PLC控制系统课程设计(DOC)

东北石油大学课程设计

2013年11月22日

东北石油大学课程设计任务书

课程：PLC控制系统课程设计

题目：锅炉车间输煤机组控制

专业：自动化姓名：XXX 学号：100601140128

主要内容、基本要求、主要参考资料等

主要内容：

1、进行电气控制系统硬件电路设计。

2、编制输煤机组PLC控制程序。

3、编写设计说明书。

基本要求：

1、熟悉PLC控制系统的基本构成和工作原理。

2、设计基于PLC的输煤机组电气控制系统电路图。

3、掌握电器元器件的选择和有关计算。

4、掌握PLC控制程序（梯形图和指令表）。

参考资料：

[1] 廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社.2005.1～127.

[2] 罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200系列)[M].西安:西安电子科技大学出版社.2006.246～252.

[3] 钱锐.PLC应用技术[M].北京:科学出版社.2006.112～113.

完成期限2013.11.18~2013.11.22

指导教师

专业负责人

2013年10月25日

目录

第1章控制工艺流程分析 (1)

1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (1)

1.2 控制过程描述 (1)

1.3 控制工艺分析 (2)

第2章控制系统总体方案设计 (4)

2.1 锅炉车间输煤机组控制系统总体方案设计 (4)

2.2 系统硬件组成 (4)

2.3 I/O分配 (7)

2.4 系统接线图设计 (9)

第3章控制系统梯形图程序设计 (10)

3.1 控制程序流程图设计 (10)

3.2 控制程序设计思路 (11)

第4章监控系统设计 (13)

4.1 PLC与上位监控软件通讯 (13)

第5章系统调试及结果分析 (14)

5.1 系统调试 (14)

5.2 结果分析 (14)

课程设计心得 (15)

参考文献 (16)

附录 (17)

第1章控制工艺流程分析

1.1 PLC控制系统设计的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1. 最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC 控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2. 保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3. 力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

4. 适应发展的需要

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

1.2 控制过程描述

输煤机组控制系统示意图如图1-1所示，输煤机组控制信号说明见表1-1。

图1-1 输煤机组控制系统示意图

表1-1 输煤机组控制信号说明

输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA 组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4～SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1～HL6为Ml～M6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。

1.3 控制工艺分析

(1) 手动开车/停车功能SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，通过SB4～SB9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。

(2) 自动开车/停车功能SA1手柄指向右45º时，接点SA1-2接通，输煤机组自动运行。

1) 正常开车按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；10s后，破

碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。

2) 正常停车按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组全部正常停车。

3) 过载保护输煤机组有三相异步电动机M1～M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。

4) 紧急停车输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。

5) 系统正常运行指示输煤机组中，拖动电动机M1～M6和磁选料器YA 按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。

(3) 相关参数

1) M1～M6及磁选料器YA功率如图2-1中所示。

2) 指示灯HL：0.25W，DC24V。

3) 电铃HA：8W，AC220V