基于PLC的四节传送带控制系统设计

哈尔滨理工大学课程设计说明书哈尔滨理工大学机电一体化系统设计课程设计说明书设计题目:四节传送带系统设计专业:机械电子工程班级:12级1班学号:1230120103姓名:常通帅指导教师:丁艳艳二〇一五年十一月哈尔滨理工大学课程设计说明书哈尔滨理工大学荣成学院课程设计任务书姓名常通帅学号1230120103班级机电12-1专业机械电子工程孙广顺1230120119设计题目设计内容：1、根据设计要求，确定系统总体方案；2、结构设计：（1）根据确定的总体方案，计算各部件的结构参数及电气参数；（2）通过查阅手册和网络资源，选取性价比高的器件；（3）画出系统的结构图或硬件电路图、接线图。3、程序设计：（1）根据系统功能要求，设计系统的软件流程，画出总体流程图，并划分为几个相对独立的功能模块；（2）画出各功能模块的流程图，编写各功能模块程序；（3）通过仿真方式模拟调试程序。4、完成课程设计论文（字数不少于3500字。）任务分配：总体方案、控制电路、软件编程：机械结构：编写说明书：设计时间：2015年11月23日至11月27日答辩时间：2011年11月28日主要参考文献、资料：哈尔滨理工大学课程设计说明书2目录摘要………………………………………………………………………………………….....…Ⅰ目录…………………………………………….………………………………………………......II引言…………………………………………………………………….………………………..1第一章可编程控制器的概述…………………………………………….……………………21.1可编程逻辑控制器（PLC）………………………………………….……………………21.2可编程逻辑控制器（PLC）的产生………………………………….……………………21.3可编程逻辑控制器的特点……………………………………………..…………………..31.4可编程逻辑控制器的分类………………………………………………..………………..51.5可编程逻辑控制器的的发展………………………………………………..……………..61.5.1国外的PLC的发展…………………………………………………..…………….61.5.2国内的PLC的发展…………………………………………………..…………….71.5.3PLC的展望……………………………………………………………...………….7第二章可编程控制器的结构和原理……………………………………………….…………82.1可编程控制器的基本结构………………………………………………………...……….82.2可编程控制器的编程语言…………………………………………………………..……..9第三章PLC与继电器，单片机的异同………………………………………………………123.1什么是PLC………………………………………………………………………………..123.2PLC与单片机的区别…………………………………………………………………….123.3PLC与继电器系统的异同…………………………………………………………...…….123.4PLC系统的设计……………………………………………………………………...…….133.4.1PLC的选型原则………………………………………………………………..…….133.4.2可编程顺序控制器的设计流程…………………………………………….……….143.5PLC的自动检测功能及故障诊断………………………………………………..………..153.5.1超时检测………………………………………………………………….………….153.5.2逻辑错误检查………………………………………………………….…………….16第四章传送带的介绍……………………………………………………….……………….174.1传送带常见的故障由与维护……………………………………….…………………..174.1.1传送带常见的故障………………………………………………………………..174.1.2传送带跑偏………………………………………………………………………..174.2四级传送带的设计………………………………………………………………………184.2.1四级传送带的控制要求………………………………….………………………..184.2.2四级传送带的视图……………………………………..………………………….194.2.3输入、输出分配表…………………………………….…………………………..204.2.4电动机接线图………………………………………….…………………………..204.2.5PLC接线图…………………………………………...…………………………….214.2.6控制面板……………………………………………...……………………………214.2.7程序梯形图…………………………………………..…………………………….22总结……………………………………………………………….……………………………..27参考文献…………………………………………………………………………………………1哈尔滨理工大学课程设计说明书3引言可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，在各行各业中得到了广泛的应用。有着160年历史的西门子公司，同时作为自动化领域技术、标准与市场的领先者，以最先进的技术和产品，向用户提供具有先进、可靠的解决方案。自从1996年提出崭新自动化理念——全集成自动化(TIA，TotallyIntegratedAutomation)以来，如何帮助广大的自动化工程师广泛深入地理解和掌握全集成自动化(TIA)的三个要素，即共同的通信、共同的组态与编程、共同的数据库。可编程控制器是以微处理器为基础的通用工业自动控制装置，被称为现代工业自动化的支柱之一。人机界面是操作人员与PLC之间进行对话和相互作用的接口设备。