基于S7-200的四节传送带PLC控制

中文摘要
现今的社会.科技发展迅速，在工业方而，计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等髙新技术的发展息息相关，这些髙新技术推动了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幣头。

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，该皮带机及其前而的皮带机立即停I匕的自动控制等功能。

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：传送带，皮带机，可编程控制器
ABSTRACT
In toda/s society, the rapid development of technology, in the industry, computer technology.
毕业设计用纸
semiconductor technology, control technology, digital technology, communication network technology development, the new and high technology to promote the development of PLC. Today, our living environment and working environment, more and more as a programmable controller of small computer in our service, the programmable controller in the industrial control, sophisticated weapons, communications equipment, information processing. home appliances and other various measuring. control is used in the fields of exclusive top・ The four conveyor circuit using PLC as the control core, have the start sequence and sequence stop function, when a belt machine when a failure occurs ・ the belt machine and the front of the belt conveyor to immediately stop the automatic control function. Using this design, the preliminary master the basic PLC control function, to learn how to use PLC, control the basic industrial control.
Keywords: conveyor. belt machine , programmable controller
第一章绪论 (1)
1.1 PLC的概述 (1)
1.2四节传送带设计的目的 (2)
1.3传统传送带与多节传送带的比较 (2)
1.4四节传送带系统的发展 (2)
第二章总体方案 (3)
2.2四节传送带的设计方案 (3)
2.2. 1方案的选择 (3)
2.2. 2控制要求 (3)
第三章系统的硬件设计 (5)
3.1系统硬件分析 (5)
3.2四节传送带的硬件接线图 (5)
3.3电路工作过程 (6)
3.3. 1顺序启动 (6)
3. 3. 2顺序停止 (6)
3. 3.3传送带A上有重物时的停止 (6)
3. 3.4传送带B上有重物时的停止 (7)
3.3.5传送带C上有重物时停止 (7)
3.3.6传送带D上有重物时停止 (7)
第四章系统的软件设计 (8)
4.1四节传送带的系统流程图 (8)
4.2 I/O分配表 (9)
4.3梯形图 (9)
第五章系统的调试 (10)
5.1软件部分调试 (10)
5.2硬件部分调试 (10)
毕业设讣用纸
结论 (11)
致谢 (12)
参考文献 (12)
附录 (13)
第一章绪论
1.1 PLC的概述
可编程序控制器英文称Programmable Controller简称PC”但由于PC和个人计算机Personal Computer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豊专为在工业现场应用而设讣它采用可编程序的存储器用以在其内部存储区域执行逻辑运算、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器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操作维修人员的技能与习惯特别是PLC程序的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。

本课题是用PLC模拟四肖传送带的工作。

用PLC控制传送带具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。

此系统能够实现四节传送带的倒序启动和顺序停I匕以及故障、重物处理等功能。

PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成。

其中，CPU是PLC的核心：输入单元/输岀单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路：通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备.
图1-1 PLC的基本结构图
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1・2四节传送带设计的目的
本设计是通过PLC200编程实现其功能。

此的设汁主要是为了方便在日常生产中的应用，更多的是对PLC200深层次的了解，使自己能够掌握目前所学知识，锻炼自己的动手能力和分析、解决问题的能力：积累经验，培养按部就班、一丝不苟的工作和对所学知识的综合应用能力。

同时也是考察同学们对西门子PLC300编程的掌握程度和应用能力。

1.3传统传送带与多节传送带的比较
传统输送带具有输送距离长、输送量达、连续输送等优点。

与其他运输设备（如机车类）相比, 是最理想的高效连续运输设备。

成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。

但同时正因为传送带运输距离长、输送量大等特点。

也造成了输送带单机长度过长、输送倾斜角大、容易跑偏等缺陷。

而多节传送带却可以很好的解决这些问题。

多节传送带自身由多个传送带分节组成，这样就很好的避免开了单机长度过长的问题，同时因自身采用PLC进行多节控制，便可以在输送量大的问题上采取分段启动、逐步停止，可以大大的减少能源的消耗，达到节能减排的效果。

