基于plc的皮带运输控制系统毕业设计

基于ＰＬＣ控制的皮带运输机组态控制系统设计　杨红　李生明　（清远职业技术学院机电工程学院）　摘要：本文以皮带运输机传统的继电控制系统为研究对象，应用可编程　控制器（ＰＬＣ）来实现相应的程序启动和故障检测等控制要求。根据皮带运输　机传统的继电控制工艺流程特点，利用三菱ＦＸ２Ｎ系列的ＰＬＣ设计了程序，　并在组态软件平台上进行现场模拟演示。通过三菱ＦＸ２Ｎ系列的ＰＬＣ和　ＭＣＧＳ组态软件的结合，实现皮带运输的自动控制，以提高生产效率，使皮　带运输过程更加安全。　关键词：皮带运输机自动控制ＰＬＣ　ＭＣＧＳ　Ｏ引言　皮带运输机是一种依靠摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，　可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间　形成一种物料的输送流程。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、　露天采矿场及选矿厂中广泛应用水平运输或倾斜运输，用于运送生　产原料和产品。传统的控制装置大部分采用继电器联锁控制方式，个　别在车间或工厂采用ＰＬＣ装置。采用ＰＬＣ构成的控制系统，小到单　机控制，大到与计算机一起形成车间级以上的自动化控制系统。组态　软件的使用为生产流程的可视化和集中化管理提供了可能，当应用　场合很大而各种生产传输环节又紧密联系时，通过组态软件与ＰＬＣ　装置组成的各种系统相结合，观看到整个系统的运行情况与运行状　态。　本文以码头货船装料（如花生、大豆等细小颗粒状物品）用的　皮带运输机系统为研究对象，并对该系统运用ＰＬＣ控制的程序和　实验情况予以介绍。采用ＰＬＣ控制的多级皮带系统采用模块化的　设计理念，当需要扩充或减少皮带的级数时，只需要在ＰＬＣ接线处　增加或减少ＰＬＣ模块。另外，采用ＰＬＣ控制的多级皮带系统的结　构比常规的继电控制系统硬件结构也大为简化，由于采用的是“软　接线”的程序控制，可以不必理会繁杂的硬件接线图，故系统的可　靠性和灵活性都大为提高，降低系统电机的故障率，进而提高企业　的经济效益。　１四级皮带运输系统的控制要求　１．１料罐进料、放料由电　磁阀Ｗ１和ＹＶ２控制，当料罐　中的料位低于下料位监测点　ＳＱ４时，进料阀Ｗ１自动动作，　向料罐中进料；当料位高于上　料位监测点ＳＱ３时，进料阀　ＹＶ１自动关闭。料罐系统为一　个进程，始终可以保持相当数　量的物料，以便为快速装车做　准备。　１．２当装料小车到达装车　点时，装车位开关ＳＱ１接通，　此时黄灯亮起，同时机械手准　备。　１．３按下起动按钮ＳＢ１，　黄灯闪，２ｓ后，黄灯灭，同时皮　带４起动。再过２ｓ后皮带３起　动，再过２ｓ后皮带２起动，再　经过２ｓ后皮带１起动。再过　２ｓ后，放料阀ＹＶ２动作，进行　放料。同时，机械手开始采样。　１．４机械手采样的时间及　流程设定为，机械手左移５ｓ达　到左限位开关并开始下行，５ｓ　后到达下限位开关停止下行，　经过２ｓ夹紧样品后，机械手上　２６１　行，５ｓ后达到上限位开关停止上行并开始右行，５ｓ后达到右限位开　关停止右行并开始下行，５ｓ后到达下限位开关，停止下行并松开样　品，２ｓ后机械手上行，经５ｓ后机械手达到上限位开关（原点），机械　手停止，为下次采样做准备。　