PLC的运输带控制新版系统.doc

题目 运输带控制系统 姓名：刘保坤班级：P14电气5班学号：03140004 10.20 目 录摘 要2Abstract3第一章 引言41.1运输带在生产中应用41.2 PLC控制及发展41.3控制系统人机界面作用及发展5第二章 系统设计82.1系统硬件设计82.1.1设计方案82.1.2控制电路设计92.1.3主电路设计92.2 系统软件设计102.2.1控制要求102.2.2控制功效实现112.2.3手动/自动程序梯形图11第三章 触摸屏画面组态12第四章 系统调试和运行操作144.1调试过程144.2运行操作14结束语15参考文件16致 谢17附录18摘 要工业自动化是机器设设备或生产过程在不需要人工直接干预情况下,按预期目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程方法和技术。它是包含机械、微电子、计算机等技术领域一门综合性技术。工业革命是自动化技术助产士。正是因为工业革命需要，自动化技术才冲破了卵壳，得到了蓬勃发展。同时自动化技术也促进了工业进步，现在自动化技术已经被广泛应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，成为提升劳动生产率关键手段。结合当今社会形式，我设计了一个基于西门子PLC触摸屏运输带控制系统。本设计能满足简单传送带控制，操作简便，简单易懂，界面友好。能够实现手动启停，自动启停，并有报警系统。关键词:自动控制、传送带、PLCAbstractIndustrial automation is a machine equipment or manufacturing process do not need artificial direct intervention in the case, according to the expected goals measurement, control, information processing and process control collectively. Automation technology is to explore and research process automation of the methods and technology. It is related to the mechanical, microelectronics and computer technology in the field of a comprehensive technology. The industrial revolution is the automation technology of the midwife. It is because of the needs of the industrial revolution, automation technology just broke through the egg shell, obtained the vigorous development. At the same time automation technology also promoted the progress of industry, now automation technology has been widely used in mechanical manufacturing, power, construction, transportation, information technology and other fields, and become the main means to improve labor productivity. On the social form, I design based on Siemens PLC touch screen with transportation control system. This design can satisfy simple conveyor belt control, simple operation, easy to understand and friendly interface. Can achieve manually rev. Stop, stop, and automatic and alarm system. Keywords: automatic control, the conveyor belt, PLC 第一章 引言1.1运输带在生产中应用运输带输送是基于PLC自动控制系统，它在水泥、煤炭、冶金、化工、饲料、食品等行业有很广泛应用。含有功效全方面，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中关键步骤，在国外已经得到较广泛应用，该技术也正在逐步地应用于中国很多行业中。 