基于PLC的四级传送带控制的设计(成品)1

物理与电子工程学院

《PLC原理与应用》 课程设计报告书

设计题目： 基于PLC的四级传送带控制的设计 专 业： 自动化 班 级： XXX 学生姓名: XX 学 号: XXXX 指导教师： XXXX

2013年12月17日

物理与电子工程学院 课程设计任务书

专业： 自动化 班级： 3班

可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以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指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，PLC的程序编制不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。

本课题是用PLC控制四节传送带的工作。此系统主要能够实现思路传送带的顺次启动和停止以及紧急故障处理等功能。

关键词：可编程序控制器；传送带；顺次启动和停止；紧急故障处理

1设计目的及意义 ............................................................................. 1

1.1设计背景 ........................................................................................ 1 1.2可编程逻辑控制器简介 ................................................................ 1

2 四级传送带硬件设计 .................................................................... 2

2.1 控制对象及要求 ........................................................................... 2 2.2 硬件选型 ....................................................................................... 3 2.3 系统I/O分配 ................................................................................ 4

3 四级传送带软件设计 .................................................................... 5

3.1总体梯形图 .................................................................................... 5 3.2程序语句表 .................................................................................. 10 3.3 程序调试及结果分析 ................................................................. 12

4 心得体会 ...................................................................................... 14 参 考 文 献 .................................................................................... 15

1设计目的及意义

1.1设计背景

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。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，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。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

本课题是用PLC控制四节传送带。用PLC控制传送带具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。此系统主要能够实现顺次启动和停止，紧急故障处理等功能。

1.2可编程逻辑控制器简介

1.PLC简介

PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。 2. PLC功能

(1)数据采集与输出。 (2)控制功能。 (3)数据处理功能。

(4)输入/输出接口调理功能。 (5)通信、联网功能。 (6)支持人机界面功能。

(7)编程、调试等，并且大部分支持在线编程。 3. PLC特点 (1)可靠性高。

(2)结构形式多样，模块化组合灵活。 (3)功能强大。 (4)编程方便。 (5)适应工业环境。 (6)安装、维修简单。

(7)当前PLC产品紧跟现场总线的发展潮流。

2 四级传送带硬件设计

2.1 控制对象及要求

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。 利用PLC可编程控制器，西门子S7-200可编程控制器进行三级传输带的PLC控制的编程。

我们作为21世纪的生必须具备可编程控制器的知识。本四级传送带电路采用PLC为控制核心，具备顺序起动和顺序停止功能，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的自动控制等功能。

传送带的控制系统根据课题要求主要是一个线性的关系，四级传动带控制系统图见图2-1-1。启动时：从后到前一次启动；停车时：从前到后依次停车；出现故障：故障电机前立即停车，故障电机后的电机带运送完物品（5s）后停车。

启动：根据梯形图，首先设计一个启动开关I0.0，并采用自锁功能设计，外加一个常闭开关I0.5.按照要求启动电机四。电机四后接定时器（5s）,启动电机三，以此类推依次启动。

停车：设计自锁开关I0.5，电机一停车，经过五秒的定时器后电机二停车，以此类推一次停车。

发生故障：

（1） 电机一发生故障，默认电机一立即停车，经过5s定时器后电机一、二、三、四依次停车。

（2） 电机二发生故障，电机一立即停车，默认电机二立即停车，通过5s定时器电机三停车，在经过5s定时器电机四停车。

（3）电机三发生故障，电机一、二立即停车，默认电机三立即停车，通过5s定时器电机四停车。

（4）电机四发生故障，电机一、二、三、四立即停车。

图2-1-1 传动带控制系统图

2.2 硬件选型

1.PLC型号选定

从上面的分析可以知道，系统共有开关量输入点6个，开关量输出点4个，参照西门子S7-200系列特性（见表2-2-1），选用主机为CPU224（14 输入/10继电器输出）。

表2-2-1 西门子S7-200 CPU主要技术指标

2.PLC的地址分配

1ms: T32,T96 10ms: T33~T36, T97~T100 100ms: T37~T63, T101~T255

2.3 系统I/O分配

系统的I/0分配见表2-3-1，输入/输出见表2-3-2。

表2-3-1 PLC的I/O分配 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 T37 T38… T48