同时，传统传送带一旦某段出现故障，将会导致整个系统的停止运行。

在大型生产中会带来不可估量的损失。

而多节传送带因苴自身为多个分节组成，所以可以即时的査出故障发生的分段处，并且可以即时的更换掉出现问题的分节，从而进行维修。

这样就可以大大的提高生产中的效率。

但因苴需要分段控制在控制上不比传统传送带方便，因此我们采用PLC集中控制可以很好的解决这一问题。

因此，多节传送带以英方便、节能、安全、高效、控制方便优点，将逐步取代传统传送带在工业生产中的地位。

1・4四节传送带系统的发展
未来传送带设备的将向着大型化发展、扩大使用范羽、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方而发展。

大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方而。

水力输送装豊的长度已达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“带式输送逍”。

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一“组态王”设il•控制界而，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。

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第二章总体方案
2.1四节传送带控制简述
本次设计在原有传送带系统上，进行了拆分、将原本单一的传送带细化成多个段落，较之原本的系统更加节能，并且采用PLC系统进行统一的控制。

使原有的系统控制更加方便，同时也解决了原有系统检修、运输斜角等多个问题。

可以很可观的提高生产效率。

本课题简述了四节传送带的系统运作过程、工作流程、硬件配置、以及软件的编程调试。

以简述传送带的四节控制映射出多节传送带的可取之处、以及英今后在生产生活中的价值潜力。

2.2四节传送带的设计方案
表2-1设计方案表
2.2.1方案的选择
随着科学技术的发展和微型计算机控制技术的广泛应用，人们对传送带控制的方便性、安全性、快捷性等方面要求也越来越高，传送带控制系统的弊端也越来越明显，目前处于主导地位的自动传送带控制系统是可编程控制器（PLC）控制，大大的弥补了以往传送带控制的不足之处。

随着时代的发展，传送带技术也在不断更新。

2.2.2控制要求
Ml. M2. M3. M4表示传送带的运动，启动、停止用动合按钮来实现，负载或故障设置用钮子开关来模拟，电机的停转或运行用发光二极管来模拟。

启动时先按下SB1,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。

停止时应先按下SB2,停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止苴它皮带机。

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A、B、C、D分別为重物模拟按钮，当某条皮带机上有重物时，该皮带机前而的皮带机停止.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，Ml、M2立即停，过 5秒，M3停，再过5秒，M4停。

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第三章系统的硬件设计
3.1系统硬件分析
PLC四节传送带的硬件系统是由PC机、四台电机、西门子PLC200等构成。

使用PLC 进行控制，可以有效的解决多节传送带复杂的分段控制问题，通过电脑将软件系统下载进入PLC中，同时利用总线接入四台电机，通过软件的设计，实现四台电机顺序启动停止，并且在英某一段上而有重物时，实现一个分段的停止，从而达到节能的目的。

在本设计系统中，PLC时控制核心，外部多种输入信号如启动、停止，包括其中重物的反馈等信号采样进来，经过PLC内部进行程序的运算和数据处理后，提供多种输出信号来控制四台电机的运作。

PLC的硬件接线图如图2-1所示。

3・2四节传送带的硬件接线图
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3.3电路工作过程
3.3.1顺序启动
(1)按下启动按钮SB1,输入继电器10.0得电，◎10.0闭合。