加盟WTO后，中国商品分销、配送服务市场将逐步扩大开放领域和范围。而物流是企业发展关键问题，物流会影响企业总体生存和发展。在物流成本占中国国民经济生产总值（GDP）16.7%，而美国仅为10%以下。尤其是企业物流设备水平和发达国家之间存在着巨大差距，关键表现为，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，所以，提升物流设备化水平，已成为当务之急。自动配料车是物流体系中运输分配关键组成部分，它是能自动地存放和取出物料系统。1.2 PLC控制及发展PLC是一个以微处理器为基础通用工业自动控制装置，它综合了现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术，含有体积小、功效强、程序设计简单、维护方便、可靠性高等优点，尤其适于在恶劣工业环境中使用，被称为现代工业自动化支柱之一。早期可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它关键用来替换继电器实现逻辑控制。伴随技术发展，这种采取微型计算机技术工业控制装置功效已经大大超出了逻辑控制范围，所以，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。不过为了避免和个人计算机(Personal Computer)简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,PLC自1966年美国数据设备企业（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国可编程序控制器质量优良，功效强大。起源：1968年美国通用汽车企业提出替换继电器控制装置要求。1969 年，美国数字设备企业研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ，在美国通用汽车企业生产线上试用成功，首次采取程序化手段应用于电气控制，这是第一代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认第一台PLC。 发展：20世纪70年代初出现了微处理器。大家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效，完成了真正含有计算机特征工业控制装置。此时PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反应可编程控制器功效特点，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，计算机技术已全方面引入可编程控制器中，使其功效发生了飞跃。更高运算速度、超小型体积、更可靠工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功效及极高性价比奠定了它在现代工业中地位。 20世纪80年代初，可编程控制器在优异工业国家中已取得广泛应用。世界上生产可编程控制器国家日益增多，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发展最快时期，年增加率一直保持为3040%。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升，PLC逐步进入过程控制领域，在一些应用上替换了在过程控制领域处于统治地位DCS系统。 20世纪末期，可编程控制器发展特点是愈加适应于现代工业需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了多种多样特殊功效单元、生产了多种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器工业控制设备配套愈加轻易。1.3控制系统人机界面作用及发展人机界面装置是操作人员和PLC之间双向沟通桥梁，很多工业被控对象要求控制系统含有很强人机界面功效，用来实现操作人员和计算机控制系统之间对话和相互作用。人机界面装置用来显示PLCI/O状态和多种系统信息，接收操作人员发出多种命令和设置参数，并将它们传送到PLC。人机界面装置通常安装在控制屏上，必需能够适应恶劣现场环境，其可靠性应和PLC可靠性相同。 过去用按钮、开关和指示灯等作人机界面装置，它们提供信息量少，而且操作困难，需要熟练操作人员来操作。假如用七段数字显示器来显示数字，用拨码开关来输入参数，占用PLCI/O点数多，硬件成本高，有时还需要自制印制电路板。 在环境条件很好控制室内，能够用计算机作人机界面装置。早期工业控制计算机用CRT显示器和薄膜键盘作工业现场人机界面，它们体积大，安装困难，对现场环境适应能力差。现在基础上全部使用基于液晶显示器(LCD)操作员面板和触摸屏。 人机界面(Human Machine Interface)又称人机接口，简称为HMI。从广义上说，HMI泛指计算机（包含PLC）和操作人员交换信息设备。