三级皮带运输机PLC控制系统的设计、安装与调试

（论文）保护功能齐全的三级皮带运输机作者金为维摘要在实践中通常应用到的三级皮带轮是单纯的运输工具，其电路是通过人工手动和半自动操作来完成整个系统的运行。

在电动机实际运行过程中，会遇到断相等其它特殊情况，而操作人员无法察觉，不能及时地进行检修，从而导致电动机毁损，对生产造成影响。

另外，在运输带的移动中，其载运的物体出现跑偏现象，而整个系统不能及时停止，使货物堆积，也造成影响。

为了解决断相、跑偏对生产造成的影响，我们对电路进行了重新设计。

最后用三菱可编程序进行了改造。

电路设计较为合理。

关键词：三级皮带电路设计电路保护PLC应用目录第一章绪论 (4) (4) (4)线路的基本原则 (4)1.4 设计线路应注意的问题 (5)设计要求 (5)第二章保护功能齐全的三级皮带顺序启动、逆序停止控制电路设计 (6)工作原理分析 (6) (7) (8)第三章 PLC的应用 (11)3.1 概述PLC的发展史 (11)3.2 PLC的应用和发展前趋势 (11)3.3 PLC的工作原理 (12)3.4 PLC的选型 (13)3.5 PLC的安装 (15)可编程控制器使用中注意的问题 (16)第四章程序设计的梯形图................................ .21第五章结论 .. (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1引言皮带运输机在工厂、码头、矿山等场所被广泛使用,我们仪征码头也有皮带运输机。

由于其生产设备陈旧，电路老化，导致生产过程中的设备的保护功能不全，故障率高，影响生产。

受码头管理处委托重新设计了一台功能较为全面的三级皮带运输机，我构思设想以下功能。

1．2 设计构思皮带机运输往往是一个整体，如果有一台电动机出现故障就会造成货物的堆积，影响生产。

所以，我们在设计保护功能齐全的三级皮带顺序启动、逆序停止控制电路设计时，预先考虑皮带机应具有以下功能：（1）顺序启动、逆序停止。

（2）具有短路、缺相、过载、急停功能为一体的保护功能。

皮带传输机的PLC控制摘要皮带传输机是一种连续、快速、高效的物料传输设备、广泛应用于煤炭、建材、化工、机械、轻工业的行业的物料传输系统。

随着经济的发展，皮带传输机的应用越来越广泛，皮带传输机的继电器控制系统因存在设备故障率高、可靠性低、体积大、维修和改造不方便等许多缺陷而逐步被淘汰。

就此文章介绍了一种新型的皮带传输机PLC控制系统，对PLC选型、I/O端子接线、程序设计和控制原理等方面进行了详细的阐述。

关键词：皮带传输机 PLC 控制系统设计目录第一章绪论 (1)§1.1 课程设计的要求 (1)§1.1.1已知情况 (1)§1.1.2工序及控制 (1)第二章皮带传输机控制系统 (2)§2.1皮带输送机的电控原理及控制要求 (2)§2.2传送系统的硬件选择 (2)§2.3 PLC的选择 (3)第三章皮带传输机PLC控制系统硬件电路设计 (6)§3.1 主电路设计 (6)§3.2 系统I/O分配 (6)§3.2.1 系统I/O点的设置原则 (6)§3.2.2 系统I/O分配表 (7)§3.3 PLC外部接线图 (7)第四章皮带传输机PLC控制系统软件设计 (9)§4.1 系统梯形图程序设计 (9)§4.2系统指令表 (14)总结 (19)参考文献 (20)第一章绪论§1.1 课程设计的要求§1.1.1已知情况某皮带运输传输系统由3台Y系列三相异步电动机驱动，电动机规格均为3KW，380V，6.8A，不平凡启动。

§1.1.2工序及控制（1）启动时先启动出料端（末端）皮带机M3，经过5s延时，再启动M2，经过5秒延时，再启动M1，即M3[启动]→5秒延时→M2[启动]→5秒延时→M1[启动] （2）停止是先停止进料端（首端）皮带机，待料运完后再次依次停止其他皮带机，即：M1[停止]→5秒延时→M2[停止]→5秒延时→M3[停止]。

Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 137【关键词】PLC 控制系统 皮带运输机 软硬件设计 安全生产推动煤炭运输技术发展，提高煤炭生产开发效率，是新时期社会发展提出的根本需求。

想要让国家实现绿色可持续发展，就必须要科学地进行能源开发，在满足能源需求的基础上，坚持绿色开采。

而皮带运输机PLC 控制系统的应用在提高效率、节约能源、降低成本等方面都发挥着重要作用，因此成为焦点之一。

1 煤矿皮带运输机PLC控制系统硬件设计皮带运输机本身的运输量较大、维护较为简单、操作便捷，在煤炭开采运输中，可以有效提高运输效率，降低运输成本。

但是在实际应用的过程中，皮带运输会出现跑偏、打滑、噪声、断裂等情况，将PLC 控制系统应用在皮带运输机中可以让系统更加完善，运行效果也会得到改善，生产运输安全也会得到保障。

