PLC四节传送带的模拟控制课程设计

电气工程学院课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期）课程名称：可编程序控制器题目：四节传送带的模拟控制学生姓名：学号：1、课程设计目的可编程序控制器，英文全称Programmable Controller,简称PLC。

它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC式微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，有照顾到了现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC应用于生产实践之中。

（1）了解普通轧钢机的结构和工作工程。

（2）弄清有哪些信号需要检测，写明各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。

（3）弄清有哪些执行机构，写明从PLC到个执行机构的各输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。

（4）绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。

（5）编制PLC的程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。

2、实验内容2.1控制要求起动后，先起动最末的皮带机，1s后再依次起动其它的皮带机；停止时，先停止最初的皮带机，1s后再依次停止其它的皮带机；当某条皮带机发生故障时，该机及前面的应立即停止，以后的每隔1s顺序停止；当某条皮带机有重物时，该皮带机前面的应立即停止，该皮带机运行1s后停止，再1s后接下去的一台停止，依此类推。

四节传送带PLC控制系统设计设计湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic类别毕业设计题目四节传送带PLC控制系统设计系名称电气工程系专业及班级机电S2012-8班学生姓名冯奇学号09指导教师张老师摘要可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

现今的社会，科技发展迅速，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的发展息息相关，这些高新技术推动了PLC的发展。

今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的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、控制领域的应用中独占鳌头。

本四级传送带电路采用PLC为控制核心，具备顺序起动和顺序停止功能，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止的自动控制等功能。

利用本次设计，初步掌握PLC的基本控制功能，学会运用PLC，控制基本工业控制。

关键词：PLC 传送带皮带机控制技术基于PLC控制四节转送带设计目录摘要 (1)前言 (3)第1章；四节传送带的说明 (5)1.1 PLC概述…………………………………………………….5-61.2 四节传送带的发展………………………………….1.3 四节传送带的概述……………………………………….6-8 第2章；材料的选择及清单 52.1 PLC的选型 (5)2.2 电器元件的选择 (5)第3章；系统的硬件设计 (6)3.1 主电路设计 (6)3.2 I/O分配表及接线图 (7)3.3 梯形图设计 (8)3.4 指令语句表程序 (13)3.5 系统调试 (18)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (22)前言随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。

1 总体设计思路本次课程设计的题目是四节传送带的PLC控制，其模拟实验面板图如下：题目要求对四台电动机M1、M2、M3、M4实现顺序起动、顺序停止和过载保护。

我们对题目及要求进行分析，采用顺序控制设计法。

首先进行I/O分配，然后跟据输入、输出的个数选择合适的PLC，其次画出顺序功能图，再根据顺序功能图画出对应的梯形图。

最后进行调试，看调试结果与题目要求是否一致，如果不一致，再对顺序功能图或梯形图进行修改，直至调试成功。

2 西门子S7-200的简介2.1 S7-200系列PLC概述西门子S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列和CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号，其主要技术规范如表2-1所示。

表2-1 S7-200CN CPU主要技术规范2.2 扩展模块扩展单元没有CPU，作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单元连接使用，不能单独使用。

连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。

S7-200的扩展模块包括数字量扩展模块，模拟量扩展模块，热电偶、热电阻扩展模块，通信模块，称重模块，位置控制模块等。

数字量、模拟量扩展模块分别如表2-2、表2-3所示。

表2-2 数字量扩展模块类型型号各组输入点数各组输出点数输入扩展模块EM221 EM221 24V DC输入4，4 ——EM221 230V AC输入8点相互独立——表2-3 模拟量扩展模块2.3 S7-200的编程元件1. 输入过程映像寄存器（输入继电器）I●编号范围：I0.0--I15.7●功能：专门用来接收从外部开关发来的信号。