人机界面要用专用的组态软件组态，由于人机界面品种的日益丰富和功能的不断增强，学习和掌握组态软件的使用方法需要花费大量的时间，但目前基本上还没有有关人机界面组态和应用的教材和书籍。可编程控制器与以往那些基于文本的高级编程语言不同，它采用的是一种全新的梯形图和助记符编程方式，即用形象的图行符号和连线来代替一行一行的文本，这种编程序的方法使用起来比较简单方便，特别是对继电器控制电路有所了解的技术人员来说，就更容易使用梯形图语言。可编程控制器最有优势的技术是软件开发环境，与传统程序设计语言不同，这类软件一般采用强大的图形化语言编程，面向测试工程师，而不是面向专业程序员，编程非常方便，人机交互界面非常友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力。无疑是最好的选择。面向对象思想在可编程控制器领域的应用和发展，极大地发展了现代仪器的设计方法和技术。相信不久的将来，开发大型高度智能化的仪器也会象“搭积木”一样简单。论文主要介绍了可编程控制器（PLC）的特点及应用领域，PLC的国内外发展状况，并就PLC的未来做出展望。谈控制要求，PLC的定义，PLC的特点，PLC的编程语言，PLC控制系统的配置，PLC的应用领域，PLC的工作原理，PLC的结构，可编程控制器(PLC)与继电器控制的区别，PLC的国内外状况，PLC未来展望。哈尔滨理工大学课程设计说明书4第一章可编程控制器的概论1.1可编程序逻辑控制器(PLC)可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的工业自动化控制装置。目前，PLC已经基本代替了传统的继电器控制系统而广泛应用于工业控制的各个领域，成为工业自动化领域中最重要的控制装置。PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制系统是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，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的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制器(PLC)，是集自动控制技术、计算机技术、和通讯技术为一体的高科技产品。具有可靠性高，功能齐全，使用灵活方便等优点。由此可见，用PLC控制的智能型舞台艺术灯比传统的舞台艺术灯控制优越的多。1.2可编程序逻辑控制器(PLC)的产生在可编程控器出现之前，工业生产中广泛使用的电器自动控制系统是继电器控制系统，其设备具有体积大、触点寿命低、可靠性差、接线复杂、改装麻烦、维护和排除故障困难等缺点，不能适应现代社会制造工业的飞速发展。20世纪60年代，世界上第一台可编程序逻辑控制器诞生于美国的汽车制造领域，目的是用来取代继电器电气控制系统，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。随着计算机技术的不断发展，其功能逐渐扩大，不再是原来意义上的以逻辑控制为主，后来把“逻辑”二字去掉，称做可编程控器，曾经一度简称为PC，但是哈尔滨理工大学课程设计说明书5为了避免与个人计算机的简称相混淆，现在仍然把可编程控器简称为PLC。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。当时汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的，汽车的每一次改型都是直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制安装就需要经常的重新设计和安装，既费时，费工又费料。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出如下10项招标指标：1）编程简单，可在现场修改程序。2）维修方便，采用规模化结构。3）可靠性高于继电器控制装置。4）体积小于继电器控制装置。5）可将数据直接送入计算机。6）成本可与继电器装置竞争。7）可直接用115V交流输入（美国市电为115V）.8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等。9）控制装置扩展时很方便。10）用户程序存储器容量至少为4KB。1969年末，美国数字设备公司DEC研制出了世界上第一台PLC美国通用汽车公司自动装配线上试用，并获得了成功。这种新型的智能化工业控制装置很快在美国其他工业控制领域推广应用，至1971年，以成功的将PLC用于食品，饮料，冶金，造纸等行业。PLC的出现受到了世界各国工业控制界的高度重视。1971年日本从美国引进这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年西欧国家也研制出了它们的第一台PLC。我国的PLC研制始于1974年，于1977年开始工业应用。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到20世纪70年代中期以后，PLC已广泛的发展为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用中，大规模甚至超大规模集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑判断能力，还同时具有数据处理，PID调节和数据通信功能。国际电工委员会1987年颁布的可编程控制器标准草案中对PLC做了如下的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用哈尔滨理工大学课程设计说明书6而设计，它采用可编程控制器的存储器，用来在其内部储存程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字和模拟式的输入和输出，控制各种