首先，需要确定PLC 控制系统中使用的可编程控制器，本文选择的PLC 控制器为S7-200。

这种控制器最大的特点在于可以和其他网络进行连接，组建形成一系列复杂的控制系统，进而满足特定的功能需求。

然后，要对电机控制回路进行设计，在实际应用的过程中，可以使用两台三相异步电动机并联在三相电源上，然后利用的不同的电路控制两台电机的启动和关闭。

2 煤矿皮带运输机PLC控制系统软件设计在确定PLC 控制系统的硬件设备后，还要对系统软件进行设计，以此提高系统的灵活性。

2.1 地址分配设计I/O 地址分配是软件系统中最重要的部位，在大部分PLC 控制系统的编程说明中都针对这一软件设计进行了分析。

一般情况下，需要根据实际需求对PLC 的FO 点数进行估算，煤矿皮带运输机PLC 控制系统的设计与实现文/郭宁计算出确定数据后才能够购买对应型号的PLC 控制系统设备。

不同PLC 设备的电路连接方式不同，都是由FO 模块上的FO 地址分配确定的，FO 设备功能离不开FO 地址的分配。

皮带运输机电气控制系统设计任务书姓名：覃光吉专业：09机械1班设计课题：皮带运输机电气控制系统设计设计条件及要求：设计条件:（1）起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。

其起动顺序为：（2）停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。

其停止顺序为：（3）紧急停止：紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、YV全部同时停止。

（4）故障停止：运转中，当M1过载时，应使PD-1、PD-2、YV 同时停止。

当M2过载时，应使PD-2、YV同时停止；PD—1在PD-2停止后延迟10s后停止。

（5）M1和M2电机功率都是5.5KW。

设计要求: 1、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力；2、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点；3、熟练掌握基本逻辑指令的应用；4、绘制系统的主电路图、继电接触器控制线路图（一张）；5、编写设计说明书（一份）。

设计时间：自20**年**月**日至20**年**月**日设计指导人（签字）：_________________________教研室主任（签字）：_________________________年月日前言 (4)一、机床电气控制技术课程设计的目的 (5)二、设计的内容与步骤 (5)（一）设计的基本原则 (5)（二）设计的内容 (6)三、系统传动方式的确定 (6)（1）往复运动工作机构传动方式的确定 (7)（2）传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适 (8)（3）电动机起动方式的确定 (8)（4）电气系统的保护 (8)四电气控制方案的确定 (13)（一）电气逻辑控制装置的选择 (13)（二）控制方式的选择 (14)（三）系统动作要求 (15)（四）确定I/O点数及PLC的选型 (16)设计总结 (25)感谢信 (26)参考文献 (27)自动化控制技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展自动化控制技术更加日新月异。

三层传送带PLC控制系统设计
系统控制要求：
（1）单动与循环控制连锁,任何一个单动按钮“ON”，循环控制不能建立,反之，如果循环控制已建立，单动按钮的动作对循环操作没有任何影响。

（2)当“手动/循环”旋转按钮置“手动”位置时,方可对单机进行单动.
（3）如当2#皮带出现故障时，1#皮带必须紧停，3#皮带可以保持运行,当故障解除,复位,按“启动”按钮，2#机可直接起动，当2#机起动完毕，再延时起动3、4#机。

（4)对于短路等,故障解除，按“复位"按钮,故障锁存复位，未循环起动按钮/旋转单动按钮,皮带不会自行起动.
(5）循环控制时，如果某台皮带起动失败，则其上游设备不能启动，下游设备可保持运行状态。

（6）设声、光报警。

光报警闪烁。

（7)不论循环控制还是单动控制，集中控制紧停按钮均起作用。

由系统控制要求，可有如下工作原理示意图:
物
料
PLC控制系统程序设计：(1）根据控制要求，有输入和输出表：：
（2）由控制要求,可有PLC接线图：
（3)由控制设计的要求,可有外部电机接线图：
有上设计，可有传送带的PLC控制系统接线图：。

