成绩：
课 程 设 计 报 告 书
所属课程名称 机电传动控制（含PLC） 题 目 传动带的控制系统 分 院 机电学院 专 业、班 级 机械设计制造及其自动化 B0803 学 号 0612080316 学 生 姓 名 原军 指 导 教 师 赵业平
2011 年 07 月 21日
目 录
1 课程设计任务书………………………………1 2 总体设计………………………………………2 3 硬件系统设计…………………………………4 4 程序设计………………………………………6 5 程序调试及结果分析…………………………15 6 总结……………………………………………17 7 参考文献………………………………………18
辽东学院课程设计报告书 机电传动控制
辽东学院
1 课 程 设 计 任 务 书
课程设计题目： 传动带的控制系统 课程设计时间：自 2011年 07 月 11 日起至 2011 年 07 月 21 日。 课程设计要求：
四节传送带控制要求：
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。
学生签名： 原军
年 月 日
课程设计评阅意见
课程设计出勤情项目 态度评价 况评价10% 10% 成绩 任务难度 、量评价10% 创新性评价 10% 综合设计 能力评价20% 报告书写规范评价20% 口试 20% 综合评定等级 评阅教师： 2010年 月 日
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2总体设计
2.1 PLC简介
PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务
2.1.1 PLC功能
1、数据采集与输出。 2、控制功能。 3、数据处理功能。
4、输入/输出接口调理功能。 5、通信、联网功能。 6、支持人机界面功能。
7、编程、调试等，并且大部分支持在线编程。 2.1.2 PLC特点 1、可靠性高。
2、结构形式多样，模块化组合灵活。 3、功能强大。 4、编程方便。 5、适应工业环境。 6、安装、维修简单。
7、当前PLC产品紧跟现场总线的发展潮流。 2.2总体设计思想
随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展
到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小 批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产 设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。
利用PLC可编程控制器，西门子S7-200可编程控制器进行三级传输带的PLC
控制的编程。
我们作为21世纪的生必须具备可编程控制器的知识。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。
传送带的控制系统根据课题要求主要是一个线性的关系，启动时：从后到前
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一次启动；停车时：从前到后依次停车；出现故障：故障电机前立即停车，故障电机后的电机带运送完物品（5s）后停车。
启动：根据梯形图，首先设计一个启动开关I0.0，并采用自锁功能设计，外加一个常闭开关I0.5.按照要求启动电机四。电机四后接定时器（5s）,启动电机三，以此类推依次启动。
停车：设计自锁开关I0.5，电机一停车，经过五秒的定时器后电机二停车，以此类推一次停车。
发生故障：
1 电机一发生故障，默认电机一立即停车，经过5s定时器后电机一、二、三、四依次停车。
2 电机二发生故障，电机一立即停车，默认电机二立即停车，通过5s定时器电机三停车，在经过5s定时器电机四停车。
3 电机三发生故障，电机一、二立即停车，默认电机三立即停车，通过5s定时器电机四停车。
4 电机四发生故障，电机一、二、三、四立即停车。
2.1 传动带控制系统图
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3硬件系统设计
3.1 PLC型号选定
从上面的分析可以知道，系统共有开关量输入点6个，开关量输出点4个，参照西门子S7-200系列特性（见附录），选用主机为CPU224（14 输入/10继电器输出）。
图3.1 S7-200 CPU 主要技术指标
3.2 PLC的地址分配 1ms: T32,T96 10ms: T33~T36, T97~T100 100ms: T37~T63, T101~T255
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3.3交通灯PLC的I/O分配表 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 T37 T38… T48
电路器件 SB1 SB2 M1 M2 M3 M4
外部设备 启动按钮
模拟电机一发生故障开关 模拟电机二发生故障开关 模拟电机三发生故障开关 模拟电机四发生故障开关
停车开关 电机一 电机二 电机三 电机四 控制启动/停止时间 控制启动/停止时间 控制启动/停止时间
3.4 输入/输出连线表 面板
M1
M2
M3
M4
M1负M2负M3负M4负载或载或载或载或故障 故障 故障 故障
SB1
SB2
PLC Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.0 I0.5
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4 程序设计
4.1总体梯形图
注：设置自锁开关I0.0，电机四正常启动。
注：经过定时5s后电机三正常启动
注：经过定时5s后电机二正常启动。
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注：经过定时5s后电机一正常启动。
注：设定自锁开关I0.5，电机一复位。
注：定时5s后电机二复位。
注：定时5s后电机三复位。
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注：定时5s后电机四复位。
注：电机一出现故障复位。
注：5s后电机二复位。
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注：5s后电机三复位。
注：5s后电机四复位。
注：电机二出现故障，电机一、二立即复位。
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经过5s后电机三复位。
注：经过5s后电机四复位。
