47-63 D40 3P
40A
DZ47-63 D16 3P
16A
DZ47-63 D32 3P
32A
DZ47-63 D 9 3P
9A
DZ47-63 D25 3P
25A
DZ47-63 D 6 3P
6A

DZ47-63 2级 照明用微型断路器
型号
规格
型号
规格
DZ47-63 C50 2P
50A
DZ47-63 C16 2P
16A
DZ47-63 C40 2P
40A
DZ47-63 C 9 2P
9A
DZ47-63 C32 2P
32A
DZ47-63 C 6 2P
6A
DZ47-63 C25 2P
25A
DZ47-63 C 3 2P
3A

1） 接触器
型号
主触点电流
型号
主触点电流
CJ20-20
20A 380V /220V
CJ20-160
160A 380V /220V
CJ20-40
40A 380V /220V
CJ20-200
200A 380V /220V
CJ20-60
60A 380V /220V
CJ20-260
260A 380V /220V
CJ20-100
100A 380V /220V
CJ20-400
400A 380V /220V

2） 热继电器
型号
电流整定范围
型号
电流整定范围
JRS4-09310d
4—6A
LR9F5357
30—50A
JRS4-09312d
5.5—8A
LR9F5369
90—150A
JRS4-25322d
18—25A
LR9F5371
132-220A
JRS4-40353d
23—32A
LR9F7375
200-330A

3） 塑皮铜软线导线规格
型号
导体截面规格
型号
导体截面规格
BVR 2.5
2.52 10A
BVR 25
252 80-100A
BVR 4
4.02 15A
BVR 35
352 100-150A
BVR 6
6.02 20A
BVR 50
502 150-200A
BVR10
102 30A
BVR 70
702 200-280A
BVR16
162 60A
BVR 95
952 300-400A
plc的设置
2输入输出分配
一、1I/O分配
输入

输出

启动
X0
DT
Y0
急停
X1
M1
Y1
满仓信号
X2
M2
Y2
空仓信号
X3
M3
Y3
故障启动
X4
M4
Y4
二、外接线图

三、顺序功能图的设计
1）发分步、划分步

1.将整个工作过程按工序分解
正常启动
初始状态S0
M1启动 S20
DT启动 S21
M2启动 S22
M3启动 S23
M4启动 S24

故障启动
M4启动 S25
M3启动 S26
M2启动 S27
M1启动 S28
DT启动 S29

正常停止
DT停止 S30
M1停止 S31
M2停止 S32
M3停止 S33
M4停止 S34

2）动作的确定
2.对应每一步的动作
正常启动
S0
S20 Y1为ON M1转动
S21 Y0为ON DT转动
S22 Y2为ON M2转动
S23 Y3为ON M3转动
S24 Y4为ON M4转动

故障启动
S25 Y4为ON M4转动
S26 Y3为ON M3转动
S27 Y2为ON M2转动
S28 Y1为ON M1转动
S29 Y0为ON DT转动
正常停止
S30 Y0为OFF DT停止
S31 Y1为OFF M1停止
S32 Y2为OFF M2停止
S33 Y3为OFF M3停止
S34 Y4为OFF M4停止

3）转换条件的确定
S0 PLC上电之初由初始脉冲M8000与开关P0
S20 X12给空仓信号
S21 T0的常开触点
S22 T1的常开触点
S23 T2的常开触点
S24 T3的常开触点
S25 X13给故障信号
S26 T5的常开触点
S27 T6的常开触点
S28 T7的常开触点
S29 T8的常开触点
S30 X11给满仓信号同时X2给正常停止信号
S31 T10的常开触点
S32 T11的常开触点
S33 T12的常开触点
S34 T13的常开触点
S0 T14的常开触点

顺序功能图

步进梯形图

指令表

四、系统的调试
1输入程序，按前面介绍的程序输入方法，用手持式编程器(或计算机)正确输入程序。
2．静态调试，按图7.3所示的系统接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试，并通过手持式编程器(或计算机)监视，观察其是否与控制要求一致，否则，检查并修改、调试程序，直至指示正确。
3．动态调试，按图7.3所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，先调试手动程序，后调试自动程序，观察指示灯能否按控制要求动作，并通过手持式编程器(或计算机)监视，观察其是否与控制要求一致，否则，检查线路或修改程序，直至指示灯能按控制要求动作。

五、总结
本论文设计的是一套基于PLC的供料系统，该设计主要是针对供料系统正常情况下系统启动和停止环节的顺序控制方案的解决。当系统接收到顺序启动信号时，由于设备处于同一个电网中及工艺过程的实际需要，先启动冶炼炉然后依次启动直至给料器启动完毕时整个启动过程完毕。顺序停止过程也类似，先停止给料器最后停止冶炼炉
当某单体设备需要临时检修时，系统将跳入执行手动停止子程序，在此手动停止子程序中，为了避免堆料现象发生应先停止该单体设备之前应顺序停止的设备然后再停止此设备。又当某单体设备处出现紧急意外情况时，系统将跳入执行紧急停止子程序，因为是紧急停止，所以在此紧急停止子程序中，就不像手动停止那样依次停止设备后再停止该设备，而是该设备及其之前应按顺序停止的设备同时停止，这样实现了最短时间内停止的问题，减小意外发生的程度。且意外发生按下紧急停止时，有相应的输出端口输出信号来启动报警指示灯，这样达到了报警的控制效果。
课程设计作为本科阶段的一个最重要的理论和实际相结合的学习过程，是检测自己对本专业知识及技能理解与掌握的综合汇总。设计中我发现自己学习还有欠缺，知识面有待提高，实际应用能力有待提高。在以后的工作和生活中，我会不断的完善自己，争取获得更好的成绩。

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