PLC五条皮带课程设计概述.docx

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PLC五条皮带课程设计概述

目录

一、设计任务书........................................................................................1

二、设计方案的选择........................................................................................3

2.1方案比较....................................................................................................3

2.2方案确定....................................................................................................4

三、电气主电路图.............................................................................................5

四、控制电路和保护电路图..........................................................................5

五、PLC接线图，I/O分配、梯形图设计及指令表...........................6

5.1PLC接线图...............................................................................................6

5.2I/O分配表.................................................................................................6

5.3梯形图........................................................................................................7

5.4指令表.......................................................................................................10

六、所有低压电气电器型号选择清单.....................................................14

七、心得体会...................................................................................................17

八、参考文献.....................................................................................18

1、设计任务书

1、设计5条皮带机上料控制系统，每条皮带机由1台三相异步电机控制，每台电机设有过载（热继电器）、堵转（过电流继电器）、皮带打滑（欠电流继电器）保护，需要用欧姆龙CMP系列PLC进行控制。

皮带机额定功率为7.5kw，供电电电压为三相四线制AC380V

2、控制要求：

1）每台皮带机均设有手动启动按钮和停车按钮，用于检修、测试或单独控制，并且都具有过载、堵转、皮带打滑保护。

2）自动运行时：

启动顺序为大号皮带先启动，分别延时5s后依次启动小号皮带，如按下启动按钮后，5号皮带机先启动，5s后4号皮带机启动，再过5s后3号皮带机启动，等等。

3）自动运行时：

停车顺序为小号皮带机先停车，分别延时8s后依次停止大号皮带，如按下停车按钮后，1号皮带机先停车，8s后2号皮带机停车，再过8s后3号皮带机停车，等等。

4）自动运行时，每条皮带机均设有过载、堵转、皮带打滑等三种保护，如果任意一种保护发生时，其停车顺序为：

首先该号及比该号码小的所有皮带机停车，其他皮带机依次延时8s按顺序停车。

例如：

3号皮带机发生故障保护，则1、2、3号皮带机均立即自动停车，8s后4号皮带机停车，再过8s后5号皮带机停车。

5）系统提供的输入控制信号。

名称

文字符号

名称

文字符号

1号皮带机手动启动按钮

SB1

3号皮带机热继电器

FR3

1号皮带机手动停车按钮

SB2

4号皮带机热继电器

FR4

2号皮带机手动启动按钮

SB3

5号皮带机热继电器

FR5

2号皮带机手动停车按钮

SB4

1号皮带机过电流继电器

KA1

3号皮带机手动启动按钮

SB5

2号皮带机过电流继电器

KA2

3号皮带机手动停车按钮

SB6

3号皮带机过电流继电器

KA3

4号皮带机手动启动按钮

SB7

4号皮带机过电流继电器

KA4

4号皮带机手动停车按钮

SB8

5号皮带机过电流继电器

KA5

5号皮带机手动启动按钮

SB9

1号皮带机欠电流继电器

KA6

5号皮带机手动停车按钮

SB10

2号皮带机欠电流继电器

KA7

皮带机系统自动启动按钮

SB11

3号皮带机欠电流继电器

KA8

皮带机系统自动停车按钮

SB12

4号皮带机欠电流继电器

KA9

1号皮带机热继电器

FR1

5号皮带机欠电流继电器

KA10

2号皮带机热继电器

FR2

6）系统需要输出的开关控制信号.

名称

文字符号

名称

文字符号

1号皮带机接触器

KM1

1号皮带机故障报警指示灯

HL6

2号皮带机接触器

KM2

2号皮带机故障报警指示灯

HL7

3号皮带机接触器

KM3

3号皮带机故障报警指示灯

HL8

4号皮带机接触器

KM4

4号皮带机故障报警指示灯

HL9

5号皮带机接触器

KM5

5号皮带机故障报警指示灯

HL10

1号皮带机运行指示灯

HL1

2号皮带机运行指示灯

HL2

3号皮带机运行指示灯

HL3

4号皮带机运行指示灯

HL4

5号皮带机运行指示灯

HL5

2、设计方案的选择

2.1方案比较 

  就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：

继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。

（1）继电器控制系统 

控制功能是用硬件继电器实现的。

继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护，系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统 的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。

（2）单片机控制 

单片机作为一个越大规模的集成电路、机构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。

其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。

但是，单片机是一片集成电路，不能直接将它与外部I/O接口电器上、硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。

（3）工业控制计算机控制 

工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在要求快速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。

但工控机价格较高，将它用于开关量控制有些大材小用。

且其外部I/O接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷 电路板上引出，不如接线端子可靠。

（4）PLC控制 

可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自已设计和制作硬件装置，只须确定可编程序控制器硬件配制和设计外部接线图，同时采用梯形图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和热线，通过修改程序适应工艺条件的变化。