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注：电机三出现故障，电机一、二、三立即复位。
注：经过5s后电机四复位。
注：电机四出现故障，电机一、二、三、四立即复位。
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4.2 程序语句表 步序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
O M1.0 AN I0.5
S Q0.4, 1 四电机运行 = M1.0 LD M1.0 TON T37, +50 LD T37
S Q0.3, 1 三电机运行 = M2.0 LD M2.0 TON T38, +50 LD T38
S Q0.2, 1 二电机运行 = M3.0 LD M3.0 TON T39, +50 LD T39
S Q0.1, 1 一电机运行 LD I0.5 停止按钮 O M4.0 AN I0.0
R Q0.1, 1 一电机停转 = M4.0 LD M4.0 TON T40, +50 LD T40
R Q0.2, 1 二电机停转 = M5.0 LD M5.0 TON T41, +50 LD T41
R Q0.3, 1 三电机停转
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指 令
LD I0.0 启动按钮
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33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67
= M6.0 LD M6.0 TON T42, +50 LD T42
R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.1 一故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 = M7.0 LD M7.0 TON T43, +50 LD T43
R Q0.2, 1 二电机停转 = M8.0 LD M8.0 TON T44, +50 LD T44
R Q0.3, 1 三电机停转 = M9.0 LD M9.0
R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.2 二故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 R Q0.2, 1 二电机停转 = M10.0 LD M10.0 TON T45, +50 LD T45
R Q0.3, 1 三电机停转 = M11.0 LD M11.0 TON T46, +50 LD T46
R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.3 三故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转
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68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79
R Q0.2, 1 二电机停转 R Q0.3, 1 三电机停转 = M12.0 LD M12.0 TON T47, +50 LD T47
R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.4 四故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 R Q0.2, 1 二电机停转 R Q0.3, 1 三电机停转 R Q0.4, 1 四电机停转
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五 程序调试及结果分析
1 第一条指令是控制电机启动的，第二条指令是控制电机停车的，开始编写程序的时候没有将两条程序形成互锁，导致调试的时候出现了混乱的现象。
2 前期我们设置的开关是点动的，需要操作者持续按住开关，调试的时候发现很是不方便，后来我们换成了自锁开关，这样就不需要操作者持续按动开关了，体现了人性化的设计。
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3 如果电机二发生故障，电机一立即停车，但是编写电机二的时候出现了争议，有的人认为电机二发生故障就是默认停车，但是想想假如电机二出现跑飞现象或者由于某种原因使电机超过额定转速的时候，电机并没有停车，因此我的电路图中就主动设置了电机二停车，这样就避免了这样的分歧。
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6总结
通过这次PLC课程设计使我对PLC有了系统的了解，我做的课题是传送带的控制系统，了解PLC设计软件之后感觉编写这套程序还是比较轻松的，用了一天的时间，我就把这套程序搞明白了，学会了自锁开关的设置，以及互锁程序的编写，编写PLC程序的时候，我个人感觉首先仔细读懂要求，然后理清整体脉络，找到一定的逻辑关系，然后再进行编写会提高效率。同时，编写的时候可以在每一个网络备注的地方标示一下内容，以便调试阶段的调试修改程序。还有就是编写的时候要细心、仔细。
这次课程设计安排的设计时间还是很充足的，因此在接下来的几天中我有看了其他的程序，并且成功的编写了十字路口信号灯的程序。经过两个程序的编写，使我对PLC产生了浓厚的兴趣，感觉编写程序需要很强的逻辑思维能力，因此在今后的学习生活中，我会多加注意这方面的锻炼。
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7 参考文献
[1]吴中俊，黄永红. 可编程序控制器原理及应用（第2版）机械工业出版2005
[2]邓兴钟等.机电传动控制（第四版）华中科技大学出版社，2007 [3] 廖常初.《PLC梯形图程序的设计方法与技巧》.电工技术
[4] 邓则名、邝穗芳等.《电器与可编程序控制器应用技术》.北京:机械工业出版社
[5] 周少武等.《大型可编程序控制器系统设计》.中国电力出版社 [6] 胡学林.《可编程序控制器原理及应用》.电子工业出版社 [7] 章文浩. 《可编程控制器原理及实验》.北京：国防工业出版社 [8] 周恩涛.《可编程控制器原理及其在液压系统中的应用》.北京 [9] 王兆义.《小型可编程控制器实用技术》.北京：机械工业出版社
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