课程设计
基于PLC的皮带运输机传输控制系统
设计与调试
学院（系）：信息系 专业班级：电气自动化一般
姓 名：王 冬 学 号：130723016 指导教师：石 昊
设计日期：2015年6月24日
设计报告书目录
一、设计目的 ...................................................................................... 3 二、控制要求： ................................................................................... 3 三、设计过程 ...................................................................................... 3 PLC 输入/ 输出端子接线图 .................................................... 3 主回路电机的外部接线图 ............................................................ 4 程序的实现 .................................................................................... 5 皮带传输机控制原理 ................................................................ 8 四、系统调试与结果 .......................................................................... 9 4.1 系统调试 ................................................................................. 9 4.2 调试结果 ................................................................................. 9 五、主要元器件与设备 .................................................................... 11 六、课程设计体会与建议 ................................................................ 11
一、设计目的
1．熟悉步进顺控指令的编程方法； 2．掌握选择性流程程序的编制；
3．掌握皮带运输机的程序设计及其外部接线。
二、控制要求：
1、皮带运输机传输系统由四台电动机M1，M2，M3，M4带动 起动时M4 M3 M2 M1 （分别间隔5s） 停止时M1 M2 M3 M4 （分别间隔5s）
2、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，而其后的皮带机则待料运完后才停止。例如：M2出故障，M2和M1立即停止，经5s延时后，M3停，再经过5s，M4停 3、设置故障调试开关
三、设计过程
PLC 输入/ 输出端子接线图
DTPD1PD2M1M2M3M4满仓信号空仓信号 图1皮带运输机的动作示意图
PD3PD4在建材、化工、机械、冶金、矿山等工业生产中广泛使用皮带运输系统运送原料或物品。供料由电阀DT控制，电动机M1、M2、M3、M4分别用于驱动皮带运输线PD1、PD2、PD3、PD4。储料仓设有空仓
和满仓信号，其动作示意简图如图1所示。
根据皮带运输机的控制要求，其系统PLC 输入/ 输出端子接线图如图2 所示,(PLC的输出负载都用指示灯代替)。
图2 中：
SA0 ———自动/手动按钮 SB1 ———自动启动按钮 SB2 ———正常停止按钮 SB3 ———急停按钮
SB4 ———点动DT电磁阀按钮
SB5～SB8 ———M1～M4的点动启动按钮 SQ1———满仓信号按钮 SQ2———空仓信号按钮 SB9 ———故障启动按钮 KA1———控制DT的起动和停止 HL1～HL4———M1～M4接通指示灯
KM1～KM4 ———交流接触器, 分别控制M1～M4 的起动和停止。
图2 皮带运输机的PLC控制系 统外部接线图
220V
FU1QSFU2LNY0COM1FX2N-48MR
SA0自动/手动转换自动起动SB1正常停止SB2SB3急停SB4点动DT电磁阀SB5点动M1SB6点动M2SB7点动M3SB8点动M4SQ1满仓信号SQ2空仓信号SB9故障起动X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13COMHD0DT电磁阀KA1-AC 220VFU3+DC 24VHL1KM1HL2KM2HL3KM3HL4KM4FU4M1电机M2电机M3电机M4电机Y1Y2Y3Y5COM2-3主回路电机的外部接线图 本次设计因为有三级皮带机，故需要三个电机来拖动，当然需要有一些短路、
过载等保护，继电器、空开的选型后面后详细介绍，具体的主电路接线图如下：
图(四)
程序的实现
在LC外部接线的分析过程中已经列出了PLC的I/O分配表，外了使程序的过程更为明了，采用子程序跳转的方式将程序分为三大块，即公共程序，手动和自动子程序。 一、公共程序：
在该程序中输入点X1执行调用手动子程序P0,输入点X2执行调用手动子程序P1。
图(五)
二、手动程序：
手动程序相对比较简单，一般采用经验设计法进行设计，手动控制子程序见
