1、题目： 基于 PLC 的四级传送带控制系统设计任务与要求：设计一个基于 PLC 的四级传送带控制系统。启 动 时 先 起 动 最 末 一 条 皮带 机 ， 经 过 1 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 ， 经 过 1 秒 延 时 ,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 经 过 1 秒 延 依 次 停 止 。 时间：所属系部： 自动化工程学院学生姓名： 学
2、 号： 专业： 生产过程自动化技术指导单位或教研室： 生产过程自动化教研室指导教师： 职 称： 讲师西安航空职业技术学院制毕业设计( 论文)进度 计划表日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师签 字2013.9.20 领取毕业设计课题2013.9.25-10.15收集查阅关于 PLC 的资料，认识 PLC 的功能和用途2013.10.16-1025收集查阅关于传送带的资料，传送带的作用和发展前景2013.10.26-11.10收集查阅关于传送带的工作原理，了解传送带的构成。2013.11.16-11.21基于数控机床的 PLC 控制系统设计的电子稿撰写2013.12.1-12.15修改
3、基于数控机床的 PLC 控制系统设计电子稿教师对进度计划实施情况总评签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。1摘 要现今的社会，科技发展迅速，在工业方面，计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术推动了 PLC 的发展。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的小电脑在为我们服务，可编程控制器在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域的应用中独占鳌头。本次设计的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，而且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
4、自动控制等功能，然后该皮带机以后的皮带机利用定时器定时 1S 后依次停止。利用本次设计，初步掌握 PLC 的基本控制功能，学会运用 PLC，控制基本工业控制。关键词; S7-200PLC； 四级传送带装置； 定时器； 2AbstractTodays society, the rapid development of technology, in industry, the development of computer technology, semiconductor technology, control technology, digital technology, communicat
5、ion network technology is closely linked, these advanced technology to promote the development of PLC. Today, our living environment and working environment is more and more called programmable controller of small computer for our services, the programmable controller in the industrial control, soph
6、isticated weapons, communications equipment, information processing, application of the test, control home appliances and other fields in the exclusive Ngau tau. The design of the four conveyor circuit using PLC as control core, with the sequence starting and order stop function, and when a belt mac
7、hine failure, automatic control functions of belt conveyor belt and the front stop, stop timing sequence 1S timer after the use of the belt conveyor belt conveyor and then later. Using this design, preliminary master the basic control functions of PLC, learn to use the PLC control, industrial contro
8、l.Keywords;S7-200PLC;four stagetransmissionbelt device;timer3目 录1 概述 .11.1 PLC 的概述 .11.1.1 PLC 的历史 .11.1.2 PLC 的主要功能 .11.1.3 PLC 的主要特点 .21.1.4 PLC 的网络通信 .31.2 四节传送带系统的历史 .31.2.1 四节传送带系统的起源 .31.2.2 四节传送带系统的发展 .32 S7-200 的配置及组态 .52.1 PLC 的基本结构 .52.2 PLC 的工作原理 .62.3 四节传送带系统的工作要求 .62.4 电气原理图与功能详细说明 .62.
9、4.1 四节传送带的模拟实验面板图： .62.4.2 输入/输出接线列表 .72.4.3 输入/输出接线图 .83 四节传送带中 S7-200 的指令系统及编程 .93.1 编程语言 .93.2 四节传送带系统的流程图 .103.3 四节传送带系统的梯形图 .114 四节传送带系统的调试 .174.1 软件部分调试： .174.2 硬件部分调试： .17结束语 .18谢辞 .19参考文献 .2011 概述1.1 PLC 的概述可编程逻辑控制器，PLC （Programmable Logic Controller） ，一种数字运算操作的电子系统，是以微机处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成
10、技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制技术，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。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱之一。1.1.1 PLC 的历史在 PLC 问世之前，工业控制领域中是继电器控制站主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等，而 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
11、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 。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现，以及流程加工行业（如汽车制造业）对生产流程迅速、频繁变更的需求，PLC 技术出现并快速发展。目前，PLC 在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃，使早期的 PLC 从最初的逻辑控制、顺序控制，发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及 PID 回路调节等功能的现代 PLC。但是，仍然沿用着顺序扫描、程序控制等基本模式及 CPU+通信
12、+I/O 的基本结构。PLC 之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和成本。PLC 的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。PLC 的诸多优点确定了其在工业中的广泛应用。1.1.2 PLC 的主要功能 控制功能。包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。数据采集与输出。 输入/输出接口调理功能。具有 A/D、D/A 转换功能，通过 I/O 模块完成对模拟量的控制和调节，具有温度、运动等测量接
13、口。 2数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID 运算、滤波等。 支持人机界面功能。提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和 PC 系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整，实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。 通信、联网功能。现代 PLC 大多数都采用了通信、网络技术，有 RS232或 RS485 接口，可进行远程 I/O 控制，多台 PLC 可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。在系统构成时，可由一台计算机与多台 PLC 构成 “集中管理、分散控制”的分布式控
14、制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的 SCADA 系统，现场端和远程端也可以采用 PLC 作现场机。 编程、调试等，并且大部分支持在线编程。 1.1.3 PLC 的主要特点结构形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少的 PLC 只有 6 点，而 AB 的 ControlLogix 系统的容量达128000 点。可靠性高。PLC 的 MTBF 一般在 4000050000h 以上，有的在 10-20 万h，且均有完善的自诊断功能。编程方便。控制具有极大灵活性。PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程
15、技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 功能强大。PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统
16、变得非常容易。适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。 安装、维修简单。与 DCS 相比，价格低。PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，3大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 当前 PLC 产品紧跟现场总线的发展潮流。1.1.4 PLC 的网络通信 PLC 的通信包括 PLC 之间、PLC 与上位计算机之间以及 PLC 与其他智能设备间的通信。PLC 系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交
17、换，并可构成“集中管理、分散控制“的分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展的需要，各 PLC 系统或远程 I/O 模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。 目前各厂商都主推各自的总线标准，如西门子 Profibus、A-B ControlNet及 DeviceNet、莫迪康 Modbus 等等。但其构成的“集中管理、分散控制”分布式控制方式是十分类似的。如 ROCKWELL（A-B）推出了“全方位自动化”的理念，推荐三层网络结构，即 1）设备层（DeviceNet 为代表） ；2）控制层（ControlNet为代表） ；3）管理层（EtheN
18、et） 。 1.2 四级传送带系统的历史 1.2.1 四级传送带系统的起源 17 世纪中，美国开始应用架空索道传送散状物料；19 世纪中叶，各种现代结构的传送带输送机相继出现。 皮带式传送带设备 1868 年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887 年，在美国出现了螺旋输送机；1905 年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906 年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，传送带输送机 受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的传送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。 1.2.2 四级传送带系
19、统的发展 未来传送带设备的将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。 4大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达 440 公里以上带式输送机的单机长度已近 15 公里，并已出现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送道” 。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。 扩大输送机的使用范围，是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的传送带设备。 本论文设计了一个多级皮带传输系统，它多用于处于复杂地形的大型工业厂矿。系统采用可编程控制器（PLC）做下位机控制，上位机则采用工业通用组态软件“组态王”设计控制界面，并最终完成上下位机的通信以达到直观方便的控制效果。 多级皮带传输系统凭借它自身的特点和优势在现代工业中有着重要的作用和地位，最典型的应用就是我们常说的输煤系统。输煤系统的组成部分包括给煤机、皮带、破碎机、三通、卸料器等。我们采用 PLC 对此系统进行顺序控制。
