课程设计PLC四节传送带的模拟设计.docx
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课程设计PLC四节传送带的模拟设计.docx
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课程设计PLC四节传送带的模拟设计
成绩:
课程设计报告书
所属课程名称机电传动控制(含PLC)
题目四节传送带的模拟PLC
分院机电学院
专业、班级机械设计制造及其自动化B0902
目录
1课程设计任务书………………………………1
2总体设计………………………………………2
3硬件系统设计(电气原理设计)……………3
4程序设计(配线系统设计)…………………6
5程序调试(实验)及结果分析………………17
6总结……………………………………………18
7参考文献………………………………………18
1课程设计任务书
课程设计题目:
四节传送带的模拟PLC
课程设计时间:
自2012年7月16日起至2012年7月27日。
课程设计要求:
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:
王朋
2012年07月27日
课程设计评阅意见
项目
课程设计态度评价
10%
出勤情况评价10%
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%
成绩
综合评定等级
评阅教师:
2012年月日
四节传送带的模拟PLC
二.总体设计
可编程序控制器,英文称ProgrammableController,简称PC。
但由于PC容易和个人计算机(PersonalComputer)混淆,故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查错也都很方便。
用户在购到所需的PLC后,只需按说明书的提示,做少量的接线和简易的用户程序的编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。
本次是用PLC控制四节传送带工作的课程设计,完成以下功能:
1.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;
2.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;
3.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。
4.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。
三.硬件系统设计
3.1按钮分配和实物模型如下:
功能说明:
四条皮带运输机的传送系统,分别用四台异电动机M1、M2、M3、M4(型号:
JO2-41-4)带动,控制过程如下:
启动时先按下SB1按钮,起动最末一条皮带机,经过5秒延时,再依次起动其他皮带机。
停止时按下SB2按钮,最前一条皮带机先停止,待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
当程序不自锁时(即I0.6开通),A、B、C、D为故障模拟按钮,分别模拟M1、M2、M3、M4发生故障时的情况。
例如:
当要模拟M1条皮带机发生故障时,只需按下按钮A即可,此时该皮带机立即停止工作,而该皮带机以后的皮带机分别间隔5秒再依次停止工作:
M2在M1停止工作后5秒以后再停止(将本皮带上的货物运送待运完后才停止)。
M3在M2停止工作后5秒以后再停止。
往后依次类推。
当M2发生故障时,M1皮带机立即停止工作,而M2以后的皮带机则依次间隔5秒以后再停止工作。
M3、M4发生故障时情况与此相同。
当程序自锁时(即I0.6关闭),A、B、C、D为重物模拟按钮,分别模拟四个皮带机上有重物是的情况。
当按下E时M1皮带机立即工作5秒后停止,而M2立即开始工作且5秒后停止,M3、M4分别间隔5秒后工作然后停止。
停止时只需按下按钮SB2,这时M1皮带先停止工作,然后M2、M3、M4依次停止工作。
3.2选择PLC型号
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。
选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。
3.2.1基本单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用,其输入输出点数的分配见下表:
S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
型号
输入点
输出点
可带扩展模块数
S7-200CPU221
6
4
—
S7-200CPU222
8
6
2个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点
S7-200CPU224
14
10
7个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226
24
16
2个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226XM
24
16
2个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
3.2.2编程器
PLC在正式运行时,不需要编程器。
编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。
S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。
简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。
智能型编程器采用计算机进行编程操作,将专用的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。
本实验采用S7—200CPU226的可编程控制器
3.3输入/输出接线列表
输入端
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
I0.5
输出端
SB1
A
B
C
D
M1
M2
M3
M4
SB2
输入端
1M
2M
L+
M
输出端
L+
1M
V+
COM
其中I0.0为系统启动按钮,I0.1、I0.2、I0.3、I0.4为故障模拟钮子按钮,I0.1、I0.2、I0.3、I0.4同为重物模拟按钮,I0.5为系统停止按钮,I0.6为自锁开关,实现故障模拟和重物模拟功能的切换。
Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4为电动机M1、M2、M3、M4的输出。
四.程序设计
PLC本身有多种程序设计语言,如梯形图语言、指令语句表语言、功能表语言等。
其中梯形图语言沿袭传统的电气符号控制图,但简化了符号,编程容易且直观。
根据设计要求,其中两种情况:
皮带机发生故障和皮带机上有重物。
具体流程图如下:
4.1发生故障时的流程图如下:
4.2传送带上有重物时的流程图如下:
4.3梯形图的设计
五.程序调试及结果分析
1.传送带正常运转时:
当按下启动按钮SB1时,先启动最后一个传送带,然后经过5S的延时,启动第三个传送带,依次经过5S延时,启动其他传送带;
当按下停止按钮SB2时,第一个传送带停止运转,其余传送带按正向依次经过5S的延时停止运转。
2.传送带发生故障时:
当A传送带发生故障时,第一个传送带停止运转,其余传送带按正向依次经过5S的延时停止运转。
当故障解除时,四个传送带均正常运行;
当B传送带发生故障时,第一、二个传送带停止运转,其余传送带按正向依次经过5S的延时停止运转。
当故障解除时,四个传送带均正常运行;
当C传送带发生故障时,前三个传送带停止运转,第四个传送带经过5S的延时停止运转。
当故障解除时,四个传送带均正常运行;
当D传送带发生故障时,四个传送带均停止运转。
当故障解除时,四个传送带均正常运行;
3.传送带上有重物时:
当A传送带上有重物时,所有传送带按正向依次经过5S的延时停止运转。
;
当B传送带上有重物时,第一个传送带停止运转,其余传送带按正向依次经过5S的延时停止运转。
当C传送带上有重物时,前两个传送带停止运转,其余传送带经过5S的延时停止运转。
当D传送带上有重物时,前三个传送带均停止运转。
第四个传送带均经过5S的延时停止运转。
六.总结
这次课程设计在拿到题目之后,通过对题目的分析。
然后,又在网上查阅了相关资料,初步制定各个部分功能的实现方案,对各部分功能进行简单编程,完成个部分功能的独立实现;之后,将各部分程序整合到一起,进行调试,在整合和调试过程中我们发现,故障程序与带重物程序同步实现(即运行过程中两程序互相干扰),为了解决这个问题,我们决定加一个自锁程序,之后问题得到解决,程序完成预定功能。
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。
同时,使我们的合作意识得到加强。
合作能力得到提高。
七.参考文献
[1]吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用(第2版)机械工业出版社,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
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- 课程设计 PLC 传送带 模拟 设计