皮带运输机PLC电气控制系统设计毕业论文

成教毕业论文（设计）

题目：皮带运输机PLC电气控制系统设计院系：机电学院

专业：电气工程及自动化

班级：13电气2班

考生姓名：管昱晨

准考证号：054513462428

指导老师：高育芳

附件一：

苏州大学成教毕业设计（论文）任务书

2、类别是指毕业论文或毕业设计，类型指应用型、理论研究型和其他；

3、在指导老师的指导下由学生填写。

皮带运输机PLC电气控制系统设计

摘要：随着技术的不断发展与应用，近来单片机的发展十分迅速，一个以微机为主的新技术革命浪潮正蓬勃兴起。皮带运输机是一种有牵引件的连续运输设备, 主要用来输送破碎后的物料，根据输送工艺要求，可单台输送，也可多台组成或与其它输送设备组成水平或倾斜的输送系统。带式输送机越来越显示出它的集约化、自动化、连续化、高速化等突出的优势。主要用来运成件或散件的货物，广泛的应用于工业生产中。传统的皮带运输机调速系统大部分是人工手动或半自动的，应用在皮带运输机上的直流电机存在动态性能差、故障率高、维护困难等缺点。

针对中小型皮带运输机的控制系统采用继电器控制，存在可靠性差、劳动强度大、生产效率低的问题，开发一种基于PLC的皮带运输机控制装置。本控制系统选用CPM2A系列PLC作为控制器。在硬件电路设计中，完成PLC选型及外部低压电器的选用，设计了硬件接线图，提出了接线要求，使之具有控制和保护作用。

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。下面就简单介绍一下利用PLC的特点而进行PLC控制皮带运输机的可编程设计的思路及其设计过程。

关键词： PLC 皮带运输机系统调试

第一章引言

PLC（Programmable Logic Controller），可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

自动化控制技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展自动化控制技术更加日新月异。伴随着数学、控制理论计算机、电子器件的发展，出现了自动化控制技术系统，并作为一门应用科学已发展成熟，形成了自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。随着新材料`新工艺`新技术的发展，必须推动各种自动机械向电气控制化和智能化的方向发展。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。

本次课程设计主要陈述的是皮带运输机控制系统。其中主要概述了PLC的基本结构，设计的目的与思路，设计过程以及程序的调试。

通过本次设计可以对其有一个深刻的了解，对其组成，功用，应用场合，工作特点可以有一个全方位的解析与了解。

1.1 PLC的产生

在PLC诞生之前，继电器控制系统已广泛应用于工业生产的各个领域，起着不可替代的作用。随着生产规模的逐步扩大，继电器控制系统已越来越难以适应现代工业生产的要求。继电器控制系统通常是针对某一固定的动作顺序或生产工艺而设计，他的控制功能也局限于逻辑控制、定时、计数等一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生变化，就必须重新进行设计、布线、装配和调试，造成时间和资金的严重浪费。继电器控制系统体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需求，并能在竞争激烈的汽车工

业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，拟定了10项公开招标的技术要求，即：

1、编程简单，可在现场修改程序

2、维护方便，最好是插件式

3 、可靠性高于继电器控制柜

4 、体积小于继电器控制柜

5 、可将数据直接送入管理计算机

6 、在成本上可与继电器控制柜竞争

输入可以是交流115V

8、输出可以是交流115V，2A以上，可直接驱动电磁阀等

9、在扩展时，原有系统只要很小变更

10 、用户程序存储器容量至少能扩展到4K

根据招标的技术要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用成功。这种新型的工控装置，以其体积小、可变性好、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便等一系列优点，很快就在美国的许多行业里得到推广应用，也受到了世界上许多国家的高度重视。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了他们的第1台PLC。1973年，西欧国家也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年开始研制，

到1977年开始应用于工控领域。在这一时期，PLC虽然采用了计算机的设计思想，但实际上PLC只能完成顺序控制，仅有逻辑运算等简单功能，所以人们将它称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称为PLC。

20世纪70年代末至80年代初期，微处理器日趋成熟，使PLC的处理速度大大提高，增加了许多功能。在软件方面，除了保持原有的逻缉运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理、网络通信、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块，并扩大了存储器的容量，而且还提供一定数量的数据寄存器。为此，美国电气制造协会将可编程序逻辑控制器，正式命名为编程序控制器（Programmable Controller），简称PC。但由于PC容易和个人计算机PC（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的简称。

1985年，国际电工委员会(IEC)对PLC作出如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来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的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

1.2 PLC的基本结构

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

a、电源。PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

b. 中央处理单元(CPU)。央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC

系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系