下图，手动按钮X10~X15,分别控制M1、M2、M3、M4电机的启动和停止。
图(六)
三、自动程序：
自动程序相对比较复杂，对于顺序控制系统一般采用顺序控制设计法，其流程图如下：
图(七)
对于顺序控制可用多种方法进行编写，本系统的梯形图程序采用截图形式如下：
3.4 皮带传输机控制原理
(1) 起动控制: 接通PLC 的电源, 在初始化脉冲M8000 作用下进入初始状
态S0 , 按下SB1/SQ2 → 接通X1/X12 →进入状态S20 →启动定时器T0 , 置位Y1 →接通KM1 →起动M1 →5s 后T0 动作→进入状态S21 →起动定时器T1 , 置位Y0 →接通KA1 →起动DT →5s 后T1 动作→进入状态S22 →启动定时器T2 , 置位Y2 →接通KM2 →起动M2 →5s 后T2 动作→进入状态S23 →置位Y3 →接通KM3 →起动M3 →5s 后T3 动作→进入状态S24 →置位Y4 →接通KM4 →起动M4 。至此, M1～M4与DT 按控制要求全部起动起来, 进入正常运行状态。
(2) 停车控制: 在系统运行时, 按下SB2/SQ1 →接通X2/X11→进入状态S30
→启动定时器T10 , 复位Y0 →断开KA1→停止DT →5s 后T10 动作→进入状态S31 →启动定时器T11 , 复位Y1 →断开KM1 →停止M1 →5s 后T11 动作→进入状态S32 →启动定时器T12 , 复位Y2 →断开KM2 →停止M2 →5s 后T12 动作→进入状态S33 →启动定时器T13 ,→复位Y3 →断开KM3 →停止M3 →5s 后T13 动作→进入状态S34 →启动定时器T14 ,→复位Y4 →断开KM4 →停止M4 。Y4 复位5s后T14 动作, 状态返回初始状态S0 , 等待下次操作。至此, M1～M4与DT 按控制要求全部实现停车。
(3) 急停控制: 在系统运行时, 如需要紧急停车,按下SB3 →接通X3 →同时
置位状态S20～S34 →同时复位Y0 、Y1 、Y2 、Y3 、Y4 →同时断开KA1、KM1 、KM2 、KM3 和KM4 →同时停止DT与M1～M4 。
(4) 故障起动控制: 在系统运行时,按下SB9 → 接通X13 →进入状态S25 →
启动定时器T5 , 置位Y4 →接通KM4 →起动M4 →5s 后T5 动作→进入状态S26 →起动定时器T6 , 置位Y3 →接通KM3 →起动M3 →5s 后T6 动作→进入状态S27 →启动定时器T7 , 置位Y2 →接通KM2 →起动M2 →5s 后T7 动作→进入状态S28 →置位Y1 →接通KM1 →起动M1 →5s 后T8 动作→进入状态S29 →置位Y0 →接通KA1 →起动DT 。至此, M1～M4与DT 按控制要求全部起动起来, 进入正常运行状态。
四、系统调试与结果 4.1 系统调试
1．输入程序，按前面介绍的程序输入方法，用手持式编程器(或计算机)正确输入程序。
2．静态调试，按图2所示的系统接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试，并通过手持式编程器(或计算机)监视，观察其是否与控制要求一致，否则，检查并修改、调试程序，直至指示正确。
3．动态调试，按图3所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，先调试手动程序，后调试自动程序，观察指示灯能否按控制要求动作，并通过手持式编程器(或计算机)监视，观察其是否与控制要求一致，否则，检查线路或修改程序，直至指示灯能按控制要求动作。
4．在调试过程中，要注意各个输入信号，不能同时给好几个输入信号，否则会出错，如满仓信号和空仓信号不能同时给出，一旦给出系统就会混乱，看不清实验现象。接线是最好用不同的颜色表示不同的状态线便于检查错误。梯形图编写时最好写一部分检验一部分的功能，不要全部按完之后再检查，那时就不容易找出错误。 4.2 调试结果
1.正常启动：启动开关启动，发光二极管Y1～Y4依次间隔5s亮。
2.故障启动：机器出现故障后，闭合故障启动开关，发光二极管Y4～Y1依次发光，恰与正常启动顺序相反，这样可使故障前留下物料运出而不至于堆积。
3.紧急停止：机器出现故障，急停开关闭合，发光二极管Y1～Y4同时灭。
五、主要元器件与设备 1．可编程控制器1台(FX1S)；
2．皮带运输机模拟显示模块1块(带指示灯、接线端口及按钮等)； 3．实训控制台1个； 4．电工常用工具1套； 5．计算机1台； 6．连接导线若干。 六、课程设计体会与建议
通过这次对皮带运输机的设计仿真，让我了解了运用PLC设计运输机的程序，也让我了解了关于运输机的基本原理与设计理念，要设计一个实物总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，
因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为软件本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。通过这次学习，让我对坐而言不如立而行有了深刻的认识，对于这些程序编写等还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做实训项目的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于软件的使用方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。
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