在控制领域，HMI通常特指用于操作人员和控制系统之间进行对话和相互作用专用设备。西门子企业手册将人机界面装置统称为HMI设备，本书通常将它们简称为HMI设备。 人机界面是按工业现场环境应用来设计，正面防护等级为IP65，后面防护等级为IP20，坚固耐用，其稳定性和可靠性和PLC相当，能够在恶劣工业环境中长时间连续运行，所以人机界面是PLC最好搭档。 人机界面用于负担下列任务： 过程可视化：在人机界面上动态显示过程数据（即PLC采集现场数据）。 操作员对过程控制：操作员经过图形界面来控制过程。比如，操作员能够用 触摸屏画面上输入域来修改控制系统参数，或用画面上按钮来起动电 动机。 显示报警：过程临界状态会自动触发报警，比如当变量超出设定值时。 统计（归档）功效：次序统计过程值和报警信息，用户能够检索以前生产数据。 输出过程值和报警统计：比如能够在某一轮班结束时打印输出生产报表。 过程和设备参数管理：将过程和设备参数存放在配方中，能够一次性将这些参数从人机界面下载到PLC，方便改变产品品种。 在使用人机界面时，需要处理画面设计和和PLC通信问题。人机界面生产厂家用组态软件很好地处理了这两个问题。组态软件使用方便、易学易用。使用组态软件能够很轻易地生成人机界面画面，还能够实现一些动画功效。人机界面用文字或图形动态地显示PLC中开关量状态和数字量数值。经过多种输入方法，将操作人员开关量命令和数字量设定值传送到PLC。多种品牌人机界面通常全部能够和各关键生产厂家PLC通信。用户不用编写PLC和人机界面通信程序，只需要在PLC编程软件和人机界面组态软件中对通信参数进行简单设置，就能够实现人机界面和PLC通信。第二章 系统设计2.1系统硬件设计2.1.1设计方案本设计是用西门子S7-200PLC编写控制程序,触摸屏采取是TP277 6。图1（三条运输带分布图）图1中三条运输带次序相连，三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，可单独开启和停止某一运输带。（2）自动状态系统进入自动状态，触摸屏进入自动画面，为了避免运输物料在1号和2号运输带上堆积，起动时应先起动下面运输带，再起动上面运输带。按下起动按钮后，1号运输带开始运行，延时5s后2号运输带自动起动，再过5s后3号运输带自动起动。停机时为了避免物料堆积，并尽可能将皮带上余料清理洁净，使下一次能够轻载起动，停机次序和起动次序应相反。即按了停止按钮后，先停3号运输带，5s后停2号运输带，再过5 s停1号运输带。操作人员在次序起动3条运输带过程中假如发觉异常情况，可能需要立即停车。按下停止按钮后，将已起动运输带停车，仍采取后起动运输带先停车标准。（3）报警功效，在任意状态，1号运输带开启以后，按下I0.7，系统显示报警信息：1号运输带故障；按下确定按钮，报警信息消失。若故障消失（I0.7）为0，报警信息不再显示；若故障未消失（I0.7为1），过5秒报警信息又出现。2.1.2控制电路设计本设计采取s7-200CPU，输入端I0.0高、低电平控制手动、自动控制切换。I0.7是警报触发端。输出端Q0.0、Q0.1、Q0.2分别控制中间继电器KA1、KA2、KA3，进而控制三条运输带启停，详见附件（运输带控制资源分配表）。图2（CPU接线图）2.1.3主电路设计KM1、KM2、KM3分别由S7-200CPU输出端Q0.0、Q0.1、Q0.2控制，它们分别控制着三条传送带电机启停。QS是急停按钮，FU1、FU2、FU3为熔断器，FR1、FR2、FR3是热过载保护器。图3（根本路接线图）2.2 系统软件设计2.2.1控制要求三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，可单独开启和停止某一运输带。（2）自动状态系统进入自动状态，触摸屏进入自动画面，点击开启按钮，1号运输带开启，过5秒2号运输带开启，过5秒3号运输带开启；点击停止按钮，3号运输带立即停止，过5秒2号运输带停止，过5秒1号运输带停止。（3）报警功效在任意状态，1号运输带开启以后，按下I0.7，系统显示报警信息：1号运输带故障；按下确定按钮，报警信息消失。若故障消失（I0.7）为0，报警信息不再显示；若故障未消失（I0.7为1），过5秒报警信息又出现。2.2.2控制功效实现本设计中因为控制功效比较简单,所以采取基础指令组合实现其控制功效。各部分功效实现以下：CPU上电首先复位,经过I0.0控制手动和自动切换。（1）手动程序:按下1号带手动开启按钮（M0.0置1）,Q0.0接通,由Q0.0控制KM1线圈得电，常开触点闭合，1号传送带电机运转，按下1号带手动停止按钮(M0.0复位)，KM1失电，常开触点断开，1号传送带电机停止。2、3号传送带同理。（2）自动程序：按下自动开启按钮(M0.3置1)，Q0.0接通，由Q0.0控制KM1线圈得电，常开触点闭合，一号传送带电机运转，同时定时器T40开始计时，5S后Q0.1（2号传送带电机）接通，再过5S后Q0.2（3号传送带电机）接通；按下停止按钮（M0.0复位），Q0.2断开，由Q0.2控制KM3线圈失电，触点断开，3号传送带电机停止，同时定时器T41开始计时，5S后Q0.1（2号传送带电机）断开，再过5S后Q0.0（1号传送带电机）断开。