传送带控制系统的设计论文.doc
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1、无锡科技职业学院毕业设计(论文) 传送带控制系统的设计 摘 要介绍了PLC在四节传送带控制系统中的应用,同时也详细地叙述了系统中相关控制项目的设计方案及具体实现方法。在文中还介绍了基于PLC与单片机的区别使我们能更加的清楚认识PLC,对熟悉PLC控制系统的结构和工作原理以及学习梯形图的编写都有很大的帮助。 本系统是对四节传送带控制的系统,该设备适用于流水线生产等,也可以把生产出的货物进行传送到特定的地方。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,在内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系
2、统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就因此大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,在出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。关键词:传送带 PLC 故诊断控制可编程控制器 控制AbstractINTRODUCED PLC IN FOUR CONVEYER BELTS CONTROL SYSTEM APPLICATION, SIMULTANEOUSLY ALSO IN DETAIL NARRATED IN THE SYSTEM TO BE
3、 CONNECTED THE CONTROL PROJECT DESIGN PROPOSAL AND THE CONCRETE REALIZATION METHOD. IN THE ARTICLE ALSO INTRODUCED ENABLES US BASED ON PLC AND THE MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT DIFFERENCE EVEN MORE CLEARLY TO KNOW PLC, IS FAMILIAR WITH THE PLC CONTROL SYSTEM TO THE STUDENT THE STRUCTURE AND THE PRIN
4、CIPLE OF WORK AS WELL AS THE STUDY TRAPEZOIDAL CHART COMPILATION ALL HAS THE VERY BIG HELP.THIS SYSTEM IS A SYSTEM WHICH CONTROLS TO FOUR CONVEYER BELTS, THIS EQUIPMENT IS SUITABLE FOR THE PRODUCTION-RUNS AND SO ON, ALSO MAY THE CARGO WHICH PRODUCES CARRY ON TRANSMITS TO THE SPECIFIC PLACE.THE REDUN
5、DANT RELIABILITY IS THE ELECTRICITY CONTROL DEVICE ESSENTIAL PERFORMANCE. PLC BECAUSE USES THE MODERN LARGE SCALE INTEGRATED CIRCUIT TECHNOLOGY, USED THE STRICT PRODUCTION CRAFT MANUFACTURE, THE INTERNAL CIRCUIT HAS ADOPTED THE ADVANCED ANTIJAMMING TECHNOLOGY, HAD THE VERY HIGH RELIABILITY. MACHINE
6、THE EXTERNAL CIRCUIT SAID FROM PLC THAT, USES THE PLC CONSTITUTION CONTROL SYSTEM, COMPARES WITH THE SAME LEVEL SCALE RELAY SYSTEM, THE ELECTRICAL WIRING AND THE SWITCH CONTACT REDUCED TO SEVERAL HUNDRED EVEN SEVERAL 1/1,000, THE BREAKDOWN ALSO GREATLY REDUCES. IN ADDITION, PLC HAS THE HARDWARE BREA
7、KDOWN SELF-EXAMINATION FUNCTION, APPEARS WHEN THE BREAKDOWN MAY PROMPTLY SEND OUT THE WARNING INFORMATION. IN THE APPLICATION SOFTWARE, THE APPLICATION ALSO MAY ENROLL THE PERIPHERY COMPONENT THE BREAKDOWN FROM THE DIAGNOSTIC PROGRAM, CAUSES IN THE SYSTEM ALSO OBTAINS THE BREAKDOWN BESIDES THE PLC E
8、LECTRIC CIRCUIT AND THE EQUIPMENT FROM THE DIAGNOSIS PROTECTIONKEY WORD: CONTROL, PROGRAMMABLE, SYSTEM,CONTROLLER目录引 言4第一章 PLC的概述61.1 PLC的起源61.2 PLC的功能61.3 PLC的主要特点71.4 PLC的联网与通信81.5 PLC的发展8第二章 PLC与继电器、单片机的异同102.1 什么是PLC102.2 PLC与单片机的区别102.3 PLC与继电器系统的异同102.4 PLC系统的设计112.4.1 PLC的选型原则112.4.2 可编程顺序控制器
9、的设计流程122.5 PLC的自动检测功能及故障诊断132.5.1 超时检测142.5.2 逻辑错误检查14第三章 传送带的介绍153.1 四节传送带系统的发展153.2 传送带常见的故障与维护153.2.1传送带常见故障153.2.2 传送带跑偏163.3 四级传送带的设计163.3.1 四级传送带控制要求163.3.2 四级传送带视图173.3.3.PLC自动控制的子程序框图183.3.4 元器件清单183.3.5 电机接线图193.3.6 控制电路接线图193.3.7 PLC接线图203.3.8 输入/输出分配表203.3.9 程序梯形图21总结24致 谢25参考文献26引 言可编程控制
10、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,Totally Integrated Automation)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
11、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
12、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。12 第一章 PLC的概述1.1 PLC的起源PLC是从早期的继
