皮带传输机PLC控制系统.

湖南工程学院课程设计

课程名称电气控制与PLC 课题名称皮带运输机电气控制系统设计专业班级

姓名

学号

指导教师赖指南、刘星平、谭梅、周向红

2013年7月5日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称电气控制与PLC 课题名称皮带运输机电气控制系统设计专业班级

姓名

学号

指导教师赖指南、刘星平、谭梅、周向红

审批黄峰、汪超、刘星平

任务书下达日期2013年6月22日

课程设计完成日期2013年7月5日

课题：皮带运输机电气控制系统设计

一.皮带运输机概况及控制要求

皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动，如图1所示，控制要求如下： M1M2

M3

M4

图1 皮带运输机系统示意图

(1) 启动时先起动最末一台皮带机，经过5S 延时，再依次起动其它皮带机：

1234555M M M M S S S −→−−→−−→−

(2) 停止时应先停止第一台皮带机(M1)，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机：

4321555M M M M S S S −→−−→−−→−

(3) 当某台皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停止。例如当M2故障时，M1、M2应立即停，经过5S 延时后，M3停，再过5S 后M4停。

(4) 要求皮带运输机控制系统具有手动和自动两种工作方式。

二.设计任务

1.设计和绘制电气控制原理图或PC I/O 接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。

2.选择电气元件，编制电气元件明细表。4. 上机调试程序

3.设计操作面板电器元件布置图。 5. 编写设计说明书。

前言

本次课程设计是在我们学习完了PLC这门课程后安排的，目的是为了更好地掌握PLC的知识，并且把所学的知识应用到实际中去，提高自己的动手能力。在当今的工业界，只要涉及控制的地方，都离不开PLC。它涉及到我们生活的方方面面，包括我们从超市买的任何商品，我们用的数码产品，开的车，看的书等其从生产、包装、传送、仓储、运输等等环节。那么到底PLC是什么东西呢？可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，PLC 是一种数字运算操作的电子装置。

本报告书包含了5个章节。第1章是对皮带传输机的概述，概述了其结构、用途、工作原理及其过程。第2章是各种方案的对比、认证，方案中包括单片机控制，继电器控制系统，最终结论还是PLC控制要比其他的好些。3章是控制系统的硬件电路设计，包括皮带传输机电机、PLC型号的选择。还有PLC I/O接线图，各种开关、按钮等元件的选择。第4章是程序设计部分，在这章中包括主程序，以及各种子程序的顺序功能图、梯形图的设计。最后一章是程序的调试，把编好的程序，导出来用仿真软件模拟PLC进行仿真，采用的仿真软件是S7-200仿真。这种方法又省时，又方便修改程序。

在本次PLC课程设计中，特别感谢赖老师的精心指导，教诲。感谢帮助我的同学们。限于编者的水平有限，报告书中难免有些不完善，不足和疏忽之处，希望读者批评指正。谢谢！

肖锦朋

2013年7月5日

目录

第1章控制对象概述 (1)

1.1 皮带运输机用途、基本组成结构及工作过程 (1)

1.1.1 皮带运输机用途 (1)

1.1.2 皮带运输机组成及工作原理 (1)

1.2 控制对象对控制系统的要求 (1)

1.3 本课题应完成的设计工作 (2)

第2章控制方案论证 (3)

2.1 继电器控制方案 (3)

2.2 单片机控制方案 (3)

2.3 PLC控制方案 (4)

2.4 结论 (4)

第3章控制系统硬件设计 (5)

3.1 拖动电机主电路设计 (5)

3.1.1 电机及元件选择 (5)

3.1.2 主电路的设计 (5)

3.2 PLC控制系统设计 (5)

3.2.1 PLC控制系统电气元件选择 (5)

3.2.2 PLC I/O 接线图设计 (7)

第4章控制系统程序设计 (8)

4.1 程序的组成部分 (8)

4.2 主程序设计 (8)

4.3 公用子程序设计 (8)

4.4 自动子程序设计 (9)

4.4.1 自动子程序顺序功能图 (9)

4.4.2 自动子程序梯形图 (10)

4.5 手动子程序设计 (12)

4.6 故障子程序设计1 (12)

4.6.1 故障子程序1顺序功能图 (12)

4.6.2 故障子程序1顺序功能图 (13)

4.7 故障子程序设计2 (13)

4.8 故障子程序设计3 (15)

4.9 故障子程序设计4 (15)

第5章程序的调试 (17)

结束语 (18)

参考文献 (19)

致谢 (20)

附录（语句表） (21)

第1章控制对象概述

1.1 皮带运输机用途、基本组成结构及工作过程

1.1.1 皮带运输机用途

皮带输送机可以广泛应用于现代化的各种工业企业中，露天采矿场及选矿厂中，在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统中，皮带输送机都得到了广泛应用，水平运输或倾斜运输，皮带输送机的使用都非常方便。皮带输送机是以连续摩擦驱动的方式用来运输物料。那么皮带输送机的主要是由输送带和驱动装置组成的。皮带输送机具有输送量大、结构简单优点，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门，用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。

皮带运输机的驱动装置由单个或多个驱动滚筒驱动，驱动电机也可以是单个电机或多个电机驱动。一般驱动装置包括电动机、减速机、液力偶合器、制动器或逆止器等组成。偶合器的作用是改善皮带运输机的启动性能。制动器和逆止器是为了防止当皮带运输机停机时皮带向下滑动。

皮带运输机是散料连续运输机械，是应用于短距离连续运输的的重要机械设备。

1.1.2 皮带运输机组成及工作原理

皮带输送机的主要是由输送带和驱动装置组成的。主要介绍驱动装置即四台电动机的运动情况。皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动。皮带输送机是以连续摩擦驱动的方式用来运输物料，通过控制4台电动机的运动，来控制传输物料。

1.2 控制对象对控制系统的要求

皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动，如图1所示，控制要求如下：