基于PLCSPLC四节传送带实训总结报告.docx

实训汇报题目名称： 四节传送带模拟 系 部： 电气和信息工程系 专业班级： 自动化13-1 学生姓名： 赵新勇 学 号： 210730 指导老师： 徐立军 完成日期： .1.5 新疆工程学院实训评定意见实训题目 四节传送带模拟 系 部 电气和信息工程系 专业班级 自动化13-1 学生姓名 赵新勇 学生学号 210730 评定意见：评定成绩： 指导老师（署名）： 年 月 日评定意见参考提要：1、学生完成工作量和内容是否符合任务书要求。2、学生勤勉态度。3、设计或说明书优缺点，包含：学生对理论知识掌握程度、实践工作能力、表现出发明性和综合应用能力等。新疆工程学院 电气和信息工程 系(部)实训任务书/上学期 1月3日专业自动化班级自动化13-1课程名称工厂电控及PLC实训题目四节传送带模拟指导老师徐立军起止时间.1.3-.1.6周数1实训地点系机房实训目标：1、落实理论联络实际教学标准，巩固和扩大已学过电子技术基础知识，为技术基础课和专业课程学习建立初步感性认识并提升学生工程实践能力。2、掌握PLC编程应用基础方法。3、了解常见工业控制设计步骤和电路设计原理。4、培养学生劳动观念，加强组织性和纪律性，促进学生综合素质全方面提升。实训任务或关键技术指标：1、PLC编程训练；2、工业控制系统设计训练。3、工厂电气控制电路设计及组装训练。实训进度和要求：1.3-1.4：完成PLC程序设计及仿真；1.5：完成实训汇报；1.6：答辩。关键参考书及参考资料： 1郁汉琪.电气控制和可编程控制器应用技术M.南京:东南大学出版社,.P1412宋伯生.陈东旭.PLC应用及试验教程M.北京:机械工业出版社,.P2123图解PLC和电气控制入门Z北京：人民邮电出版社.94孙同景.PLC原理及工程应用D.北京:机械工业出版社,.P256教研室主任（署名） 系（部）主任（署名） 摘 要20世纪70年代，诞生了两种改变整个世界及商业管理模式计算机。产生于1976年苹果II型，是世界上最早得到广泛使用微型计算机。当今价值数十亿美元个人计算机产业就是从这个当初由两名年轻人在车库里成立小企业衍生而来。 另外一类计算机，是由Richard Morley在1972年发明，现在称之为可编程逻辑控制器（PLC）。它最初并没有像个人计算机那样得到名称上广泛认同，不过却给制造业带来了一样意义重大冲击。PLC通常被称为工厂等级个人计算机。 伴随科学技术发展，电器控制技术在个领域中得到越来越广泛应用。可编程序控制器（PLC）应用使电器控制技术发生了根本改变。今天，我们生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器小电脑在为我们服务，可编程控制器在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域应用中独占鳌头。 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通讯技术发展起来一个通用工业自动控制装置。它含有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置自动控制中。本设计就是应用可编程控制器来实现模拟四条皮带运输机传送系统，分别用四台电动机带动，完成对应控制要求。关键词：可编程控制器PLC；四节传送带装置；电气控制；目 录1概述11.1 PLC概述11.2 PLC历史11.3 PLC关键功效11.4 PLC关键特点21.5 PLC网络通信32 S7-200指令系统及编程32.1编程语言32.2四节传送带系统发展43 总体设计53.1 四节传送带系统工作要求53.2功效说明54程序设计85仿真和调试145.1调试156总结167致谢17参考文件181概述1.1 PLC概述可编程逻辑控制器，PLC （Programmable Logic Controller），一个数字运算操作电子系统，是以微机处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来一个通用工业自动控制技术，它采取一类可编程存放器，用于其内部存放程序，实施逻辑运算，次序控制，定时，计数和算术操作等面向用户指令，并经过数字或模拟式输入/输出控制多种类型机械或生产过程。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制三大支柱之一。1.2 PLC历史在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制站主导地位。继电器控制系统有着十分显著缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等，而PLC是从早期继电器逻辑控制系统发展而来。自1836年继电器问世，大家就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，组成用途各异逻辑控制或次序控制。上世纪60年代末，它不停吸收微计算机技术使之功效不停增强，逐步适合复杂控制任务 。伴随微电子技术、计算机技术和数据通信技术飞速发展、微处理器出现，和步骤加工行业（如汽车制造业）对生产步骤快速、频繁变更需求，PLC技术出现并快速发展。