电气控制与PLC课程设计皮带运输机电气控制系统设计.docx
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1、电气控制与PLC课程设计皮带运输机电气控制系统设计 XX学 院 课 程 设 计 课程名称 电气限制与PLC 课题名称 皮带运输机电气限制系统设计 专业班级 自动化XXXX班 姓 名 学 号 指导老师 2012年X月X日 XX学院 课程设计任务书 课程名称 电气限制与PLC 课题名称 皮带运输机电气限制系统设计 专业班级 自动化XXXX班 姓 名 XXXX 学 号 XXXXXXXX 指导老师 审 批 任务书下达日期 20XX年X月X日 课程设计完成日期 20XX年X月X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安排中不行缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相
2、结合的重要手段。它的主要目的是培育学生综合运用本课程所学学问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,驾驭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学问和工程技能的综合训练,获得应用本课程的学问和技术去解决工程实际问题的实力。 二. 课程设计的内容 1.依据限制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和限制要求,确定限制方案。 2.绘制皮带运输机电气限制系统的PLC I/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.所选限制方案应合理,所设计的限制系
3、统应能够满意限制对象的工艺要求,并且技术先进,平安牢靠,操作便利。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB472884电气图用图形符号、GB698887电气制图和GB715987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,用词精确,层次清晰,条理分明,重点突出,篇幅不少于7000字。 主要设计条件 1.PLC试验设备若干。2.参考文献若干。设计说明书装订依次 1.课程设计说明书封面。2.课程设计任务书。3.说明书书目。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。设计进度支配 1. 第一周星期一上午:课题内容介绍。2. 第一周
4、星期一下午:细致阅读设计任务书,明确设计任务与要求,收集设计资料,打算设计工具。3. 第一周星期二第一周星期五:确定限制方案。绘制皮带运输机电气限制系统的电气原理图、限制系统的PLC I/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. 其次周星期一:试验调试 5. 其次周星期二其次周星期五:编写设计说明书,答辩。参考文献 1廖常初.可编程序限制器的编程方法与工程应用M.重庆:重庆高校出版社 2万太福.可编程序限制器及其应用M. 重庆:重庆高校出版社 3刘祖润.毕业设计指导.北京:机械工业出版社 4谢桂林.电力拖动与限制. 北京:中国矿业高校出版社 5工厂常用电气设备
5、手册编写组.工厂常用电气设备手册. 北京:水利电力出版社 课题:皮带运输机电气限制系统设计 一.皮带运输机概况及限制要求 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(M1M4)拖动,如图1所示,限制要求如下: 图1 皮带运输机系统示意图 (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: (2)停止时应先停止第一台皮带机(M1),待料运输完毕后再依次停止其它皮带机: (3)当某台皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机马上停止,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应马上停,经过5S延时后,M3停,再过5S后M4停。 二.设计任务
6、 1.设计和绘制电气限制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图,编写指令程序清单。 2.选择电气元件,编制电气元件明细表。 3.设计操作面板电器元件布置图。 4.上机调试程序 5.编写设计说明书。 前 言 一.皮带运输机PLC电气限制系统设计背景及目的 皮带运输机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械,可以将物料在肯定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。皮带运输机既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。 PLC(Programmable Logic Controller),是可编程逻辑限制器。它采纳一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑
