基于PLC的运输带控制系统设计

基于PLC的运输带控制系统设计可编程控制器（2）期末大作业

班级：P09电气二班

姓名：代长顺

学号：**********

2011年12月

摘要

连续配料输送自动控制系统在水泥、煤炭、冶金、化工、饲料、食品等行业有很广泛的应用。具有功能全面，灵活性强，性价比高等特点，受到连续配料系统集成商和用户的欢迎。该系统集现代物流技术、仓储技术、自动化技术于一体，是CIMS中的重要环节，在国外已经得到较广泛的应用，该技术也正在逐渐地应用于我国许多行业中。

加盟WTO后，我国商品分销、配送服务市场将逐步扩大开放的领域和范围。而物流是企业发展的关键问题，物流会影响企业总体的生存和发展。在2000年物流成本占国内国民经济生产总值（GDP）的16.7%，而美国仅为10%以下。尤其是企业的物流设备水平与发达国家之间存在着巨大的差距，主要表现为，运输效率低，物流过程浪费惊人。我们知道，差距就是潜力和发展空间，因此，提高物流设备化水平，已成为当务之急。自动配料车是物流体系中运输分配的重要组成部分，它是能自动地存储和取出物料的系统。

传输带是皮带输送机的简称，传输带运用输送带的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，用途广泛。它的控制形式也多种多样，它可以由单片机，PLC，以及计算机来控制，由于PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置，故本设计中采用PLC集中控制的办法，本设计中利用PLC简单可视化的程序，采用了手动和自动控制的两种不同的控制方式。

关键词：传输带 PLC 手动控制自动控制运输效率

目录

第1章运输带控制发展 (3)

1.1运输带在生产中的应用 (3)

1.2PLC控制及发展 (3)

1.3控制系统人机界面作用及发展 (4)

第二章系统硬件设计 (4)

2.1设计方案 (6)

2.2控制电路设计 (7)

2.3主电路设计 (8)

第三章系统软件设计 (9)

3.1PLC程序设计 (8)

3.2触摸屏画面组态 (16)

第四章系统调试与运行操作 (18)

4.1调试过程 (19)

4.2运行操作 (21)

参考文献 (22)

第1章运输带控制发展

1.1 运输带在生产中的应用

运输带广泛用于建材、化工、煤炭、电力、冶金等部门，适用于常温下输送非腐蚀性的无尖刺的块状、粒状、粉末的多种物料、如煤炭、焦炭、砂石、水泥等散物（料）或成件物品，输送堆积目前PLC已经渗透到生活的各个方面，尤其是自动化控制。传输带广泛运用于我们的生活中，特别是工业生产中更是必不可缺。它被广泛应用在港口、电厂、煤矿、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。即可以运送散状物料，也可以运送成件物品。工作过程中噪音较小，结构简单。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上。皮带运输机由皮带、机架、驱动滚筒、改向滚筒、承载托辊、回程托辊、张紧装置、清扫器等零部件组成。在大型港口或大型冶金企业，皮带运输机得到最广泛的应用。其总长度可达到十几千米。

PLC在传输带上面的应用，使的传输带的控制机构变得简单，运行更加可靠，同时维修起来也是十分的简单方便。

1.2 PLC控制及发展

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。

PLC的发展：

20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic

Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。

20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。

1.3 控制系统人机界面作用及发展

人机界面的作用：

过程可视化：将工业生产过程动态地显示在HMI设备上。

显示报警：对工业生产过程的临界状态会自动触发报警。

归档过程值和报警：根据需求，可以记录报警和过程值，检索以前的生产数据。

过程值和报警记录：根据需求，可以打印输出报警和过程值报表。

过程和设备的参数管理：根据产品的品种，可以将工业生产过程中相应产品的参数存储在配方中。

操作员对过程的控制：操作员可以通过图形用户界面来控制工业生产过程。

人机界面的发展：

(1)具体形式的发展，过去经历了批处理、联机终端(命令接口)、(文本)菜单等多通道——多媒体用户界面和虚拟现实系统。

(2)用户界面中信息载体类型的发展，经历了以文本为主的字符用户界面(CUI)、以二维图形为主的图形用户界面(GUI)和多媒体用户界面，计算机与用户之间的通信带宽不断提高。

(3)计算机输出信息的形式而言的发展，经历了以符号为主的字符命令语言、以视觉感知为主的图形用户界面、兼顾听觉感知的多媒体用户界面和综合运用多种感观(包括触觉等)的虚拟现实系统。在符号阶段，用户面对的只有单一文本符号，虽然离不开视觉的参与，但视觉信息是非本质的，本质的东西只有符号和概念。在视觉阶段，借助计算机图形学技术使人机交互能够大量利用颜色、形状等视觉信息，发挥人的形象感知和形象思维的潜能，提高了信息传递的效率。早期的计算机系统只有单调的峰鸣声，虽然多媒体技术将声频形式和视频形式同时带入人机交互，但仍缺少听觉交互手段，即人处于被动收听状态，声音缺少位置和方向的变化，交互输入方面仍沿用图形用户界面所采用的键盘和鼠标器等交互设备。当前，在人机交互中结合进视觉的、听觉的以及更多的通道是必然趋势，特别是将听觉通道作为补充的或替换的信息通道已显示出重要性和优越性。

(4)人机界面中的信息维度的发展，经历了一维信息(主要指文本流，如早期电传式终端)、二维信息(主要是二维图形技术，利用了色彩、形状、纹理等维度信息)、三维信息(主要是三维图形技术，但显示技术仍利用二维平面为主)和多维信息(多通道的多维信息)空间。

第二章系统硬件设计

2.1设计方案

本设计是基于西门子S7-200PLC的运输带控制系统设计，触摸屏采用TP277 6’’。

3条运输带系统有两个运行状态：手动状态（I0.0为0）和自动状态（I0.0为1）。

（1）手动状态

系统进入手动状态，触摸屏进入手动画面，可单独启动和停止某一运输带。