皮带传输机电气控制设计任务书学院：机电工程学院班级：09级农电（1）班学号：0，0姓名：祁飞，马菊梅目录1.控制要求 (3)设计要求 (3)2方案设计 (3)硬件设计 (3)要求分析 (3)电气控制原理图 (4)2.控制回路 (5)控制过程 (5)1手动控制 (5)2.自动控制 (6)电路故障分析 (7)设备的选择 (8)空气断路器 (8)接触器 (8)热继电器 (9)中间继电器 (9)时间继电器 (9)设计 (10)PLC选型 (10)PLC的组成 (10)PLC的端子分配及外部接线 (10)端子分配 (10)PLC外围接线 (11)PLC梯形图 (12)PLC指令 (13)4.总结 (14)设计总结 (14)1.控制要求设计要求本次课题是三级皮带运输机控制程序的设计、安装与调试，要求如下：（1）某一生产线的末端有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动，有手动和自动两种控制方式。

15KW（2）手动时，为了便于调试，每一台电机都可以单独启动，单独停止。

（3）自动控制时，M1→M2→M3的顺序启动，间隔均为10秒，若需要停止，则M3→M2→M1的顺序停止。

（4）电路有紧急情况总停按钮。

（6）要有必要的短路、过载等保护。

2方案设计硬件设计继电器控制系统：控制功能是用硬件继电器实现的。

继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护，可以直观的看清电路的结构及其原理。

是最初常用的控制方式。

缺点是系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。

要求分析本控制电路要求对三台电机实现顺序启动，顺序停止，单启，单停功能。

顺序控制的控制原理是将前一台电机的常开触点串联到下一台电机的线圈前，若对启动或者停止有时间的要求，则将时间继电器的线圈与前一台电机的线圈并联，实现同时得电，以控制后一台电机启动的时间。

程序设计（高级）一、用PLC控制系统设计：某化学反应过程有三个容器组成，容器之间用泵连接，每个容器都装有检测容器空和满的传感器。

#1，#2容器分别用P1，P2将碱和聚合物灌满，灌满后传感器发出信号，P1，P2关闭，然后，泵P3，P4分别将#1，#2容器中的溶液输送到#3反应池中，同时搅拌器启动，搅拌60s。

一旦#3反应池满或#1，#2空，则泵P3，P4停。

二、用PLC控制系统设计：某一生产线有四级皮带运输机，分别为M1，M2，M3，M4。

控制要求：（1）顺序启动：按下启动按钮，按M4 →M3→M2→M1的顺序启动，时间间隔为5s。

（2）顺序停止：按下停止按钮，按M1→M2→M3→M4的顺序停止，时间间隔为5s。

（3）紧急停车：系统正常时，需要停车，M1～M4应无条件同时停止。

（4）长期过载：当Mx长期过载，该传输应立即停止，间隔5s后，下一级传输带才依次停车。

A SQ1 KM1B SQ2三、用PLC构成两种液体自动混合控制系统设计：控制要求：初始时，容器为空的，Y1，Y2，Y3电磁阀和M搅拌机均为OFF，传感器L1，L2，L3为OFF。

按下启动按钮：（1）开电磁阀Y1，开始注入液体A，至液体高度为L2时，停止注入（Y1为OFF），同时开电阀Y2，注入液体B，当液面升至L3时，停止注入液体B。

（2）停止液体B注入时，开启搅拌机M，搅拌混合时间为10s。

（3）停止搅拌后放出混合液体（Y3为ON），`降为L1后，再经5s停止放出，关电阀Y3。

四、用PLC设计机械手控制系统：控制要求：通过机械手将工件从A点传送到B点，只要求自动控制。

连续运转：在原点位置上按启动按钮，开始连续反复运转。

若按停止按钮，运转至原点位置后停止。

五、用PLC设计小车往返运料控制系统：控制要求：初始时，小车原位在后退终端；（1）当小车压下后限位行程开关时，按下按钮，小车前进。

（2）当运行至料斗下方时，前限行程开关动作，此时打开料斗给小车加料，延时8s后关闭料斗。

试题2、三级皮带运输机PLC控制系统的设计、安装与调试
1.本题分值：100分
2 •考核时间：120分钟
3. 考核形式：设计、安装与调试
4. 具体考核要求：
某一生产线的末端有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动，启动时要求按10s的时间间隔，并按M1 T M2T M3的顺序启动；停止时按15s的时间间隔，并按M3T M2T M1的顺序停止。

皮带运输机的起动和停止分别由起动按钮和停止按钮来控制。

具体要求：①工作方式设置：手动和自动循环②有必要的电气保护和互锁。

三级皮带运输机如下图所示。

M1
三级皮带运输机参考图
（1）电路设计：根据任务，设计主电路和控制电路电路图，列出PLC控制I/O 口（输入/输出）元件地址分配表；根据加工工艺，设计梯形图及PLC控制I/O 口（输入/输出）按线图；根据梯形图，列出指令表。

