可编程控制技术四节传送带课程设计报告

第 1 页 共 9 页 可编程控制器技术 课程设计报告

设计题目： 四节传送带模拟控制系统

专 业 电气工程及其自动化

班 级 电自 班

学 号

学生姓名

指导教师

设计时间 2019-2020学年上学期

教师评分

2019年12月30日

第 1 页 共 9 页 目 录

1.概述 .......................................................................................................... 2

1.1目的 ......................................................................................................... 2

1.2课程设计的组成部分 ............................................................................. 2

2.四节传送带的模拟设计的内容 ................................................................ 3

2.1控制要求 ................................................................................................. 3

2.2系统总体方案设计 ................................................................................. 3

2.2.1 系统硬件配置 ............................................................................ 4

2.2.2系统变量定义及分配表（I/O分配表） .................................. 4

2.2.3系统接线图设计（I/O接线图） .............................................. 5

2.3控制系统设计 ......................................................................................... 5

2.3.1控制程序设计思路 ..................................................................... 5

2.3.2控制程序梯形图设计 ................................................................. 6

3.总结 ........................................................................................................ 10

3.1课程设计进行过程及步骤 ................................................................... 10

3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 ....................................... 11

3.3体会收获及建议 ................................................................................... 12

3.4参考资料（书、论文、网络资料） ................................................... 14

4.教师评语 ................................................................................................ 14

5.成绩 ......................................................................................................... 14

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1.概述

PLC（Programmable Logic Controller），是可编程逻辑控制器。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。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已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。

PLC控制系统的设计首先要确定控制系统设计的技术条件。技术条件是整个系统设计的基础，需要以任务书的形式规定下来。PLC控制系统的设计包括PLC的选择、I/O分配、输入/输出设备（传感器与执行机构）的选择、图样设计、程序设计、控制柜设计以及技术文件的准备工作。

按钮分配和实物模型图一如下：

图 1 实物模型图

1.1目的

通过使用各基本指令，进一步熟练掌握PLC的编程和程序调试。

1.2课程设计的组成部分

第 3 页 共 9 页 1.分析被控制对象并按照控制要求进行设计；

2.确定I/O设备根据系统控制要求，确定系统所需要的输入设备和输出设备。确定了输入设备和输出设备就可以知道PLC的I/O的类型和点数需求；

3.PLC的选择PLC的机型丶容量丶I/O模块和电源的选择；

4.根据系统的控制要求，选择合适的程序设计方法来设计PLC程序；

5.硬件实施方面主要是进行控制柜等硬件的设计及现场施工；

6.现场调试是整个控制系统调试完毕后方可交付试运行。

2.四节传送带的模拟设计的内容

2.1控制要求

启动时先起动最末一条皮带机，经过5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5秒延时后，M3停，再过5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5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，再过5秒，M4停。

2.2系统总体方案设计

控制系统的结构框图如图2所示，主要包括控制开关、PLC和电动机三个主要部分。控制开关与PLC的输入端子相连接，主要给PLC提供输入控制信号。电动机与PLC的输出端子相连接，显示PLC控制结果以控制传送带的运行状况。

控制开关由启动和停止两个按钮组成。启动、停止用动合按钮来实现，负载或故障设置用钮子开关来模拟。

图 2 控制系统的结构框图

第 4 页 共 9 页 传送带控制系统的输入、输出开关量较少，结合物理系PLC实验室的具体情况，PLC选用西门子公司整体式微型S7-200系列中CPU224 AC/DC/Relay。CPU224后用斜线分割的三部分分别表示CPU电源的类型、输入口的电源类型及输出口器件的类型。

2.2.1 系统硬件配置

传送带控制系统的输入、输出开关量较少，结合物理系PLC实验室的具体情况，PLC选用西门子公司整体式微型S7-200系列中CPU224 AC/DC/Relay。CPU224后用斜线分割的三部分分别表示CPU电源的类型、输入口的电源类型及输出口器件的类型。

2.2.2系统变量定义及分配表（I/O分配表）

表 1 I/O分配表

序号 名称 地址 电气代号 含义

1 启动按钮 I0.0 SB1 启动传送系统

2 停止按钮 I0.5 SB2 停止传送系统

A 限位开关1 I0.1 SQ1 A皮带机故障或重载

B 限位开关2 I0.2 SQ2 B皮带机故障或重载

C 限位开关3 I0.3 SQ3 C皮带机故障或重载

D 限位开关4 I0.4 SQ4 D皮带机故障或重载

1 A皮带机 Q0.1 KM1 A皮带机运行状态

2 B皮带机 Q0.2 KM2 B皮带机运行状态

3 C皮带机 Q0.3 KM3 C皮带机运行状态

4 D皮带机 Q0.4 KM4 D皮带机运行状态

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图 3 实物接线图

2.2.3系统接线图设计（I/O接线图）

图 4 I/O接线图

2.3控制系统设计

2.3.1控制程序设计思路

四节传送带由四个电机独立控制同时又相互关联，启动时：要求由M4起到M1间歇5

第 6 页 共 9 页 秒依次启动，我们可以利用计时器当M4启动5秒后再通过计时器启动M2依次完成皮带的启动。

停止时：要求皮带由输料端M1，M2,M3,M4依次间歇5秒延时的停止，此时也可用计时器控制当M1停止5秒后再由计时器控制停止M2后两条皮带也依次完成停止

在运行中出现故障时：如若M2皮带出现故障时,M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。此时M1,M2共用一个输出完成故障时需要同时停止的要求，M1,M2停止后通过计时器在5秒后停止M3,再通过计时器在5秒后停止M4;。如若M3上有重物，M1、M2立即停，再过5秒，M4停。当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5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止，此时M1,M2共用一个输出达到同时停止的要求，M1,M2停止后通过计时器在5秒后停止M3，M3停止后等M4输料完成后M4停止。控制程序流程图如下图5。

图 5控制程序流程图

2.3.2控制程序梯形图设计