2023年多级运输皮带模拟控制系统课程设计报告..docx

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1、信息科学与工程学院课程设计报告( 20232023 学年第 二 学期 )题 目多级运输皮带模拟掌握院系、部掌握系课 程 名 称电气掌握技术综合课程设计专业自动化年级2023 级学号0815321011姓指导名老 师耿晓宇郑义民 晏来成12023 年 7 月 2 日2引言可编程掌握器PLC，是微机技术与继电器常规技术相结合的产物，是在挨次掌握器和微机掌握器的根底上进展起来的型掌握器，是一种以微处理为核心用作数字掌握的专用计算机。可编程掌握器是专为工业环境下应用而设计的工业计算机。它承受可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行规律运算、模拟式的输入与输出，掌握各种类型的机械或生产过程。PLC 及有关

2、设备，都遵循易于与工业掌握系统形成统一的整体，易于扩大其功能的原则进展设计，因此，可编程掌握器以其简洁易懂、操作便利、牢靠性高、通用性高、通用敏捷、体积小、使用寿命长凳一系列优点，在汽车、钢铁、航空航天、化工、食品、造纸、等工业领域获得了广泛的应用。本试验通过对多级运输皮带模拟掌握的设计，学习PLC 在带式传送机掌握系统中的应用，提高对PLC 的深入学习程度与解决问题，分析问题的力量。同时稳固对PLC 的学习与应用。3目 录一、设计任务4二、系统设计要求52.1 系统硬件配置及组成原理62.2 系统变量定义及安排表72.3 PLC 原理接线图82.4 系统牢靠性设计8三、掌握系统设计83.1

3、掌握系统程序流程设计93.2 掌握程序设计思路10四、系统调试及结果分析114.1 系统调试及解决的问题124.2 结果分析12完毕语13参考文献13附录：程序4一、设计任务多级运输皮带模拟掌握进料阀YV1上料位监测SQ3下料位监测SQ4放料阀YV2皮带3皮带4小车皮带1皮带2M4M1M2M3SQ1 SQ2料罐图 1 多级运输皮带系统示意图图 2 传送带电动机主电路图掌握要求：1. 料罐进料、放料由电磁阀YV1 和 YV2 掌握，当料罐中的料位低于下料位监测点SQ4 时， 进料阀YV1 动作，向料罐中进料；当料位高于上料位监测点SQ3 时，进料阀YV1 关闭。2. 当装料小车到达装车点时，装车

4、位开关 SQ1=1，此时黄灯亮，按下起动按钮 SB1，黄灯5闪，2s 后，黄灯灭，同时皮带 4 起动。再经过 2s 后皮带 3 起动，再经过 2s 后皮带 2 起动， 再经过 2s 后皮带 1 起动。再过 2s 后，放料阀 YV2 动作，进展放料。当小车装满后到达规定重量时，SQ2 动作，放料阀 YV2 关闭。之后每隔 2s 依次停皮带 1、皮带 2、皮带 3 和皮带 4。在皮带 14 全部停顿的状况下，绿灯亮，表示可以开车，而在皮带 14 运行时， 红灯亮，表示不能开车。3. 按下停顿按钮 SB2，放料阀 YV2 关闭之后每隔 2s 依次停皮带 1、皮带 2、皮带 3 和皮带4。按下急停按钮

5、SB3，放料阀和皮带同时停顿。4. 电路应设总的短路保护，每台电动机应设短路保护和过载保护。5. 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顿，而该皮带机以后的皮带 机待运完后才停顿。例如M2 故障，M1、M2 马上停，经过 2s 延时后，M3 停，再过 2s， M4 停。6. 用指示灯显示各电磁阀、行程开关、按钮和皮带的运转状态。7. 用 4 个数码管显示从放料阀翻开到关闭的时间，以秒为单位。当小车重回到装车点时， 显示清零。二、系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理本设计使用三菱FX2N-64MR，LC-IV 型可编程掌握器教学试验装置，四节传送带模拟掌握，GX-dev

6、eloper 仿真软件来实现设计。FX2N-64MR 指标： FX2N-64MR-001 输入点 32， 32 点晶体管输出 ，CPU 处理速度 :0.065 s/ ，根本指令 64K 步大容量内存实现了系列中最快的高速处理大幅增加软元件数量 :M:7680,S:40%,T:512,D:40768，高速计数器功能 : 单相 100kHz 6 点 10kHz 2 点，独立 3 轴定位 ( 脉冲输出 ) 功能，强化密码功能具备各种功能强大的扩展板和适配器： 3 通道端口；16 通道模拟量入出； 200KHZ 高速计数和定位，连接 FX2N 扩展设备实现最多达 384 点 I/O 掌握。6PLC 的

7、根本构造如下;PLC 工作原理：PLC 承受“挨次扫描，不断循环”的工作方式 1每次扫描过程。集中对输入信号进展采样。集中对输出信号进展刷。2输入刷过程。当输入端口关闭时，程序在进展执行阶段时，输入端有状态，状态不能被读入。只有程序进展下一次扫描时，状态才被读入。 3一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷。4. 元件映象存放器的内容是随着程序的执行变化而变化的。5. 扫描周期的长短由三条打算。1CPU 执行指令的速度2指令本身占有的时间3指令条数6. 由于承受集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。多级运输皮带模拟掌握工作原理：传送带输送机受到机械制造、电