7、运算,依次限制,定时,计数与算术操作等面对用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出限制各种类型的机械或生产过程。PLC是一种特地为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采纳可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、依次运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,限制各种类型的机械或生产过程。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业。随着科学技术的发展,PLC在我国各个工业限制领域中得到了越来越广泛的应用。作为一名自动化专业的学生,我们不光要驾驭好PLC的理论学问,更须要学会将
8、所学习到的理论敏捷地应用到实践当中去,这样才能真正的驾驭PLC这门大有前途的技术。本课程设计是我校自动化专业教学安排中不行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。通过皮带运输机PLC电气限制系统这个课题的设计,我们要达到培育自身综合运用本课程所学学问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,驾驭工程设计的一般程序和方法的目的。通过课程设计可以得到工程学问和工程技能的综合训练,获得应用本课程的学问和技术去解决工程实际问题的实力。二.皮带运输机PLC电气限制系统设计步骤与内容 根据电气限制系统的设计步骤,主要有以下几个方面的内容: 1.首先,我们要依
9、据皮带运输机的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和限制要求,查阅相关技术资料,比较各种限制方案的优劣,结合实际状况,确定最优的限制方案。2.接下来,须要绘制皮带运输机电气限制系统的PLC I/O接线图和梯形图。电路图设计时,依据设计须要先画原理图,画的时候须要弄懂每一个元器件的工作原理与接法,这须要参考大量的文献资料;设计完成后须要与同学老师探讨探讨;以上步骤完成后还须要依照原理图画好接线图,便利以后接线调试,这样能够节约大量时间,并且出现故障的概率会大大降低。这么做是为了在出现故障的时候能够依据电路原理图与接线图快速找到问题所在。4.电路图完成后也就是硬件平台搭建好后,就须要编写程
10、序。在工业限制领域中,须要编写的程序不外乎PLC与伺服驱动器的连接限制,PLC与变频器的连接限制,触摸屏与PLC的连接限制。这些在电路原理图设计的时候就须要与软件编程相联系起来或者说是同时进行,这样能便利安排好相应的限制引脚关系,并且在出现故障的时候能知道究竟是硬件故障还是软件故障。3.然后,依据设计的要求与特点,结合实际的条件,选择合适的电器元件,列出电器元件明细表。4.以上工作做完后就须要现场通电调试。这个过程中可能会出现各种各样的问题。在出现问题时,须要耐性,冷静地分析各种出现问题的缘由, 逐个地解除。5.总结本次设计中遇到的问题与收获,编写设计说明书。 最终,感谢在本次课程设计中给我们
11、耐性供应指导的老师以及学校给我们供应的良好学习环境及各种试验训练软硬件条件。本报告编写过程中由于作者水平有限,难免会出现错漏之处,恳请各位指导老师指责指正。 书目 第1章 概述 1 1.1 皮带运输机用途、基本组成结构及工作过程 1 1.1.1 皮带运输机用途 1 1.1.2 皮带运输机概况及限制要求 2 1.2 设计要求和任务 3 第2章 限制方案论证 4 2.1 继电器限制方案 4 2.2 微机限制方案 5 2.3 PLC限制方案 5 2.4 结论 6 第3章 限制系统硬件设计 7 3.1 电动机主电路 7 3.2 PLC限制系统设计 8 3.2.1 PLC限制系统电气元件选择 8 3.2
12、.2 PLC I/O 接线图设计 9 第4章 限制系统软件设计 10 4.1 软件的组成部分 10 4.2 主程序设计 10 4.2 手动子程序设计 12 4.3 自动子程序设计 12 4.4 公用子程序设计 16 4.5 故障处理子程序 16 第5章 软件的调试 22 5.1 自动子程序的调试 22 5.2 手动子程序的调试 22 5.3 故障子程序的调试 23 结束语 24 第1章 概述 1.1 皮带运输机用途、基本组成结构及工作过程 1.1.1 皮带运输机用途 皮带运输机又称带式输送机,是一种连续运输机械,也是一种通用机械。皮带运输机被广泛应用在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业
13、的生产线。即可以运输散状物料,也可以运输成件物品。工作过程中噪音较小,结构简洁。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上。皮带运输机由皮带、机架、驱动滚筒、改向滚筒、承载托辊、回程托辊、张紧装置、清扫器等零部件组成。在大型港口或大型冶金企业,皮带运输机得到最广泛的应用。其总长度可大十几千米。 一般皮带运输机的提升角度一般不大20度,缘由是当皮带运输机的倾角大于20度时对大多数的物料来讲都会发生物料下滑的状况,即物料在皮带上的摩擦力过小发生下滑。对输送煤炭的皮带运输机一般提升角度不大于15度,对输送烧结球团的皮带运输机提升角度不大于12度。假
