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1、设计背景v随着经济的快速发展,企业竞争越来越激烈,为了企业有更好的发展前景，提高效率、降低生产成本成为了企业各界发展的主要方向,因此具有节约劳动力,提高了生产效率,而且降低了生产成本的传送带在工业生产中得到了广泛的应用。传送带以其高效、安全、操作简单而在工业生产领域得到广泛应用。但以往传统传送设备多采用继电器一接触器控制系统，其缺点是连动关系复杂、维修困难、故障率高、常影响生产。采用PLC控制的传送带系统优点是它综合了微电子技术和计算机技术，各种控制功能都是通过软件来实现的，其灵活性和通用性强。抗干扰能力强、编程语言简单易学、只要改变程序并改动少量外部接线、就可适应生产工艺的改变，便于实现机电
2、一体。从而来实现生产过程的自动化和高速化。同时利用PLC与组态相结合，以便对程序进行实时的监控，从而使整个控制系统的工作过程更加的清晰明了，因此在工业控制中得到了非常广泛的应用 设计介绍v本设计采用西门子S7-200系列机型，通过PLC编程，并与相关硬件结合，使该控制系统在初始状态时，红灯灭，绿灯亮，允许运料小车进来装料，料斗开关及3组传送带均为关闭状态，到汽车到来时，红灯亮，绿灯灭，3组传送带按顺序依次开始运行，料斗开关打开，当汽车装满料斗开关关闭传送带逐次停止工作，当汽车开走，控制系统恢复到原始状态。当系统出现故障时，有故障指示灯给予警示，并使系统停止工作，便于作业人员对其进行检修。v该控
3、制系统通过对三组传送带及料斗开关的控制，以及运用光电开关及压力传感器来实现运料汽车的自动装料过程。同时利用PLC与组态相结合，以便对程序进行实时的监控，从而使整个控制系统的工作过程更加的清晰明了，因此在工业控制中得到了非常广泛的应用。具有较强的科研和实用价值。系统硬件设计v本次设计硬件选择方面以西门子S7-200 PLC机型为基础，西门子S7-200系列PLC具有功能强、速度快、扩展灵活，具有模块化、紧凑的结构的特点。使用范围可从替代继电器的简单控制到复杂的自动化控制。在此基础上又采用压力传感器、光电开关等灵敏度高的器件，在确证系统稳定的前提下，使系统的可靠性得以提高。系统主电路设计 v本系统
4、的主电路设计力求正确和简单,这样系统控制电路及软件设计才能精简方便。根据系统的控制工艺要求，设计的电气控制系统主回路原理图如图所示。图中，M1，M2，M3为三台皮带传输送料电动机，交流接触器KM1KM3通过控制三台电动机的运行来控制三个传送带，从而进行对物料的传输。FR为起过载保护作用的热继电器，用于物料传输过程中当传送带过载时断开主电路。FU为熔断器，起过电流保护作用。系统的I/O地址分配 I/O地址分配表：序号输入点输入地址序号输出点输出地址1I0.0启动开关1Q0.0绿色指示灯2I0.1停止开关2Q0.1红色指示灯3I0.2压力传感器3Q0.2传送带电机M34I0.3光电开关4Q0.3传
5、送带电机M25 I0.4复位开关5Q0.4传送带电机M16Q0.5料斗阀门7Q0.6故障指示灯系统的软件设计 v该控制系统的控制要求为：在初始状态时，红灯灭，绿灯亮，允许运料小车进来装料，料斗开关及3组传送带均为关闭状态，到汽车到来时，红灯亮，绿灯灭，3组传送带按顺序依次开始运行，料斗开关打开，当汽车装满料斗开关关闭传送带逐次停止工作，当汽车开走，控制系统恢复到原始状态。另外为确保系统安全性，为其加入故障自检环节，系统工作流程图如右图所示系统工作流程图系统的PLC梯形图设计 v本次设计通过STEP7-Micro/WIN32编程软件与西门子S7-200 PLC主机连接并将程序写入PLC主机中，进
6、行调试，对程序的正确性进行检验；由PLC的编程方法和思路，可以编写出基于PLC的传送带监控系统的梯形图程序，具体的梯形图如下图所示。v将以上梯形图输入西门子S7-200软件中，然后编译成功之后写入PLC中，进行仿真操作，中间可能会遇到各种问题，但我们必须有耐心，不断的调试，最后才能取得成功。组态监控系统的设计 v在传送带控制系统设计完成之后，本次设计中还使用组态王6.53软件，利用PLC与组态相结合，对控制程序进行实时的监控，构建基于该控制系统的组态监控体系，从而使整个控制系统的工作过程更加的清晰明了。组态监控系统的设计分为组态画面设计和组态画面动画连接两步。v首先，我们根据控制系统的工作流程
7、，按照组态王软件的操作步骤，设计出组态画面，在画面设计完成之后，并对其中的变量进行定义，构建监控系统的数据库，为接下来的组态画面动画连接做好铺垫。组态画面设计组态画面：组态画面：组态画面动画连接v组态画面动画连接这是组态中最重要也是最核心的一部分，组态画面动画连接就是对画面中图形的动作进行编程，从而实现对工作现场的实况仿真。所用的语言类似与C语言。v在本次组态画面动画连接其编程目的就是实现对运料汽车的装料过程进行仿真。它的相应的命令语言如下：vif(本站点启动=1)v 本站点红灯=0;v 本站点绿灯=1;v 本站点故障指示灯=0;vif(本站点启动=1)v 本站点小车=本站点小车+5;vif(
8、本站点小车=200)v 本站点小车=200;vif(本站点停止=1)v 本站点小车=本站点小车-5;vif(本站点压力传感器=1)v 本站点M3=1;v 本站点红灯=1;v 本站点绿灯=0;vif(本站点M3=1&本站点物料1=10|本站点物料2=10)v 本站点物料1=0;v 本站点物料2=0;vif(本站点M2=1&本站点物料1=10)v 本站点物料1=本站点物料1+2;vif(本站点M1=1&本站点物料1=10)v 本站点物料1=本站点物料1+2;vif(本站点料斗开关=1)v 本站点物料=本站点物料+1;vif(本站点光电开关=1)v 本站点料斗开关=0;vif(本站点启动=1&本站点
9、停止=0&本站点光电开关=0)vvif(本站点M1=0|本站点M2=0|本站点M3=0|本站点料斗开关=0)v 本站点故障指示灯=1;v 确定好程序已经写入到PLC中之后，并确定画面、变量等已经设定好了之后，就可以进行VIEW切换，与PLC连接进行画面监控了。系统初始状态的组态画面系统运行时的组态画面总结 以上便是这次毕业设计的核心内容，在这次设计的过程中，我学习了新的知识应用了新的软件，受益匪浅。丰富了自己的知识提高了自己的能力。谢谢老师和给位同学对我的帮助。v本论文是在我的指导老师师韩英老师和段春霞老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。这次的设计教会了我很多，不仅仅是专业知识得到扩展，更多的是发现问题，解决问题的能力和获取知识的能力得到锻炼。最后，我要真诚感谢四年来培养我的母校以及电气工程与自动化系的所有领导、老师，正是你们的悉心教诲才使我有了前进的动力，谢谢你们！谢辞