１．５在机械手采样的同时，小车开始装料，当小车装满后达到规　定重量时，ＳＱ２动作，放料阀Ｗ２自动关闭。之后每隔２ｓ依次停皮　带１、皮带２、皮带３和皮带４。同时，当机械手采样完成后，再次按下　启动按钮，机械手暂停，为下次采样做准备。　１．６在皮带Ｔ一４全部停止并且没有停止按钮和急停按钮按下　的情况下，绿灯亮，表示可以开车；而在皮带１—４运行时，或有停止　按钮和急停按钮按下的情况下红灯亮，表示不能开车。　１．７按下停止按钮ＳＢ２，放料阀Ｗ２关闭之后每隔２ｓ依次停　皮带１、皮带２、皮带３和皮带４。　１．８按下急停按钮ＳＢ３，放料阀和皮带同时停止。　１．９当某台皮带机发生故障时，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２ｓ延时后，Ｍ３停，再过２ｓ后Ｍ４停。　１．１Ｏ用指示灯显示各电磁阀、行程开关、按钮和皮带的运转状　态。　１．１１用４个数码管显示从放料阀打开到关闭的时间，以秒为单　位。当小车重新回到装车点时，显示清零。　２四级皮带运输系统的总体设计思路　从控制要求中可以看到，系统启动后可看作是三个进程同时　进行：料罐采用的是自动检测，自动加料控制，仅是放料阀与皮带　程序相关，因此，料罐的编程可单独列为一个进程：机械手采样系　统也是在启动后自动运行，也可单独列为一个进程：四级皮带运行　是本系统的第三个进程，同时也是主要进程，因为电机的故障检测　发生在这个进程里面。从上述分析中可知本系统的原理结构如下　图１所示：　表１　输入端子　功能说明　外部器件　输出端子　功能说明　外部器件　Ｘ１　启动按钮　ＳＢ１　ＹＯ—Ｙ１７显示装车时间输出　×２　停止按钮　ＳＢ２　ＹＯ—Ｙ３　右～数码管显示　Ｘ３　急停按钮　ＳＢ３　Ｙ４一Ｙ７　右二数码管显示　Ｘ４　小车限位开关　ＳＱ１　Ｙ１０一Ｙ１３　右三数码管显示　Ｘ５　小车重量限位开关　ＳＱ２　Ｙ１４一Ｙ１７　右四数码管显示　Ｘ６　料罐上限位　ＳＱ３　Ｙ２０　黄灯，小车到位指示灯　Ｘ７　料罐下限位　ＳＱ４　Ｙ２１　皮带１正常运转指示灯　Ｘ１０　机械手左限位　Ｙ２２　皮带２正常运转指示灯　×１１　检测Ｍ１出现故障按钮，使Ｍ１停止运转　ＳＱ５　Ｙ２３　皮带３正常运转指示灯　×１２　检测Ｍ２出现故障按钮，使Ｍ２停止运转　ＳＱ６　Ｙ２４　皮带４正常运转指示灯　Ｘ１３　检测Ｍ３出现故障按钮，使Ｍ３停止运转　ＳＱ７　Ｙ２５　料罐放料指示灯　Ｗ２　×１４　检测Ｍ４出现故障按钮，使Ｍ４停止运转　ＳＱ８　Ｙ２６　绿灯，装料完成，小车可以正常开走　×１５　机械手右限位　Ｙ２７　红灯，有故障出现，小车不可以开走　×１６　机械手上限位　Ｙ３０　进料开关指示灯　Ｙｖ１　×１７　机械手下限位　Ｙ３１　机械手下行指示灯　Ｘ２０　机械手手动夹紧开关　Ｙ３２　机械手夹紧指示灯　Ｘ２１　机械手手动放松开关　Ｙ３３　机械手上行指示灯　Ｘ２２　机械手手动上移开关　Ｙ３４　机械手右行指示灯　Ｘ２３　机械手手动下移开关　Ｙ３５　机械手左行指示灯　Ｘ２４　机械手手动右移开关　Ｘ２５　机械手手动左移开关　Ｘ２６　机械手启动按钮　Ｘ２７　机械手停止按钮　Ｘ３０　机械手手动程序开关　Ｘ３１　机械手自动执行程序开关　Ｘ３２　