（2）安装与接线：
①将熔断器、低压断路器、模拟板、按钮开关、接线端子排等元件装在配
线板上。

②按PLC控制I/O 口（输入/输出）按线图在模拟配线板上正确安装，元件在配线上布置要合理，安装要准确、牢固。

3）PLC 键盘操作：将程序输入PLC 可编程序控制器（或在计算机上进行动态仿真）。

4）模拟调试，要达到设计要求。

5）注意要正确使用工具和设备。

6）写出安装调试（总结）报告。

实验报告组员：花长春黄科学一、实验名称：三级皮带输送机的控制二、实验目的：1.运用基本编程指令编辑三级皮带输送的PLC控制程序。

2.进一步熟悉H2u-2416MR的结构及其运用。

3.将程序输入到计算机，并下载到H2u-2416MR中，是之按照要求运行。

三、实验要求：1用plc实现三级输送机的顺序控制。

2.现有一套三级输送机，用于实现货料的传输，每一集输送机有一台交流电动机进行控制，电机为M1，M2，M3，分别由接触器KM1，KM2，KM3，KM4，KM5，KM6，控制电机的正反转运行。

系统的结构示意图如下所示。

依次为M1，M2 ,M3.3.控制任务（1）当装置上电时，系统复位，所有电机停止运行。

（2）当手|自动转换开关SA打到左边时系统进入自动状态。

按下系统启动按钮SB1时，电机m3首先正传启动，运转5s后，m2启动运转6s后，m1启动，此时系统完成启动过程（3）按下sb2停止按钮，电机m1先停，4s后，m2停，4s后m3停止。

当在启动过程中按下sb2,电机按反向停止运行。

（4）按下急停按钮qs0时，两台电机要停止工作，直到急停按钮取消，系统恢复当前状态（5）当手自动转换开关sao打到右边系统进入手动状态，通过手动开关（sw1~sw6），控制两台电机的正反运行四、实验设备1.计算机1台。

2.实验台一台。

3.PLC传输线一根。

4.导线若干五、实训步骤六、实训结果通过程序的运行观察，本程序能够按照实训要求正常运行，符合实验要求。

七、实训小结这让我进一步熟悉并掌握了plc常见基本编程指令的功能及其运用，以及H2u-2416MR编程软件的正确运用，并且进一步提高了自己的程序编辑能力。

⽪带运输机PLC⾃动控制项⽬设计⽅案⽪带运输机PLC⾃动控制项⽬设计⽅案1 前⾔1.1设计的⽬的和意义冶⾦、煤矿、化⼯、机械、钢铁、建材、⾷品等⼯业⽣产中，需要⼴泛使⽤⽪带运输机，它为企业的⽣产承担了绝⼤多数散料运输任务。

可编程控制器(PLC)是以微处理器技术为基础，综合计算机技术和⾃动化技术发展起来的⼀种新型⼯业控制器，⼴泛应⽤于⼯业⽣产的各个领域。

由于PLC采⽤的控制系统或设备具有可靠性⾼,控制易于实现，系统设计灵括，能在实验室进⾏现场模拟调试，编程简单，安装⽅便，较好的抗⼲扰能⼒,被誉为当代⼯业⽣产⾃动化的⽀柱之⼀，正在得到越来越⼴泛的应⽤。

利⽤PLC可以使⽪带运输机的传动系统逐渐实现了全⾃动控制状态，并且使⽪带运输机具有完善的控制特性及简易的操作、基本免维护的⼯作量，达到⼀种经济、安全、可靠且运⾏效率⾼的状况, 其独特的易于使⽤性、可靠性和灵活性越来越受到⼴⼤⼯程技术⼈员的青睐。

对于港⼝、⼚区⼴泛使⽤的⽪带运输机，应⽤PLC控制，可以使⽪带机⽣产线的控制更加灵活、可靠。

通过PLC进⾏控制提⾼了企业⽣产的效率，为⼯业⽣产的进⾏节省了⼤量的⼈⼒、物⼒、财⼒。

1.2 ⽪带运输机的现状电⽓传动技术以运动机械的驱动装置---电动机为控制对象，以微电⼦装置为核⼼，以电⼒电⼦功率变换装置为执⾏机构，在⾃动控制理论的指导下完成电⽓传动⾃动控制系统，控制电动机的转矩和转速，将电能转换成机械能，实现⼯作机械的旋转运动或反复运动。

因电机的种类的不同，我们可以将分为直流电动机传动和交流电动机传动。

⾃19世纪80年代起⾄19世纪末，⼯业上传动⽤的电动机⼀直被直流电机垄断，到了19世纪末，出现了三相电源和结构简单且坚固耐⽤的交流⿏笼型电机以后，交流电机才在不调速的领域代替了直流电动机传动装置。

对⽣产过程的监视和控制，在初级阶段是由⼈⼯进⾏的。

⼯作⼈员凭⾃⼰的感官或借助于仪表等来监视⽣产过程，⽤头脑做出判断决策，并视情况进⾏必要的控制。