可骗程控制（PLC）从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。

随着30多年来微电子技术的不断发展，PLC也通过不断的升级换代大大增强了其功能。

现在PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。

由PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置。

2.2 方案确定 

通过对多种设计方案的比较，决定选择可编程控制系统，相比于继电器系统，它性能可靠性高，接线很简单，系统不复杂，易于维护，性能先进，易于改造。

和单片机系统相比，它编程简单，易于掌握，连线简单。

工业控制计算机控制系统性能先进，但是价格昂贵，系统复杂，对于本系统而言实在是大材小用。

综上所述，本次设计应选择PLC控制更为合理。

三、电气主电路图

供电电电压为三相四线制AC380V，线路上有三极电源开关，低压断路器及熔断器保护电路。

五台交流电机接在三相电源上，并且由各自独立的触点控制，交流电机上有过电流、欠电流及热继电器保护装置，用来对应的皮带堵转、打滑及过载的故障。

电路主电路图见后面附录一（手绘图）。

4、控制电路和保护电路图

按下SB11，电路自动运行，电机从大号到小号依次启动，自动运行过程中，只要出现堵转、打滑、过载故障时，如果任意一种故障发生时，其停车顺序为：

首先该号及比该号码小的所有皮带机停车，其他皮带机依次延时8s按顺序停车。

按下SB12，电路停止运行，电机从小号到大号依次停止。

同时电路也加了保护电路，防止过载、过流。

控制电路和保护电路图见后面附录一（手绘图）。

五、PLC接线图，I/O分配、梯形图设计及指令表

5.1PLC接线图

PLC接线图见附录二（手绘图）。

5.2I/O分配表

名称（输入）

符号

I/O

名称

符号

I/O

1号皮带机手动启动按钮

SB1

0.01

1号皮带机热继电器

FR1

1.04

1号皮带机手动停车按钮

SB2

0.02

2号皮带机热继电器

FR2

2.04

2号皮带机手动启动按钮

SB3

0.03

3号皮带机热继电器

FR3

3.04

2号皮带机手动停车按钮

SB4

0.04

4号皮带机热继电器

FR4

4.04

3号皮带机手动启动按钮

SB5

0.05

5号皮带机热继电器

FR5

5.04

3号皮带机手动停车按钮

SB6

0.06

1号皮带机过电流继电器

KA1

1.03

4号皮带机手动启动按钮

SB7

0.07

2号皮带机过电流继电器

KA2

2.03

4号皮带机手动停车按钮

SB8

0.08

3号皮带机过电流继电器

KA3

3.03

5号皮带机手动启动按钮

SB9

0.09

4号皮带机过电流继电器

KA4

4.03

5号皮带机手动停车按钮

SB10

0.10

5号皮带机过电流继电器

KA5

5.03

皮带机系统自动启动按钮

SB11

0.11

1号皮带机欠电流继电器

KA6

1.05

皮带机系统自动停车按钮

SB12

0.12

2号皮带机欠电流继电器

KA7

2.05

3号皮带机欠电流继电器

KA8

3.05

4号皮带机欠电流继电器

KA9

4.05

5号皮带机欠电流继电器

KA10

5.05

名称（输出）

符号

I/O

名称

符号

I/O

1号皮带机接触器

KM1

10.01

4号皮带机运行指示灯

HL4

11.04

2号皮带机接触器

KM2

10.02

5号皮带机运行指示灯

HL5

11.05

3号皮带机接触器

KM3

10.03

1号皮带机故障报警指示灯

HL6

12.01

4号皮带机接触器

KM4

10.04

2号皮带机故障报警指示灯

HL7

12.02

5号皮带机接触器

KM5

10.05

3号皮带机故障报警指示灯

HL8

12.03

1号皮带机运行指示灯

HL1

11.01

4号皮带机故障报警指示灯

HL9

12.04

2号皮带机运行指示灯

HL2

11.02

5号皮带机故障报警指示灯

HL10

12.05

3号皮带机运行指示灯

HL3

11.03

5.4指令表

6、所有低压电气电器型号选择清单

1）交流接触器的型号意义：

2）热继电器的型号意义：

3）熔断器的型号意义：

4）三极开关电源的型号意义：

5）低压断路器的型号意义：

其他元件在网上可以查阅到型号资料，又因为皮带机额定功率为7.5kw，供电电电压为三相四线制AC380V,额定电流为20A左右。

可列出如下表的元件清单：

序号

符号

名称

数量

型号

1

QS

三极电源开关

1

HD11-20/11

2

QF

低压断路器

1

DW20G-20/1

3

FU1-FU2

熔断器

4

RL10-30

4

KM1-KM5

接触器

5

CJ20-40

5

FR1-FR5、FR

热继电器

6

JR20-25

6

SB1-SB12

按钮

12

LA10-30

7

M1-M5

三相交流电动机

5

Y2-100L1-2

8

PLC

可编程控制器

1

CPM2A-40CDR-D

9

KA1、3、5、7

过电流继电器

5

JL18-20J/55

10

KA2、4、6、8

欠电流继电器

5

SMJ3-20AC

11

HL1-HL5

运行指示灯

5

XB2-EV243

12

HL6-HL10

故障指示灯

5

XB2-EV244

13

UVW

三相电源

1

AC380V

7、心得体会

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。

“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。

我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。

 说实话，课程设计真的有点累。

然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这1周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。

虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中“春眠不知晓”的感悟。

通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。

课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：

有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来。

想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯。

这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。

 短短一周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。

想到这里，我真的心急了，但这课程设计确实使我有收获。

八、参考文献

【1】谬常初.《可编程控制器的编程方法与工程应用》重庆大学出版社

【2】黄琦兰李自成编《可编程控制器使用教程》机械工业出版社

【3】王冬青谭青编《欧姆龙CP1HPLC原理及应用》电子工业出版社

【4】袁任光编《可编程控制器应用技术与实例》华南理工大学出版社

【5】刘涳编《常用低压电器与可编程序控制器》西安电子科技大学出版社