(2)Q0.4得电并保持，KM4得电，传送带D开始运行，◎M1.0得电Ml. 0闭合。

T38 得电、开始运行。

(3)T38计时时间到、OT38闭合，Ml. 1得电，©Ml. 1闭合，T39得电开始计时,Q0. 3 得电并保持，KM3得电，传送带C开始运行。

(4)T39计时时间到，©T39闭合。

Q0. 2得电并保持，KM2得电，传送带B开始运行。

Ml. 2得电,©Ml. 2闭合，T40得电,开始计时。

(5)T40计时时间到，©T40闭合，Q0. 1得电，KM1得电，传送带A开始运行。

3. 3. 2顺序停止
(1)按下停止按钮SB2,输入继电器10.5得电，◎【。

码闭合。

Q0. 1复位并保持，KM1失电，传送带A停止运行，Ml. 3得电，◎Ml. 3闭合，T41得电, 开始计时。

(2)T41计时时间到，©T41闭合。

Q0.2复位并保持，KM2失电，传送带B停止运行，Ml. 4得电，◎Ml. 4闭合，T42得电, 开始计时。

(3)T42计时时间到，©T42闭合。

Q0. 3得电并保持，KM3失电,传送带C停止运行。

Ml. 5得电,©Ml. 5闭合，T43得电, 开始计时。

(4)T43计时时间到，©T43闭合。

Q0. 4复位并保持，KM4失电，传送带D停止运行。

3.3. 3传送带A上有重物时的停止
(1)传送带A上有重物，行程开关SQ1闭合，输入继电器10.1得电，◎10.1闭合。

T44得电，开始计时，T44计时时间到，©T44闭合。

Q0. 1复位并保持，KM1失电，传送带A停止运行。

Ml. 6得电，◎M1.6闭合，T45得电，开始计时。

(2)T45计时时间到,©T45闭合。

Q0.2复位并保持，KM2失电，传送带B停止。

Ml. 7得电，©Ml. 7闭合，T46得电，开始计时。

(3)T46计时时间到，©T46闭合。

Q0.3复位并保持，KM3失电，传送带C停止，M2. 0得电，©M2. 0闭合，T47得电，开始计时。

(4)T47计时时间到，©T47闭合，Q0. 4复位并保持，KM1失电，传送带A停止运行。

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3. 3. 4传送带B上有重物时的停止
(1)传送带B上有重物时，SQ2闭合，输入继电器10.2得电，©IOt闭合，
Q0. 1复位并保持，KM1失电，传送带A停止运行，M2. 0得电，M2. 0闭合，T48得电，开始计时。

(2)T48计时时间到，©T48闭合。

Q0.2复位并保持，KM2失电，传送带B停止运行，M2. 1得电，M2. 1闭合，T49得电，开始计时。

(3)T49计时时间到，©T49闭合。

Q0.3复位并保持，KM3失电，传送带C停止运行，M2. 2得电，©MZ. 2闭合，T50得电, 开始计时。

(4)T50计时时间到，©T50闭合，Q0. 4复位并保持，KM4失电，传送带D停止运行。

3. 3. 5传送带C上有重物时停止
(1)传送带C上有重物，SQ3闭合，输入继电器10. 3得电，10.3闭合，Q0. 1、Q0. 2 复位并保持，KM1、KM2失电，传送带A、B停止运行，M2. 3得电，◎M2. 3闭合，T51得电, 开始计时。

(2)T51计时时间到，©T51闭合。

Q0.3复位并保持，KM3失电，传送带C停止运行。

M2. 4得电，©血.4闭合，T52得电, 开始计时。

(3)T52计时时间到，©T52闭合，Q0. 4复位并保持，KM4失电，传送带D停止运行。

3. 3. 6传送带D上有重物时停止
(1)传送带D上有重物时，SQ4闭合，10. 4得电，◎10.4闭合,Q0.「Q0.2失电,KM1~KM3 失电，传送带A、B、C停止运行，M2. 5得电，M2. 5闭合，T53得电，开始计时。

(2)T53计时时间到，©TK闭合，©Q0.4复位并保持，KM4失电，传送带D停止运行。

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第四章系统的软件设计
4.1四节传送带的系统流程图
开始
—Ml有重饗丄邂2有重妙＞有重护“4有重妇
「结隶
X. _______
图4-1四条传送带流程图
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4.2 I/O分配表
输入/输出单元通常也称I/O单元，是PLC与工业生产之间的连接部件。

PLC通过输入接口可以检测彼控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据：同时PLC又通过输出接口将处理结果送给本控制对象，已实现控制目的。