现在，PLC在小型化、大型化、大容量、强功效等方面有了质飞跃，使早期PLC从最初逻辑控制、次序控制，发展成为含有逻辑判定、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调整等功效现代PLC。不过，仍然沿用着次序扫描、程序控制等基础模式及CPU+通信+I/O基础结构。PLC之所以有生命力，在于它愈加适合工业现场和市场要求：高可靠性、强抗多种干扰能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它输入输出端更靠近现场设备，不需添加太多中间部件或需要更多接口，这么节省了用户时间和成本。PLC下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端通常是面向用户微型计算机。PLC很多优点确定了其在工业中广泛应用。1.3 PLC关键功效 1、控制功效。包含次序控制、逻辑控制、定时、计数等。2、数据采集和输出。 3、输入/输出接口调理功效。含有A/D、D/A转换功效，经过I/O模块完成对模拟量控制和调整，含有温度、运动等测量接口。 4、数据处理功效。包含基础数学运算、比较、对字节运算、PID运算、滤波等。 5、支持人机界面功效。提供操作者以监视机器/过程工作必需信息。许可操作者和PC系统和其应用程序相互作用，方便作决议和调整，实现工业计算机分散和集中操作和监视系统。 6、通信、联网功效。现代PLC大多数全部采取了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台 PLC可相互间联网、通信，外部器件和一台或多台可编程控制器信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊疗。在系统组成时，可由一台计算机和多台PLC组成“集中管理、分散控制”分布式控制网络，方便完成较大规模复杂控制。通常所说SCADA系统，现场端和远程端也能够采取PLC作现场机。 7、编程、调试等，而且大部分支持在线编程。 1.4 PLC关键特点1、结构形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少PLC只有6点，而ABControlLogix系统容量达128000点。2、可靠性高。PLCMTBF通常在4000050000h以上，有在10-20万h，且全部有完善自诊疗功效。3、编程方便。控制含有极大灵活性。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业工控设备。它接口轻易，编程语言易于为工程技术人员接收。梯形图语言图形符号和表示方法和继电器电路图相当靠近，只用PLC少许开关量逻辑控制指令就能够方便地实现继电器电路功效。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4、功效强大。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小多种规模系列化产品。能够用于多种规模工业控制场所。除了逻辑处理功效以外，现代PLC大多含有完善数据运算能力，可用于多种数字控制领域。多年来PLC功效单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等多种工业控制中。加上PLC通信能力增强及人机界面技术发展，使用PLC组成多种控制系统变得很轻易。5、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境和电磁干扰环境。 6、安装、维修简单。和DCS相比，价格低。PLC用存放逻辑替换接线逻辑，大大降低了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同时维护也变得轻易起来。更关键是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量生产场所。 7、 目前PLC产品紧跟现场总线发展时尚。1.5 PLC网络通信 PLC通信包含PLC之间、PLC和上位计算机之间和PLC和其它智能设备间通信。PLC系统和通用计算机能够直接或经过通信处理单元、通信转接器相连组成网络，以实现信息交换，并可组成集中管理、分散控制分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展需要，各PLC系统或远程I/O模块按功效各自放置在生产现场分散控制，然后采取网络连接组成集中管理分布式网络系统。 现在各厂商全部主推各自总线标准，如西门子Profibus、A-B ControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其组成“集中管理、分散控制”分布式控制方法是十分类似。如ROCKWELL（A-B）推出了“全方位自动化”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）。 2 S7-200指令系统及编程2.1 编程语言 可编程控制器应用软件是指用户依据自己控制要求编写用户程序。由于可编程控制器应用场所是工业现场，它关键用户是电气技术人员，所以其编程语言和通用计算机编程语言相比，含有显著特点，它既不一样于高级语言，又不一样于汇编语言，它要满足易于编写和易于调试要求，还要考虑现场电气技术人员接收水平和应用习惯。