14、如物料相对粒度较小,其提升角度可选较大值。特别的皮带运输机其提升角度可大于45度,其皮带的构造是特别制造的。在此不做详述。 皮带运输机的驱动装置由单个或多个驱动滚筒驱动,驱动电机也可以是单个电机或多个电机驱动。一般驱动装置包括电动机、减速机、液力偶合器、制动器或逆止器等组成。偶合器的作用是改善皮带运输机的启动性能。制动器和逆止器是为了防止当皮带运输机停机时皮带向下滑动。 皮带运输机的电气爱护和限制装置主要有:拉绳开关、皮带跑偏检测开关、皮带打滑检测、皮带防撕裂检测、料流检测、堵料检测、皮带秤。 皮带运输机所用的皮带有多种选择,如钢芯带,帆布芯带,尼龙带,聚脂带等。对载荷较小的皮带运输机一般选择
15、帆布带。假如皮带的载荷较大时可采纳钢芯带。所谓钢芯带是皮带中的芯部采纳较细的钢丝绳承受载荷 皮带运输机的输送实力可以为几百千克/小时到万吨/小时,皮带的宽度可以从100-200mm到2600mm 皮带运输机的张紧装置有多种形式。如重锤张紧,螺旋张紧,液压张紧等。 皮带运输机的托辊一般采纳槽形托辊组,个别状况采纳吊挂式托辊组。 皮带运输机的承载托辊组的槽角一般选择为30-35度。个别状况选择40度槽角。较少选择大于或等于45度槽角的托辊组。 皮带运输机是散料连续运输机械,是应用于短距离连续运输的的重要机械设备。 1.1.2 皮带运输机概况及限制要求 皮带运输机由4台皮带机组成,4台皮带机分别用4
16、台电动机(M1M4)拖动,如图1所示,限制要求如下: 图1-1 皮带运输机系统示意图 (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: (2)停止时应先停止第一台皮带机(M1),待料运输完毕后再依次停止其它皮带机: (3)当某台皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机马上停止,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应马上停,经过5S延时后,M3停,再过5S后M4停。 1.2 设计要求和任务 (1)设计和绘制电气限制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图,编写指令程序清单。(2)选择电气元件,编制电气元件明细表。(3)设计操作面板电器元
17、件布置图。(4)上机调试程序 (5)编写设计说明书。 第2章 限制方案论证 2.1 继电器限制方案 继电器限制系统具有以下特点: (1)逻辑限制 继电器限制系统限制逻辑采纳硬件接线,利用继电器机械触点的串联或并联等组合成限制逻辑,其连线多且困难、体积大、功耗大,系统构成后,想再变更或增加功能、较为困难。 (2)限制速度 继电器限制系统依靠机械触点的动作实现的,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)依次限制 继电器限制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的依次限制。时间继电器内部的机械结构易受环境温度改变的影响,造成定时的精度不高。(4)敏捷性及可扩
18、展性 继电器安装后,受电气设备触电数目的有限性和连线困难等缘由的影响,系统在今后的敏捷性、扩展性很差。(5)计数功能 继电器限制可实现逻辑功能,但不具备计数的功能。(6)牢靠性和可维护性 继电器限制运用大量的机械触电,触电在开闭时会产生电弧,造成损伤并伴有机械磨损,运用寿命短,运行牢靠性差,不易维护。2.2 微机限制方案 微机限制具有体积小、功耗低、性能牢靠、价格低廉、运用便利敏捷、易于产品化等诸多优点,特殊是强大的面对限制的实力,使它在工业限制、智能仪表、外设限制、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,由于微机限制系统全部的电路集中在一块电路板上,其实现的功能、输
19、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,微机限制系统开发周期长,一旦要有改变修改比较麻烦。2.3 PLC限制方案 PLC种类繁多,但其结构和工作原理基本相同。PLC其实就是专为工业现场应用而设计的计算机,采纳了典型的计算机结构,主要是由中心处理器(CPU)、存储器、输入/输出单元,电源及编程器几大部分组成。PLC限制具有以下特点: (1)限制逻辑 PLC采纳存储器逻辑,其限制逻辑以程序方式存储在内存中,要变更限制逻辑只需变更程序即可,故称“软接线”。其接线少,体积小,因此敏捷性和扩展性都很好。PLC由大、中规模集成电路组成,因而功耗较小。
20、(2)牢靠性和可维护性 PLC配有自检和监督功能,能检查出自身的故障并随时显示给操作人员,还能动态地监视限制程序的执行状况,为现场调试和维护供应了便利。(3)限制速度 PLC由程序指令限制半导体电路来实现限制,属无触点限制,速度极快,一条用户指令的执行时间一般在微秒数量级,且不会出现抖动。(4)定时限制 PLC运用半导体集成电路做定时器,时基脉冲由晶体振荡产生,精度相当高,且定时时间不受环境的影响,定时范围一般从0.001S到若干天或更长。用户可依据须要在程序中设置定时值,然后用软件来限制定时时间。2.4 结论 经过比较,我们发觉PLC限制系统具有以下显明的特点: (1) 系统构成敏捷,扩展简
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