本次设计的主要 I/O分配：
4.3梯形图
系统梯形图（见附录）
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第五章系统的调试
5.1软件部分调试
软件程序由STEP-7软件编写，可以对程序网络框图进行标注，程序编写完成后，对程 序进行编译连接，若有程序错误，在进行修改，直到没有错误为止，然后将程序下载到PLC 中。

并进行硬件调试部分。

按下启动按钮，四台电机顺序启动。

Ml 运行5秒后停止,M2、M3、M4依次停止。

Ml 立即停止,M2、M3、M4运行5秒后依次停止。

MK M2立即停止,M3、M4过5秒依次停止。

MK M2、M3立即停止,M4过5秒后停止。

按下停I 匕按钮后，四台电机顺序停止。

5. 2硬件部分调试
实验的硬件部分调试可以在实验台上进行，本次试验采用PLC224,由实验台进行初步 调试，程序下载完成后，按下开始按钮，第四段皮带，第三段皮带，第二段皮带，第一段 皮带依次运行，时间间隔为5秒。

按下停止按钮后，第一段皮带，第二段皮带，第三段皮 带，第四段皮带依次停止，时间间隔为5秒。

当某条皮带机上有重物时，该皮带机前而的皮带机停止，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，第三条皮带上有重物，第一第二条皮带 立即停，再过5秒，第四条皮带停。

如若没有岀现错误动作，则实验成功。

可以继续在实物上调试，若不成功，在返回重 新在实验台上调试，直到成功为止。

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当Ml 有重物时， 当M2有重物时， 当M3有重物时，
当M4有重物时，
结论
PLC应用技术是一门实践性很强的专业课，可PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推岀许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。

本次课程设计是应用S7-2OO PLC控制四节传送带系统的硬件电路，并利用梯形图控制程序设计。

通过控制S7-200 PLC的定时继电器的功能来实现四条皮带的运行，熟悉掌握好泄时器和PLC中基本的软组件使用方法和作用，按照选题利用左时器和继电器特点进行编程，使按下某按钮后实现不同的功能当程序编好后，利用S7-2OO软件调试系统进行调试, 根据功能要求使其一步步实现。

其中每个程序都进行反复涮试，直至实现相应的功能。

如果调试没有成功再校验程序有没有输入错误或者检查程序是否编辑错误，就这样周而复始直至程序调试成功。

经过本次设计我学到了很多很多东西，不仅巩固了以前学过的知识，而且学到了很多在书本上没有学到过的知识。

通过这次课程设汁使我懂得了理论和实践相结合是很重要的, 只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识和实践相结合起来，从理论中得岀结论，才能真正学到知识，从而提到自己的实际动手能力和独立思考的能力。

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致谢
本次课程设计经过老师和同学们的帮助，终于圆满完成，在老师和同学们的帮助下，克服了不少困难，在做课程设计的过程中，我又学到了不少东西。

这些在以后的学习和工作过程中会有不少的帮助。

本次课程设计是应用S7-2OO PLC控制四节传送带系统的硬件电路，并利用梯形图控制程序设计。

通过控制S7-200 PLC的定时继电器的功能来实现四条皮带的运行，熟悉掌握好泄时器和PLC中基本的软组件使用方法和作用，按照选题利用定时器和继电器特点进行编程，使按下某按钮后实现不同的功能当程序编好后，利用S7-2OO软件调试系统进行调试, 根据功能要求使英一步步实现。

英中每个程序都进行反复调试，直至实现相应的功能。

如果调试没有成功再校验程序有没有输入错误或者检查程序是否编辑错误，就这样周而复始直至程序调试成功。

借此机会向老师和同学们一并表示诚挚的谢意。

首先感谢我的指导老师沈治老师，非常感谢他在这次课程设讣阶段给自己的耐心的指导和无私的帮助。

在此我向他表示我诚挚的谢意。

通过这一阶段的努力，我在学习上和思想上都受益非注，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。

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参考文献
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