所以，可编程控制器通常使用梯形图语言，又称继电器语言，更有些人称之为电工语言。另外，为满足多种不一样形式编程需要，依据不一样编程器和支持软件，还能够采取指令语句表、逻辑功效图、次序功效图、步骤图及高级语言进行编程。梯形图是一个图形编程语言，是面向控制过程一个“自然语言”，它沿用继电器触点（触点在梯形图中又常称为接点）、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了部分继电器控制系统中所没有特殊功效符号。梯形图语言比较形象、直观，对于熟悉继电器控制线路电气技术人员来说，很轻易被接收，且不需要学习专门计算机知识，所以，在PLC应用中，梯形图是使用得最基础、最普遍编程语言。但这种编程方法只能用图形编程器直接编程。 PLC梯形图即使是从继电器控制线路图发展而来，但和其又有部分本质区分： （1）PLC梯形图中一些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、保持继电器、中间继电器等。不过，这些继电器并不是真实物理继电器，而是“软继电器”。这些继电器中每一个，全部和PLC用户程序存放器中数据存放区中元件映像寄存器一个具体基础单元相对应。假如某个基础单元为“1”状态，则表示和这个基础单元相对应那个继电器“线圈得电”。反之，假如某个基础单元为“0”状态，则表示和这个基础单元相对应那个继电器“线圈断电”。这么，就能依据数据存放区中某个基础单元状态是“1”还是“0”，判定和之对应那个继电器线圈是否“得电”。 PLC梯形图中仍然保留了常开接点和常闭接点名称，这些接点接通或断开，取决于其线圈是否得电。（3）PLC梯形图中多种继电器接点串、并联连接，实质上是将对应这些基础单元状态依次取出来，进行“逻辑和”、“逻辑或”等逻辑运算。而计算机对进行这些逻辑运算次数是没有限制，所以，可在编制程序时无限次地使用多种继电器接点，且可依据需要采取常开（动合）或常闭（动断）形式。注意，在梯形图程序中，同一个继电器线圈通常只能使用一次。 （4）在继电器控制线路图中，左、右两侧母线为电源线，在电源线中间各个支路上全部加有电压，当某个或一些支路满足接通条件时，就会有电流流过接点和线圈。 （5）在继电器控制线路图中，各个并联电路是同时加电压并行工作，因为实际元件动作机械惯性，可能会发生接点竞争现象。 （6）PLC梯形图中输出线圈只对应存放器中输出映像区对应位，不能用必需经过指定输出继电器，经I/O接口上对应输出单元（或输出端子）才能驱动现场实施机构。2.2四节传送带系统发展 未来传送带设备将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、降低污染等方面发展。大型化包含大输送能力、单机长度和大输送倾角等多个方面。水力输送装置长度已达440公里以上带式输送机单机长度已近15 公里，并已出现由若 干台组成联络甲乙两地“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更完善输送机结构。扩大输送机使用范围，是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质环境中工作，和能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料传送带设备。 3 总体设计 伴随科学技术发展和微型计算机控制技术广泛应用，大家对传送带控制方便性、安全性、快捷性等方面要求也越来越高，传送带控制系统弊端也越来越显著，现在处于主导地位自动传送带控制系统是可编程控制器（PLC）控制，大大填补了以往传送带控制不足之处。伴随时代发展，传送带技术也在不停更新。 利用SETP-7软件编写软件程序，应用S7-200PLC控制四节传送带系统硬件电路，并利用梯形图控制程序设计，经过控制S7-200PLC定时继电器功效来实现四条皮带运行。3.1 四节传送带系统工作要求 有一个用四条皮带运输机传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求以下： 1.开启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。 2.停止时应先停止最前一条皮带机，待料运输完成后再依次停止其它皮带机。 3.当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面皮带机立即停止，而该皮带机以后皮带机待运完后才停止。比如M2故障，M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。4.当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后皮带机待料运完后才停止。比如，M3上有重物，M1、M2立即停，过1秒，M3停，再过1秒，M4停。图3-1 四节传送带模拟3.2功效说明 M1、M2、M3、M4表示传送带运动，开启、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，电机停转或运行用发光二极管来模拟。