8、机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的传送，进展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不行缺少的组成局部。而本设计的多级运输皮带模拟掌握则承受PLC 来掌握并模拟四级传送带的工程应用，能够比较真实得在现工厂生产中遇到的一系列问题，例如故障，急停或停顿等生产命令，承受输出继电器来掌握电机的运转和停顿，并通过发光二极管进展显示，而输入和检测开关或其他掌握开关，选用PLC 的输入继电器进展模拟，能够较真实的反响实际生产。2.2 系统变量定义及安排表输入继电器输入掌握按钮作用输出继电器输出作用X000SB0启动Y020电机 M1X00

9、1SB1停顿Y021电机 M2X002SB2皮带 1 故障Y022电机 M3X003SB3皮带 2 故障Y023电机 M47X004SB4皮带 3 故障Y024进料阀X005SB5皮带 4 故障Y025放料阀X006SQ1上料位检测Y026红灯X007SQ2下料位检测Y027黄灯X010SB6装车位开关Y030绿灯X012SQ3装料满检测Y000Y017数码管X013SB7急停2.3 PLC 接线图设计PLC 外部接线图如以下图所示：启动停顿皮带1故障皮带2故障皮带3故障皮带4故障上料位检测下料位检测装车位开关装料满检测急停X0 X1 X2X3 X4 X5 X6X7 X10 X12 X13CO

10、MPLCY20 Y21Y22 Y23 Y24 Y25Y26Y27 Y30COM0M1 M2 M3M4进料阀放料阀红灯黄灯绿灯AC220V2.4 PLC 牢靠性设计1.可编程掌握器是特地为工业掌握设计的，在设计和制造过程中厂家实行了多层次抗干扰措施，使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。运行的稳定性和牢靠性很高，8PLC 整机平均无故障工作时间高达几万小时。随着计算技术的进展，PLC 的功能也越来越强，使用越来越便利。但是，整机的牢靠性高只是保证系统牢靠工作的前提，还必需在 设计和安装PLC 系统过程中实行相应的措施，才能保证系统牢靠工作。假设PLC 的工作 环境过于恶劣，如温度过高、湿

11、度过大、振动和冲击过强，以及电磁干扰严峻或安装使用不当等，都会直接影响PLC 的正常、安全、牢靠的运行， 加上外围电路的抗干扰措施不力，而使整个掌握系统的牢靠性大大降低，甚至消灭故障。因此，在系统设计时应予以充 分的考虑，在硬件上进展适当配置并辅以相应的软件，以实现系统故障的防范。PLC 掌握系统的牢靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，PLC 系统的抗干扰力量是整个系统牢靠运行的关键。因此，分析争论 PLC 应用中的牢靠性和抗干扰技术是格外必要的。要提高PLC 掌握系统的牢靠性，一是在硬件上实行措施;二是在软件上设计相应的保护程序;因此，PLC 掌握系统的抗干扰格外重要。对于多级传动带系统

12、，应充分考虑到对PLC 的各种不利因素，在硬件、软件的设计和安装中实行适当的保护措施，就完全可以使掌握系统安全、牢靠地运行，输出继电器相互自锁 ，并在总电路设短路保护，而且每台电动机应设短路保护和过载保护。三、掌握系统设计3.1 掌握系统程序流程设计程序主要流程图如以下图所示9停顿程序正常停急停，短路保护YESYES放料阀关闭，皮带一到四一次关闭，间隔两秒进料阀，皮带都停顿完毕故障程序运行中发生故障该电机以及前面的急停，后面的正常停完毕开头进料阀程序初始化输出继电器料位低于下料位料位高于上料位到达装车位YESYES进料阀开进料阀关闭黄，绿灯亮完毕启动按钮进料阀开，黄灯闪，绿灯亮2s时间到黄，绿

13、灯灭，红灯亮，皮带从四到一依次启动，最终放料阀开，时间间隔为2s数码管显示放料阀翻开的时间小车装料到达规定重量红灯亮，放料阀关闭，皮带从一到四依次停顿，时间间隔为2s皮带四停顿红灯灭，绿灯亮，可以开车完毕流程的说明：中间的为主程序，两侧的为子程序，主程序完成较为挨次执行的过程，而子程序则包括进 料停顿和故障，其中急停过载保护和每台电机的过载保护选择同样的输入继电器来完成同样的10功能。3.2 掌握程序设计思路主程序承受步进梯形图编写，而子程序则写在主程序的外围，每次都要执行到。有利于削减程序的步数，使编程更加简洁合理，四、系统调试及结果分析4.1 系统调试及解决的问题调试过程中，觉察没有考虑很

14、多状况同时发生，或发生的挨次不同时对系统的影响，并做了简要的修改，已完成题目的要求。例如，急停后启动到底是从原来的地方连续运行，还是从同开头，考虑到生产实际状况，选择了前者。4.2 结果分析及运行系统的总体运行效果较为满足，对于可能发生的额外状况，可能还需再做程序的修改和调试。完毕语在多级运输皮带模拟掌握系统的设计中，实现了两个目的：1 对我们进展了电气工程师的综合训练，训练了我的阅读资料，程序设计，以及文字表达力量。同时，让我们回忆已经学过的电气掌握和PLC 应用技术，并做了更深刻的了解。为我今后从事自动化的设计工作供给了贵重的阅历。2 成功地实现了掌握系统，使之满足设计任务的掌握，保护和显示的要求，并试图使设计的掌握系统做到工作稳定牢靠，技术性能先进，操作敏捷便利。参考文献FX 系列PLC 编程及应用机械工业出版社 廖常初11附录：系统程序指令表及梯形图梯形图121314151617181920指令表212223242526