表2-3-2 输入/输出连线

M1负

面板

M1

M2

M3

M4

载或故障

PLC

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

I0.1

M2负载或故障 I0.2

M3负载或故障 I0.3

M4负载或故障 I0.4

I0.0

I0.5

SB1

SB2

电路器件 SB1 SB2 M1 M2 M3 M4

外部设备 启动按钮

模拟电机一发生故障开关 模拟电机二发生故障开关 模拟电机三发生故障开关 模拟电机四发生故障开关

停车开关 电机一 电机二 电机三 电机四 控制启动/停止时间 控制启动/停止时间 控制启动/停止时间

3 四级传送带软件设计

3.1总体梯形图

注：设置自锁开关I0.0，电机四正常启动。

注：经过定时5s后电机三正常启动

注：经过定时5s后电机二正常启动。

注：经过定时5s后电机一正常启动。

注：设定自锁开关I0.5，电机一复位。

注：定时5s后电机二复位。

注：定时5s后电机三复位。

注：定时5s后电机四复位。

注：电机一出现故障复位。

注：5s后电机二复位。

注：5s后电机三复位。

注：5s后电机四复位。

注：电机二出现故障，电机一、二立即复位。

经过5s后电机三复位。

注：经过5s后电机四复位。

注：电机三出现故障，电机一、二、三立即复位。

注：经过5s后电机四复位。

注：电机四出现故障，电机一、二、三、四立即复位。

3.2程序语句表

步序 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

指 令

LD I0.0 启动按钮 O M1.0 AN I0.5

S Q0.4, 1 四电机运行 = M1.0 LD M1.0 TON T37, +50 LD T37

S Q0.3, 1 三电机运行 = M2.0 LD M2.0 TON T38, +50 LD T38

S Q0.2, 1 二电机运行 = M3.0 LD M3.0 TON T39, +50 LD T39

S Q0.1, 1 一电机运行 LD I0.5 停止按钮 O M4.0 AN I0.0

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

R Q0.1, 1 一电机停转 = M4.0 LD M4.0 TON T40, +50 LD T40

R Q0.2, 1 二电机停转 = M5.0 LD M5.0 TON T41, +50 LD T41

R Q0.3, 1 三电机停转 = M6.0 LD M6.0 TON T42, +50 LD T42

R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.1 一故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 = M7.0 LD M7.0 TON T43, +50 LD T43

R Q0.2, 1 二电机停转 = M8.0 LD M8.0 TON T44, +50 LD T44

R Q0.3, 1 三电机停转 = M9.0 LD M9.0

R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.2 二故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 R Q0.2, 1 二电机停转 = M10.0

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

TON T45, +50 LD T45

R Q0.3, 1 三电机停转 = M11.0 LD M11.0 TON T46, +50 LD T46

R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.3 三故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 R Q0.2, 1 二电机停转 R Q0.3, 1 三电机停转 = M12.0 LD M12.0 TON T47, +50 LD T47

R Q0.4, 1 四电机停转 LD I0.4 四故障/负载 R Q0.1, 1 一电机停转 R Q0.2, 1 二电机停转 R Q0.3, 1 三电机停转 R Q0.4, 1 四电机停转

3.3 程序调试及结果分析

1、第一条指令是控制电机启动的，第二条指令是控制电机停车的，开始编写程序的时候没有将两条程序形成互锁，导致调试的时候出现了混乱的现象。

2、前期我们设置的开关是点动的，需要操作者持续按住开关，调试的时候发现很是不方便，后来我们换成了自锁开关，这样就不需要操作者持续按动开关了，体现了人性化的设计。

3、如果电机二发生故障，电机一立即停车，但是编写电机二的时候出现了争议，有的人认为电机二发生故障就是默认停车，但是想想假如电机二出现跑飞现象或者由于某种原因使电机超过额定转速的时候，电机并没有停车，因此我的电路图中就主动设置了电机二停车，这样就避免了这样的分歧。

4心得体会

通过这次PLC课程设计使我对PLC有了系统的了解，我做的课题是传送带的控制系统，了解PLC设计软件之后感觉编写这套程序还是比较轻松的，用了一天的时间，我就把这套程序搞明白了，学会了自锁开关的设置，以及互锁程序的编写，编写PLC程序的时候，我个人感觉首先仔细读懂要求，然后理清整体脉络，找到一定的逻辑关系，然后再进行编写会提高效率。同时，编写的时候可以在每一个网络备注的地方标示一下内容，以便调试阶段的调试修改程序。还有就是编写的时候要细心、仔细。

这次课程设计安排的设计时间还是很充足的，因此在接下来的几天中我有看了其他的程序，并且成功的编写了十字路口信号灯的程序。经过两个程序的编写，使我对PLC产生了浓厚的兴趣，感觉编写程序需要很强的逻辑思维能力，因此在今后的学习生活中，我会多加注意这方面的锻炼。

参 考 文 献

[1]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2013.8 [2]梅丽凤.电气控制与PLC应用技术[M].机械工业出版社,2012.3 [3]殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护[M].机械工业出版社,2006.1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yo3e.html