基于plc的四级传送带控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)

基于plc的四级传送带控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

成集中管理的分布式网络系统。 目前各厂商都主推各自的总线标准，如西门子 Profibus、 AB ControlNet 及 DeviceNet、莫迪康 Modbus 等等。 但其构成 的“集中管理、分散控制”分布 式控制方式是十分类似的。 如 ROCKWELL（ AB）推出了“全方位自动化”的理念，推荐三层网络结构，即 1）设备层（ DeviceNet 为代表）； 2）控制层（ ControlNet 为代表）； 3）管理层（ EtheNet）。 四级传送带系统的历史 四级传送带系统的起源 17 世纪中，美国开始应用架空索道传送散状物料； 19 世纪中叶，各种现代 结构的传送带输送机相继出现。 皮带式传送带设备 1868 年，在英国出现了皮带式传送带输送机； 1887 年，在美国出现了螺 旋输送机； 1905 年，在瑞士出现了钢带式输送机； 1906 年，在英国和德国出现了惯性输送机。 此后，传送带输送机 受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的传送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。 四级传送带系统的发展 未来传送带设备的将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低 能量消耗、减少污染等方面发展。 大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方 面。 水力输送装 置的长度已达 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“带式输送道”。 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。 4 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 — “组态王”设计控制界面，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。 5 2 S7200 的配置及组态 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 ： 图 21 PLC 的基本结构 电源。 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要的作用。 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。 中央处理单元 (CPU)。 中央处理单元 (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，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按 指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。 等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高 PLC的可靠性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。 这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。 存储器。 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 输入输出接口电路。 现场输入接口电路由光耦合电路和微 机的输入接口电 6 路，作用是 PLC 与现场控制的接口界面的输入通道。 现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用 PLC 通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 功能模块。 如计数、定位等功能模块。 通信模块。 如以太网、 RS48 ProfibusDP 通讯模块等。 PLC 的工作原理 当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫 描周期。 在整个运行期间， PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 输入采样阶段。 在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 用户程序执行阶段。 在用户程序执行阶段， PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线 路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态。 输出刷新阶段。 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。 在此期间， CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 四级传送带系统的工作要求 启动时先起动最末一条皮带机，经过 1 秒延时，再依次起动其它皮带机。 停止时应先停止最前一条皮带机，经过 1 秒延时，再依次 停止其它皮带机。 当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机每隔一秒依次停止。 例如 M2故障， M M2 立即停，经过 1 秒延时后， M3 停，再过 1 秒， M4 停。 电气原理图与功能详细说明 四级传送带的模拟实验面板图 ： 7 图 22 四级传送带的模拟实验 功能说明： M M M 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 1 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，经过 1 秒延时，再依次停止其它皮带机。 A、 B、 C、 D 表示故障设定，分别模拟 M M M M4发生故障时的情况，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机每隔一秒依次停止。 例如 M2 故障，只需按下 B按钮即可，则 M M2立即停，经过 1 秒延时后， M3停，再过 1 秒， M4 停。 输入 /输出接线列表 表 21 I/O地址分布列表 输入 接 线 SB1 A B C D SB2 输出 接线 M1 M2 M3 M4。