皮带运输机课程设计

湖南工程学院课程设计课程名称PLC原理与应用课题名称皮带运输机电气控制系统设计专业班级测控技术1102班姓名黄龙学号201101200209指导教师赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲2014年11月23日湖南工程学院课程设计任务书课程名称PLC原理与应用课题名称皮带运输机电气控制系统设计专业班级测控技术1102班姓名黄龙学号201101200209指导教师赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲审批汪超、刘星平任务书下达日期2014年11月23日课程设计完成日期2014年12月5日设计内容与要求一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。二.课程设计的内容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。2.绘制皮带运输机电气控制系统的PLCI/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。3.选择电器元件，列出电器元件明细表。4.上机调试程序。5.编写设计说明书。三.课程设计的要求1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。主要设计条件每人一个PLC实验箱和一台编程电脑。设计说明书装订顺序1.课程设计说明书封面。2.课程设计任务书。3.说明书目录。4.正文（按设计内容逐项书写）。5.参考文献。6.附录。7.课程设计评分表。设计进度安排1.第一周星期一上午：课题内容介绍。2.第一周星期一下午：仔细阅读设计任务书，明确设计任务与要求，收集设计资料，准备设计工具。3.第一周星期二～第二周星期一：确定控制方案。绘制搬运机械手电气控制系统的电气原理图、PLCI/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。选择电器元件，列出电器元件明细表。4.第一周星期一：上机调试程序。5.第一周星期二～星期五：编写设计说明书,答辩。参考文献[1]廖常初.可编程序控制器的编程方法与工程应用[M].重庆：重庆大学出版社[2]万太福.可编程序控制器及其应用[M].重庆：重庆大学出版社[3]刘祖润.毕业设计指导.北京：机械工业出版社[4]谢桂林.电力拖动与控制.北京：中国矿业大学出版社[5]工厂常用电气设备手册编写组.工厂常用电气设备手册.北京：水利电力出版社附录：课题简介及控制要求（1）课题简介皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动，如图1所示。M1M2M3M4图1皮带运输机系统示意图（2）控制要求①启动时先起动最末一台皮带机，经过5S延时，再依次起动其它皮带机：1234555MMMMSSS②停止时应先停止第一台皮带机(M1)，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机：4321555MMMMSSS③当某台皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停止。例如当M2故障时，M1、M2应立即停，经过5S延时后，M3停，再过5S后M4停。④要求皮带运输机控制系统具有手动和自动两种工作方式。电气信息学院课程设计评分表项目评价优良中及格差设计方案合理性与创造性（10%）开发板焊接及其调试完成情况*（10%）硬件设计或软件编程完成情况（20%）硬件测试或软件调试结果*(10%)设计说明书质量(20%)答辩情况(10%)完成任务情况(10%)独立工作能力(10%)出勤情况(10%)综合评分指导教师签名：________________日期：________________注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。第一章概述1.1控制对象概述皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动，如图1所示。M1M2M3M4图1皮带运输机系统示意图1.2控制要求①启动时先起动最末一台皮带机，经过5S延时，再依次起动其它皮带机：1234555MMMMSSS②停止时应先停止第一台皮带机(M1)，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机：4321555MMMMSSS③当某台皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停止。例如当M2故障时，M1、M2应立即停，经过5S延时后，M3停，再过5S后M4停。④要求皮带运输机控制系统具有手动和自动两种工作方式。1.3设计任务1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。2.绘制皮带运输机电气控制系统的PLCI/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。3.选择电器元件，列出电器元件明细表。4.上机调试程序。5.编写设计说明书。第二章控制方案论证2.1继电器控制方案继电器控制系统具有以下特点：（1）逻辑控制继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。（2）控制速度继电器控制系统依靠机械触点的动作实现，工作频率低，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，且机械触点还会出现抖动问题。（3）顺序控制继电器的控制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制。时间继电器内部的机械结构易受环境温度变化的影响，造成定时的精度不高。（4）灵活性及可控制性继电器安装后，受电器设备触点数目的有限性和连接复杂等原因的影响，系统在今后的灵活性、扩展性很差。(5)计数功能继电器控制可实现逻辑功能，但不具备计数功能。(6)可靠性和可维护性继电器控制使用大量的机械触点，触点在开闭时会产生电弧，造成损伤并伴有机械磨损，使用寿命短，运行可靠性差，不易维护。2.2单片机控制方案单片机控制具有体积小，功耗低，性能可靠，价格低廉，使用方便灵活，易于产品化等诸多优点，特别是强大的面向控制的能力，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了极为广泛的应用。但与此同时，由于单片机控制系统所有的电路集中在一块电路板上，其实现的功能、输入输出的点数受到限制，而且系统的散热性，维护性受到考验，若其中一部分损坏，其只能全部更换。另外，单片机控制系统开发周期长，一旦要有变化修改比较麻烦。2.3PLC控制方案2.4本课题的方案论证经过比较，我们发现PLC控制系统具有以下鲜明的特点，（1）系统结构灵活，扩展容易，以开关量控制为其长。（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图，逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。（3）能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。（4）故选用PLC控制方案。第三章控制系统硬件第四章PLC控制系统程序设计第五章PLC程序的调试