●几点说明：①只能由外部信号所驱动，不能在内部由程序指令来驱动。

②梯形图中只能出现输入继电器的触点，而不能出现输入继电器的线圈。

③可提供无数对常开、常闭触点供内部使用。

2. 输出映像寄存器（输出继电器）Q●编号范围：Q0.0--Q15.7●功能：专门用来将输出信号传送给外部负载。

设计说明书《可编程控制器》课程设计学院：学号：专业（方向）年级： 10机械学生姓名：福建农林大学金山学院信息与机电工程系2013年 3月 1 日可编程控制器课程设计说明书（一）设计题目四节传送带的模拟（二）情况简介利用SETP-7软件编写软件程序，应用S7-200PLC控制四节传送带系统的硬件电路，并利用梯形图控制程序设计，通过控制S7-200PLC的定时继电器的功能来实现四条皮带的运行。

（三）设计要求有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：启动时先起动最末一条皮带机，经过1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，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。

当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。

例如M2故障，M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。

当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。

例如，M3上有重物，M1、M2立即停，过1秒，M3停，再过1秒，M4停。

（四）程序设计1.I/O分配表输入M1故障M2故障M3故障M4故障启动按钮停止按钮接线I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 输入A上重载B上重载C上重载D上重载接线I0.6 I0.7 I1.0 I1.1输出电机M1 电机M2 电机M3 电机M4Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.32.流程图3.外部接线图4.梯形图（五）调试1.调试遇到的问题（1）按下启动按钮I0.4之后程序开始运行，刚开始M1开始工作，相隔一秒之后其他的电机也开始工作，由于电机开启时间相隔一秒有点短很难看出程序是否错误。

解决：把定时器的时间改成3秒，调试无误后再把时间改成课题要求的1秒（2）本个程序用到太多的TON定时器，在命名定时器时成大于T37开始命名到T64忽略了分辨率的不同，致使进行仿真实验时电机关闭的时间与课程设计的要求不一样。

实训15 四节传送带的模拟控制一、实训项目描述如图1-1所示为四节传送带的模拟控制示意图：图15-1 四节传送带的模拟控制示意图四节传送带的具体控制要求如下：（1）SB1为四节传送带启动按钮，SB2为停止按钮，A、B、C、D分别为四台电动机的故障检测开关，当电机出现故障时，相应的检测开关闭合，表示该电机出现故障。

（2）启动后，先起动最末的皮带机(M4)，1s后再依次起动其它的皮带机；停止时，先停止最初的皮带机(M1)，1s后再依次停止其它的皮带机；当某条皮带机发生故障时，该机及前面的应立即停止，以后的每隔1s顺序停止。

请根据上面的控制要求，编写PLC控制程序并进行电路的连接与调试。

二、任务目标1. 理解四节传送带控制系统的控制思路，列出控制系统I/O分配表，并做简要的控制思路分析，设计出控制电路图。

2. 熟练掌握基本指令编程方法，能利用基本指令编写四节传送带模拟控制系统的控制程序。

3. 做出指令表程序，掌握电路调试的方法。

三、器材准备对照下表15-1，清点完成四节传送带电路连接与调试任务需要的器材。

表 15-1 四节传送带电路连接任务所需设备、工具、材料序号名称型号数量作用1 PLC模块FX2N-48MR 1块控制电动机、灯的运行2 按钮模块专配1个提供DC24V电源、操作按钮及指示灯3 电源模块专配1个提供三相五线电源4 熔断器与按钮模块专配1个电机短路保护5 电动机专配 4台 负载6 接触器与热继电器模块专配 4个 提供控制接触器及热继电器7 故障检测开关 专配 4个 模拟故障点 9 安全插接导线专配 若干 电路连接 10 扎带 Ø120mm 若干 电路连接工艺 11 斜口钳或者剪刀1把 剪扎带12 计算机 安装有编程软件1台 用于编写、下载程序等 13220V 电源连接线专配2条供按钮模块和PLC 模块用四、任务实施（一）建立I/O 分配表根据控制要求，分析任务并作出输入输出I/O 分配表，如表15-2所示。