（3）报警触发：当满足Q0.0接通（1号传送带）而且I0.7接通（报警触发）时，中间量M15.0接通，报警显示（M15.2置1），并形成自锁；当按下确定键（M15.2复位）时，警报消失，但假如1号传送带（Q0.0）和报警触发（I0.7）仍然接通，定时器T45就会计时，5S后报警显示（M15.2置1）。(4)广告动画：定时器T101接通，把定时器T101值送入广告动画(VW0)中，在触摸屏上组态广告动画水平移动范围。（5）运输带动画：对应运输带开启，对应定时器就开始计时,把定时器值送入对应自动动画VW中,经过对触摸屏组态运输带线可见性来实现电机运转。2.2.3手动/自动程序梯形图本程序梯形图是基于S7-200控制器编译，详见附录（程序梯形图）。第三章 触摸屏画面组态触摸屏包含五个画面：主画面、手动画面、自动画面、报警画面，棒图画面。主画面（图4）：用于画面切换，包含广告动画、时间日期、系统介绍、画面切换按钮等；图4（主画面）手动画面（图5）：可单独启停某一设备,三组启停按钮,动画显示电机旋转和返回主画面按钮；图5（手动画面）自动画面（图6）：用于系统整体启停，动画显示电机旋转和返回主画面按钮；图6（自动画面）报警画面（图7）：显示报警信息并有返回主画面按钮。图7（报警画面）另外，报警信息出现时，还可在任意画面显示。比如(图8)：图8（报警画面）棒图画面（图9）：会跟踪电机1温度，超出80会在报警界面出现温度过高信息。图8（帮图画面0第四章 系统调试和运行操作4.1调试过程我把PLC调试分为模拟调试和联机调试。硬件部分模拟调试关键是对控制柜或操作台接线进行测试。在操作台接线端子上模拟PLC外部开关量输入信号，或操作按钮指令开关，观察对应PLC输入点状态。用编程软件将输出点强制ON/OFF，观察对应控制柜内PLC负载（指示灯、接触器等）动作是否正常，或对应接线端子上输出信号状态改变是否正确。软件部分模拟调试关键是经过仿真软件进行测试。在模拟调试中处理了大部分问题，修正了很多错误，同时也学到了很多知识。联机调试时，把编制好程序下载到现场PLC中。我让主电路断电，只是对控制电路进行联机调试。在联机调试中发觉了很多问题，而且也想到了部分控制功效改善。4.2运行操作全部调试完成以后，又经过对一次检验，进行了整体运行操作，因为大部分问题全部在调试过程中处理，所以在实际运行操作中并没有碰到实质性问题，只是又经过观察改善优化了部分控制功效。结束语我做这个题目是相关和PLC系统理论和实践相结合设计。在此时对以前学习知识挑战和突破。在对这个设计材料搜索进行独立搜索时，对于PLC软件应用有了深入提升。同时在对搜集材料进行整核，结合所学理论知识，和实际应用操作情况下，提升了实际操作和独立处理问题能力。经过这次设计实践。让我更熟练掌握了西门子PLC软件简单编程方法，对于西门子PLC工作原理和使用方法也有了更深刻了解。在理论利用中，也提升了我工程素质。刚开始学习西门子PLC软件时，因为我对部分细节不加重视，当我把自己想出来部分认为是正确程序利用到梯形图编辑时，问题出现了。转换成指令表后则显示不出很多正确指令程序，这关键是因为我没有把理论和实践相结合，缺乏动手能力而造成结果，最终经过老师纠正和自己实际操作，最终把正确结果做了出来，一样也看清了自己不足之处。设计过程中得到老师意见和同学提醒，再加上上网搜集到资料，我也明白了不是每个问题全部能自己处理，只有经过自己努力和她人帮助才能把工作做得愈加好，古人说：三人行必有我师、思而不学则殆。所以说学习要善于向她人请教，学思结合。参考文件1 廖常初.跟我动手学-S7-300/400 PLC.1版.机械工业出版社.92张世生主编.可编程控制器应用技术.1版.西安电子科技大学出版社.53 廖常初主编.西门子人机界面（触摸屏）组态和应用技术.2版.机械工业出版社.致 谢经过这次设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺,自己要学习东西还太多，以前老是认为自己什么东西全部会，什么东西全部懂，有点眼高手低。设计是专业教学中一个必不可少教学步骤，是对学生所学知识进行整理和系统必需步骤。它是学生接收设计任务，在老师指导下独立进行工程实践，取得基础训练并取得结果过程，它是评定学业成绩一个关键方法，也是提升学生综合素质和创新能力关键一环。在设计过程中，我经过查阅大量相关资料，和同学交流经验和自学，并向老师请教等方法，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获一样巨大。在整个设计中我知道了很多东西，也培养了我独立工作能力，树立了对自己工作能力信心，相信会对以后学习工作生活有很关键影响，而且大大提升了动手能力，使我充足体会到了在发明过程中探索艰苦和成功时喜悦。 谢谢帮助我全部老师和同学。