13、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 。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现,以及流程加工行业(如汽车制造业)对生产流程迅速、频繁变更的需求,PLC技术出现并快速发展。目前,PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃,使早期的PLC从最初的逻辑控制、顺序控制,发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。但是,仍然沿用着顺序
14、扫描、程序控制等基本模式及CPU+通信+I/O的基本结构。PLC之所以有生命力,在于它更加适合工业现场和市场的要求:高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。它的输入输出端更接近现场设备,不需添加太多的中间部件或需要更多的接口,这样节省了用户时间和成本。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端一般是面向用户的微型计算机。人们在应用它时,可以不必进行计算机方面的专门培训,就能对可编程控制器进行操作及编程。1.2 PLC的功能 1、数据采集与输出。2、控制功能。包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。3、数据处理功能。包括基本数学运算、比较、对字节的运算、
15、PID运算、滤波等。4、输入/输出接口调理功能。具有A/D、D/A转换功能,通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节,具有温度、运动等测量接口。5、通信、联网功能。现代PLC大多数都采用了通信、网络技术,有RS232或RS485接口,可进行远程I/O控制,多台 PLC可彼此间联网、通信,外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间,实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。在系统构成时,可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统,现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。6、支持人机界面功能。提供
16、操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整,实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。7、编程、调试等,并且大部分支持在线编程。1.3 PLC的主要特点1、可靠性高。PLC的MTBF一般在4000050000h以上,有的在10-20万h,且均有完善的自诊断功能。2、结构形式多样,模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床,组合式适于集控制系统。最少的PLC只有6点,而AB的ControlLogix系统的容量达128000点。3、功能强大。PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理
17、功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。4、编程方便。控制具有极大灵活性。PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。5、适应工
18、业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。6、安装、维修简单。与DCS相比,价格低。PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。7、当前PLC产品紧跟现场总线的发展潮流。1.4 PLC的联网与通信PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络,以实现信息的交换,并可构成集中管理、分散控制的分布式控制系统,
19、满足工厂自动化(FA)系统发展的需要,各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制,然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。目前各厂商都主推各自的总线标准,如西门子Profibus、A-B ControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其构成的“集中管理、分散控制”分布式控制方式是十分类似的。如ROCKWELL(A-B)推出了“全方位自动化”的理念,推荐三层网络结构,即1)设备层(DeviceNet为代表);2)控制层(ControlNet为代表);3)管理层(EtheNet)。1.5 PLC的发展1、与DCS的差别。集散系统DCS从工业自动化仪表控
20、制系统发展到以工业控制计算机为中心的集散系统,所以其在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势,初期主要用在连续过程控制,侧重回路调节功能,满足快速大量数据处理要求。硬件结构方面,总线标准化程度高,兼容性强,软件资源丰富,特别是有实时操作系统的支持,故对要求快速、实时性强、模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。PLC是由继电器逻辑系统发展而来,主要用在离散制造、工序控制,初期主要是代替继电器控制系统,侧重于开关量顺序控制方面。PLC在自身发展同时,也在吸收DCS系统的优点。PLC在过程控制的发展将是与现场总线技术结合,发展向下拓展功能,开放总线。2、市场占有率。1987年世界PLC的销售
21、额为25亿美元,此后每年以20%左右的速度递增。进入90年代以来,世界PLC的年平均销售额在55亿美元以上,其中我国约占1%。当前,PLC在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品,用PLC设计自动控制系统已成为世界潮流。第二章 PLC与继电器、单片机的异同2.1 什么是PLCPLC是什幺呢?PLC的全称是Programmable Logic Controller(可编程序控制器),刚引入国内时,曾简称为PC。后来,IBM-PC获得广泛应用,PC成了个人电脑的代名词,才改为PLC。PLC还有另外的一个意思是Power Line Carrier(电力线载波)。2.2 PLC与单片机的区别1.
22、PLC是建立在单片机之上的产品,单片机是一种集成电路,两者不具有可比性。 2. 单片机可以构成各种各样的应用系统,从微型、小型到中型、大型都可,PLC是单片机应用系统的一个特例。 3. 不同厂家的PLC有相同的工作原理,类似的功能和指标,有一定的互换性,质量有保证,编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海,各显神通,功能千差万别,质量参差不齐,学习、使用和维护都很困难。 最后,从工程的角度,谈谈PLC与单片机系统的选用; 4. 对单项工程或重复数极少的项目,采用PLC方案是明智、快捷的途径,成功率高,可靠性好,手尾少,但成本较高。 5. 对于量大
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