开启时先按下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，待料运输完成后再依次停止其它皮带机。A、 B、C、D表示故障设定，分别模拟M1、M2、M3、M4发生故障时情况，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面皮带机立即停止，而该皮带机以后皮带机待运完后才停止。比如M2故障，只需按下B按钮即可，则M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。E、F、G、H分别为重物模拟按钮，当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后皮带机待料运完后才停止。比如，M3上有重物，M1、M2立即停，过1秒，M3停，再过1秒，M4停。输入/输出接线列表：输入 接线 SB1 A B C D EFGHSB2 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I0.5输出接线 M2 M3 M4 Q0.2 Q0.3 Q0.4图3-2 输入/输出接线列表输入/输出接线图：图3-3 输入/输出接线图四节传送带系统步骤图:开始开始键是否第四段皮带运行1s后第三段皮带运行1s后第二段皮带运行1s后第一段皮带运行1有重物4有重物3有重物2有重物1s后第一段停止1s后第二段停止1s后第三段停止1s后第四段停止第1 段停止1s后第三段停止第1 2 3段停止第1 2段停止1s后第二段停止1s后第四段停止1s后第四段停止1s后第三段停止1s后第四段停止重物是否运走重物是否运走重物是否运走重物是否运走结束四节图3-4四节传送带系统步骤图4程序设计四节传送带梯形图：5仿真和调试图5-1 CPU选型图5-2 仿真图I0.0图5-3 仿真图I0.55.1调试软件部分调试：软件程序由STEP-7软件编写，能够对程序网络框图进行标注，程序编写完成后，对程序进行编译连接，若有程序错误，在进行修改，直到没有错误为止，然后将程序下载到PLC中。硬件部分调试：试验硬件部分调试能够在试验台上进行，此次试验采取PLC224，由试验台进行初步调试，程序下载完成后，按下开始按钮，第四段皮带，第三段皮带，第二段皮带，第一段皮带依次运行，时间间隔为1秒。按下停止按钮后，第一段皮带，第二段皮带，第三段皮带，第四段皮带依次停止，时间间隔为1秒。在运行过程中，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面皮带机立即停止，而该皮带机以后皮带机待运完后才停止。比如第二条皮带故障，第一、第二条皮带立即停，经过1秒延时后，第三条皮带停，再过1秒，第四条皮带停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后皮带机待料运完后才停止。比如，第三条皮带上有重物，第一第二条皮带立即停，再过1秒，第四条皮带停。如若没有出现错误动作，则试验成功。能够继续在实物上调试，若不成功，在返回重新在试验台上调试，知道成功为止。6总结 此次课程设计经过老师和同学们帮助，最终圆满完成，在老师和同学们帮助下，克服了不少困难，在做课程设计过程中，我又学到了不少东西。这些在以后学习和工作过程中会有不少帮助。此次课程设计是应用S7-200 PLC控制四节传送带系统硬件电路，并利用OB1梯形图控制程序设计。经过控制S7200 PLC定时继电器功效来实现四条皮带运行，熟悉掌握好定时器和PLC中基础软组件使用方法和作用，根据选题利用定时器和继电器特点进行编程，使按下某按钮后实现不一样功效当程序编好后，利用S7-200软件调试系统进行调试，依据功效要求使其一步步实现。其中每个程序全部进行反复调试，直至实现对应功效。假如调试没有成功再校验程序有没有输入错误或检验程序是否编辑错误，就这么周而复始直至程序调试成功。 7致谢这次毕业设计使我把书本上理论知识利用到相关具体内容上，让我本身设计能力得到了培养和提升。在设计过程中，我经过查阅大量相关资料、自学、同同学交流，向老师请教等方法，使自己学到了不少知识。即使经历了不少艰辛，但收获却也一样令人欣慰！在整个设计开发过程中，我知道了很多东西，也培养了我独立工作能力，树立了自己工作能力信心，相信会对以后学习工作生活产生很关键影响。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喜悦。 在此我要尤其感谢我们指导老师，她悉心教导和孜孜不倦我才有了这部完整设计，她时常督促我们认真快速完成设计方便愈加好投入到工作中，同时还要感谢和我一起奋斗共同完成这个设计小组组员们，大家辛劳了，于此期望老师工作顺利！身体康健！同小组组员全部能顺利答辩成功！参考文件1郁汉琪.电气控制和可编程控制器应用技术M.南京:东南大学出版社,.P1412宋伯生.陈东旭.PLC应用及试验教程M.北京:机械工业出版社,.P2123图解PLC和电气控制入门Z北京：人民邮电出版社.94孙同景.PLC原理及工程应用D.北京:机械工业出版社,.P2565钟肇新.范建东.冯太合.可编程控制器原理及应用M.广州:华南理工大学出版社.P1886周波.胡修玉.可编程控制器原理和应用M.北京:国防工业出版社.P1227王曙光.S7-200PLC应用基础和实例.人民邮电出版社,8严盈富.西门子S7-200PLC入门.人民邮电出版社,