电信学院毕业设计开题报告

姓 名 专业 控制工程基地班（电气） 班级 控制工程基地班11级2班

学 号 指导教师 题目类型 工程设计

题 目 小型灌溉抽水泵站PLC自动控制系统设计

一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，如实说明选题目的、意义，列出主要参考文献）

1.技术背景

随着科技的飞速发展，数字化和智能化也越来越多的应用到农业生产上。我国是一个水资源不甚丰富的农业大国，要想合理发展农业提高农业生产率，现代科技的作用尤为重要，灌溉自动化与监控系统便应运而生。灌溉自动化既可以实现节水灌溉解决用水困难的现状，又可以减轻人工浇灌的劳动强度提高生产率。以往的农业生产中更多的是依靠人工的或自然的力量来进行浇灌和监控，非常消耗体力且增加劳动强度不说，在量上也很难把控，生产率也一直很低。我国作为一个有着将近14亿人口的大国，有着将近世界五分之一的人口，同时土地资源又十分匮乏根本达不到自给自足，所以中国的粮食问题一直都是世界关注的焦点。在这种尴尬的境况下，提高粮食的生产率是迫在眉睫的。所以，农业自动化数字化是势在必行的。

小型泵站在城市建设、防洪排涝、灌溉、水利等领域的应用中占有相当大的比例。以前采用传统的单机控制和集中控制方式，运行管理成本较高。采用可编程控制器PLC控制，可以通过设定运行程序对泵站进行运行监控，既可以降低运行费用，又可以提高小型泵站的自动化程度。将其运用到灌溉领域便可实现灌溉自动化。

2.设计依据

本设计中是通过利用PLC控制系统控制水泵运行来达到实时灌溉的目的。可编程逻辑控制器PLC是以微处理器为基础，自带有控制逻辑顺序、定时、数据处理和计算能力等功能，综合了计算机、自动控制和通信等技术的一种新型工业控制装置，它具有结构简单、编程方便、可靠性高、使用灵活等优点，是现代工业的重要基础设备之一。PLC是靠执行用户程序来实现控制要求的。PLC用户程序的执行主要采用循环扫描的工作方式，在系统软件的控制下，顺序扫描个输入点的状态，按照用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个工作过程包括3个阶段：输入采样、执行用户程序、输出刷新。小型PLC自动控制系统控制的抽水泵站不仅能合理、高效的完成灌溉，且可靠性高、耗能低，是最理想的控制系统。

基于plc的皮带运输机控制系统设计毕业设计

近年来，工业自动化技术在各行业中广泛应用，其中皮带运输机控制系统也越来越受到注重。本文将针对这一问题进行探讨，重点介绍基于PLC的皮带运输机控制系统设计方案。

一、系统设计基础

皮带运输机是一种广泛应用于工厂、码头、矿山等场所的物料输送设备。其工作原理是将被输送的物品放到皮带上，通过电机带动皮带转动，实现物品的运输。控制皮带运输机的核心是设计一个控制系统，使得皮带运输机能够高效、稳定地工作。

二、设计要素

1. 控制器的选型

PLC是工控系统中较为常见的一种控制器，其优点是稳定性高、易于编程、可扩展性强。在控制系统中，PLC选型要考虑运输机的规模、负荷、环境等因素，使其能够满足对控制精度、反应速度和实时性等方面的要求。

2. 控制系统的组成

控制系统主要由传感器、执行器、中央处理器（CPU）、输入/输出模块（I/O模块）等组成。传感器负责检测物品的位置、速度、重量等信息，执行器则完成控制信号的输出。CPU负责控制整个系统的运行，进行指令的处理和数据的传输，I/O模块则连接所有设备，进行信号的输入和输出。

3. 控制系统的程序设计

在设计控制系统的程序时，应根据实际情况编写适当的控制程序，例如确定启动、停止、加速、减速的条件和时机；设计皮带运输的速率、位置控制程序；编写报警程序，实现故障检测和报警。

4. 系统的安全设计

在皮带运输机的控制系统中，安全设计是至关重要的一个环节。如在触及限位开关的情况下，皮带运输机应该立即停止，以保证设备不会出现安全隐患。

三、总结

基于PLC的皮带运输机控制系统设计，是一个多方面的工程，需要综合考虑机械、电气、控制等多个方面的因素。在设计过程中，应该注重各项技术设计方案的协调与整合，以实现控制系统的完美运转。

编号：（ ）字 号

本科生毕业设计

题目： 基于PLC的皮带集中控制系统设计

姓名： 学号：

班级： 电气工程及其自动化04-4班

二〇〇八年六月

中国矿业大学毕业论文任务书

学院 应用技术学院专业年级 学生姓名

任务下达日期： 2008 年 3 月 15 日

毕业论文日期： 2008 年 3 月 15 日至 2008 年 6 月 10 日

毕业论文题目：基于PLC的皮带集中控制系统设计

毕业论文专题题目：

毕业论文主要内容和要求：

1 了解煤矿皮带运输系统运行工艺；

2 针对某一煤矿皮带运输的实际情况，设计一种基于PLC的皮带集中控制系统；

3 用AUTOCAD绘制系统的相关图纸；

4 用PLC语言编制控制系统软件；

5 翻译电气自动化方面的专业英文资料约3000字。

院长签字： 指导教师签字：

煤矿的运输系统对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。提高了运输系统的

监测和控制水平。

SIEMENS的S7-300系列PLCCoal transport system to ensure normal production of

mine played a very important role. In order to guarantee coal mine safety and reliable

operation of the transport system, the belt conveyor to focus on surveillance and control

is necessary. In this paper, the Xinjiang Hami Coal Mine inclined conveyor belt and the