课程设计任务书摘要现今的社会，科技发展迅速，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的发展息息相关，这些高新技术推动了PLC的发展。

今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的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、控制领域的应用中独占鳌头。

本四级传送带电路采用PLC为控制核心，具备顺序起动和顺序停止功能，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止的自动控制等功能。

利用本次设计，初步掌握PLC的基本控制功能，学会运用PLC，控制基本工业控制。

[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的概述 (1)1.1.1 PLC的历史 (1)1.1.2 PLC的主要功能 (1)1.1.3 PLC的主要特点 (2)1.1.4 PLC的网络通信...................... .. (3)1.2 四节传送带系统的历史..................... .. (3)1.2.1 四节传送带系统的起源 (3)1.2.2 四节传送带系统的发展 (4)2 S7-200的系统功能概述 (5)2.1 PLC的基本结构 (5)2.2 PLC的工作原理 (6)2.3 四节传送带系统的工作要求 (6)2.4 电气原理图与功能详细说明 (7)2.4.1 四节传送带的模拟实验面板图 (7)2.4.2 输入输出接线列表......................................................... .. (7)2.4.3 输入输出接线图............................................................. ..... . (8)3 S7-200的指令系统及编程介绍 (9)3.1 编程语言 (9)3.2 四节传送带系统的梯形图........................................... . (9)4 四节传送带系统的调试 (20)4.1 软件部分调试..... ..................................................... .............. . (21)4.2 硬件部分调试........................................................................ . (21)5 结束语 (22)6 参考文献 (23)1、概述1.1 PLC的概述可编程逻辑控制器，PLC （Programmable Logic Controller），一种数字运算操作的电子系统，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的一种通用工业自动控制技术，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。

四节传送带PLC控制课程设计一设计背景和功能概述二电气原理图与功能详细分析说明三部分元件的说明四软件流程图五总结六源程序清单七参考文献四节传送带PLC控制系统设计一设计背景和功能概述可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。

从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。

目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

本课题是用PLC控制四节传送带。

用PLC控制传送带具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。

此系统主要能够实现顺次启动和停止，紧急故障处理等功能。

二电气原理图与功能详细分析说明按钮分配和实物模型如下：功能说明：四条皮带运输机的传送系统，分别用四台异电动机M1、M2、M3、M4（型号：JO2-41-4）带动，控制过程如下：启动时先按下SB1按钮，起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其他皮带机。

停止时按下SB2按钮，最前一条皮带机先停止，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。

PLC课程设计四节传送带的模拟
四节传送带模拟
传送带技术是一种广泛使用的生产装置，广泛应用于物流、食品、机械制造行业，用来运送物品、材料或任何重要信息，从而提高生产效率，减少劳动力成本。

四节传送带模拟（simulating-four-chained-conveyors）由四节相互连接的传送带装置所组成，每节传送带可以自由移动，起到转移物料的作用，传送速度、载荷均可调节，广泛应用在工业生产上。

四节传送带模拟的实现原理：使用PLC（程序控制器）和传感器（如光电、按钮），通过反馈调节四节传送带的运转情况，传感器感知物料或信息，输出信号驱动电机从而运转，起到转移物料的作用，同时可以进行物料计数，增强传送精准度。

1、使用PLC来控制电机，根据传送带的载荷情况及当前物料数量等，设置电机的U、V及W相控制；
2、在传输带上安装光电传感器，实时收集物料信息，通过反馈给PLC，给出每个节点的位置信息；
3、设置PLC的输出控制信号，控制传送带的每节电机的启动、停止及变速；
4、安装在进料点上的按钮，用于调节每节传送带上物料的数量，如有必要时，还可开启手动模式，使用人工参与调速；
5、安装在出料点上的按钮，用于实现物料在出料处的控制，是否停止传送。

综上所述，四节传送带的模拟借助PLC技术和传感器，借助按钮来实现模拟操控，配合调节设备可以实现四节传送带的运行及调节，进而提高生产效率，实现生产的自动化。