张涛毕业设计
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开封大学
毕业设计说明书
设计题目 基于西门子PLC完成对残烟回收系统的控制
院 系 电子电气工程学院
专 业 电气自动化
学生姓名 张 涛 学 号 2010061609
起迄日期2010 年 12月13日 ~ 2011年6月5日
指导教师 高明远 职 称 副教授
填写日期: 2010年 12月 25 日
1 目 录
一、概述 ………………………………………………2
1、内容提要 ………………………………………………2
2、设计要求 ………………………………………………2
3、设计步骤 ………………………………………………2
二、硬件说明部分 ………………………………………………3
1、主电路 ………………………………………………3
2、西门子PLC的选择 ………………………………………………3
3、元件清单 ………………………………………………4
4、变频器 ………………………………………………4
5、直流稳压电源 ………………………………………………4
6、I/O接线图 ………………………………………………5
三、软件说明部分 ………………………………………………6
1、系统设计方案 ………………………………………………6
2、分配输入输出表 ………………………………………………7
3、梯形图 ………………………………………………8
四、总结 ………………………………………………18
附：参考文献 ………………………………………………18
2
基于西门子PLC残烟回收系统的控制设计
一、概述
1、内容提要
随着科技飞一般的发展，人类文明走得越来越远，现代化城市的高速工业化，使人们踏进了一个新的时代，但在同时，社会环境，尤其是城市环境的恶化，使环境优化保护成为了人们关注的焦点，资源的循环再利用是人们不得不重视的问题之一。因此残烟回收装置是一个重要的系统，它完全可以为环境的优化做出一份贡献，由于该设备属大型工业设备，除了工业自动化的客观需要外，我们还应考虑其可靠、安全、灵活、方便、经济等方面问题，PLC，作为一种专门为工业环境下应用而设计的进行数字运算操作的电子装置，自从在1969年诞生后便一直迅速发展，其主要特点如下：（1）编程方法简单易学；（2）功能强、性能价格比高；（3）硬件配套齐全，用户使用方便、适应性强；（4）可靠性高、抗干扰能力强；（5）系统的设计、安全、调试工作量少。选用PLC来设计该设备能解决了我们所考虑的问题。
2、设计要求
（1）用西门子S7-200来完成对残烟回收系统的控制；
（2）该系统即可在手动方式工作，又可在自动方式下工作；
（3）操作按钮除复位按钮外，所有按钮具有奇偶控制特性；
（4）在任何工作方式下，均可按急停按钮就地停车；
（5）用LED发光二极管和指示类来指示当前运行状态。
3、设计步骤
（1）分析任务书要求；
（2）分配硬件配置；
（3）软件部分
（4）软件调试；
（5）软硬件结合调试；
3 二、硬件说明部分
1、主电路
图1 残烟回收系统原理图
主电路主要包括主机、上料、梳理振筛、上振筛和下振筛等五个电机的电器连接，主要系用西门子S7-200系列PLC，由于我们还要考虑其运行的稳定性所以加上变频器以及直流稳压源。
2、西门子PLC的选择
根据控制系统需要9个输入端，14个输出端和操作需要，选用西门子S7-200型CPU224和EM235的PLC，S7-200是一种小型的可编程控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、检测及控制的自动化。
4 3、元件清单
表1 残烟回收系统元件清单
序号 名称 文字符号 规格 个数
1 电动机 M 5
2 变频器 VVVF 2
3 交流接触器 KM 5
4 直流电源24V DC 1
5 断路器 QF 6
6 控制开关 S 10
7 可编程控制器 PLC 1
8 熔断器 FU 2
9 导线
4、变频器
随着控制技术和电力技术的发展，变频器的使用越来越广泛。一是由于变频器的变频调速的性能好，二是变频器的价格有了大幅度的降低。
变频调速的特点有：可以使用标准电机如不需要维护的笼形电动机，可以连续调速，改变转换方向可通过电子回路改变相序实现。其优点是启动电流小，加减速度可调节，电机可以高速化和小型化，防爆容易，保护功能齐全（如过载保护、短路保护、过电压和欠电压保护）。
5 5、直流稳压电源
PLC工作时需要使用24V直流电源，因此要设计一个实用的直流稳压电源，采用集成稳压器是十分方便的。
6、I/O接线图
图2 PLC残烟回收系统I/O接线图
6 设备正常
SB9+ VVVF2+（主机）LED7+ KM1+（主机）LED1+ 延时+ KM2+（梳理筛+ 延时+ KM5+
LED5+
KM4+
LED4+ VVVF2+
LED7+ 延时+ KM3+
LED3+ SENSER-
SENSER+ YV+
LED8+
延时+ YV-
LED8- 正常运行
正常运行 检
测 延时+ 三、软件说明部分
1、系统设计方案
该设备应该具有两种工作方式：手动工作方式和自动工作方式。但两种工作方式之间的转换必须在设备停止任何运行的情况下进行，在任何工作方式下，均可按动急停按扭就地停车，但除复位铵钮外，任何按钮均具有奇偶特性。
（1）手动工作方式：
1）主电机启动：
SB1+→KM1+→VVVF2+、LED1+、LED7+、HL1+
2）主电机停止：
SB1+→VVVF2-→KM1-、LED-、LED7-、HL1-
3）上料启动：
SB3+→KM3+→VVVF1+、LED3+、LED6+、HL3+
4）上料停止：
SB3+→VVVF1-→KM3-、LED3-、LED6-、HL3-
5）梳理筛启动、停止（注意奇偶控制特性）
SB2+→KM2+、LED2+、HL2+
6）上振筛启动、停止（注意奇偶控制特性）
SB5+→KM5+、LED5+、HL5+
7）下振筛启动、停止（注意奇偶控制特性）
SB4+→KM4+、LED4+、HL4+
（2）自动工作方式：
1）启动
7
SB9++ VVVF1-
LED6- KM3-
LED3- 延时+
KM2-
LED2- 延时+
KM4-
LED4- KM1-
LED1- 延时+ KM5-
LED5- 正常运行 延时+ VVVF2-
LED7- 2）停止运行
2、分配输入输出表
表2 西门子PLC分配输入输出表
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3、梯形图
1）主程序
9
2）子程序
a、手动方式启动
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13
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15 b、自动工作方式
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18 四 总结
经过这次的毕业设计，使我受益良多，首先让我复习了一遍这三年来所学但快被遗忘了的知识，同时也让我学到了许多课本上没有提到的东西。
这次的毕业设计，让我清楚了团队的重要性，一个人的能力是有限的，光靠自己是无法完成这次设计，由于同学们的帮助以及指导老师的指导，我才能完成这次的设计。
这次的毕业设计，也让我学会了思考，也让我明白了学习的重要性，而且不仅仅只是学习课本上的知识，课外知识也是必要学的，还有就算离开了学校，也不能放弃学习，放弃了学习就等于放弃了发展。
所以，我会永远把这次珍贵的经历放进回记里，让它永远激励着我。
再次感谢高院长对我的指导。
附 参考文献
[1]、李道霖、2011、电气控制与PLC原理及应用(西门子系列）（第2版）、电子工业出版社
[2]、徐雯霞、2010、电气绘图与电子CAD、高等教育出版社
[3]、高明远、2011、Protel dxp基础与应用（修订版）、科技出版社
[4]、
[5]、
