PLC四节传送带设计.pdf

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1、 PLC 设计与实训 设计报告 题 目：四节传送带控制 姓 名：王伟杰 班 级：14 自动化 4 班 学 号：30 指导老师：陈才学 提交日期：2017 年 6 月 14 日 目录 摘 要：.3 一、总体设计方案.3 设计题目及任务.3 任务分析.3 课题项目管理计划进度表.3 设计目标.3 设计方案及方案的合理性分析.3 二、硬件电路设计.3 CPU 选型.3 I/O 口分配.3 硬件电路图.3 电路工作过程.3 顺序启动.3 顺序停止.3 传送带 A 发生故障时的停止.3 传送带 B 发生故障时的停止.3 传送带 C 发生故障时的停止.3 传送带 D 发生故障时的停止.3 三、软件程序设计

2、.3 程序功能图设计.3 软件程序单元设计.3 顺序启动设计.3 顺序停止设计.3 顺序急停设计.3 四、系统调试过程及结果分析.3 硬件调试过程.3 软件调试过程（含单独调试和联调）.3 设计实验结果及分析.3 五、心得体会和持续改进建议.3 附件：.3 1、系统运行和测试照片.3 2、设计环节与课程能力对应关系.3 3、成绩考核与评定.3 设计题目（四节传送带控制）摘 要：当今社会，科技发展迅速，在工业方面，计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术同样也推动了 PLC（可编程逻辑控制器）的发展。现在，我们的生活中有很多称为可编程控制器的

3、小电脑在为我们服务，可编程控制器在工业控制、军工航天、信息处理、家用电器等方面的应用中表现的十分出色。本次设计的题目是：四节传送带控制，主要以 PLC 来控制，使其具备顺序启动与顺序停止功能，当某条皮带发生故障时，该皮带及前面的皮带立即停止的自动控制等功能。通过这次设计，初步掌握 PLC 的基本控制功能，学会使用 PLC 来解决一些简单的工程问题。关键词：PLC；工业控制；四节传送带；顺序控制 一、总体设计方案 设计题目及任务 题目 2 四节传送带控制 （难度系数：*）控制要求 1.总体控制要求：系统由传动电机 M1、M2、M3、M4，故障设置开关 A、B、C、D组成，完成物料的运送、故障停止

4、等功能。2.闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带（电机M4），每经过 1 秒延时，依次启动一条传送带（电机 M3、M2、M1）。3.当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，而该传送带以后的待运完货物后方可停止，并显示相应故障。例如 M2 存在故障，则 M1、M2立即停，经过 1 秒延时后，M3 停，再过 1 秒，M4 停，并显示 M2 故障。4.排出故障，打开“启动”开关，系统重新启动。5.关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机 M1），待料运送完毕后再依次停止 M2、M3 及 M4 电机。任务分析 本次设计是要模拟四节传送带的控制，PLC 四节传送带的硬件系统是有

5、计算机、四台电机、西门子 S7-200PLC 等构成。使用 PLC 控制，可以有效的解决多节传送带复杂的分段控制问题，通过电脑将软件下载到PLC 中，同时利用总线接入四台电机，通过程序的编写，实现四台电机顺序启动与停止，并且在其某一段皮带发生故障时，实现一个分段的停止，从而实现故障急停。在本次设计中，PLC的控制核心，外部多种输入信号如启动、停止，经过 PLC 内部进行程序的运算和数据处理后，提供多种输出信号来控制四台电机的运作。课题项目管理计划进度表 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关文献资料、课题调研 制定设计目标和设计方案 设计方案的合理性分析 硬件电路图样设计 软件程序功能

6、图设计和软件程序设计 硬件实验平台搭建及调试 软件程序调试和实验 实验结果检查 撰写课程设计说明书 设计目标 本次设计是要模拟四节传送带的控制，首先要确保实现题目要求的三条控制目标：1、实现四条皮带的顺序启动；2、实现四条皮带的顺序停止；3、实现四条皮带运行过程中的故障急停。此外就是力求设计过程中 PLC 与实验模块之间的 接线简洁、STEP7 中的代码简明易懂，确保能顺利实现设计目标，取得预想的实验结果。设计方案及方案的合理性分析 本次设计是要模拟四节传送带的控制，PLC 四节传送带的硬件系统是有计算机、四台电机、西门子 S7-200PLC 等构成。使用 PLC 控制，可以有效的解决多节传送

7、带复杂的分段控制问题，通过电脑将软件下载到 PLC 中，同时利用总线接入四台电机，通过程序的编写，实现四台电机顺序启动与停止，并且在其某一段皮带发生故障时，实现一个分段的停止，从而实现故障急停。在本次设计中，PLC的控制核心，外部多种输入信号如启动、停止，经过 PLC 内部进行程序的运算和数据处理后，提供多种输出信号来控制四台电机的运作。该方案经过我去实验室实地查看后发现可行，方案所需要的 S7-200PLC 以及模拟四台电机的实验面板和计算机实验室都具备相应的条件。二、硬件电路设计 CPU 选型 经过结合实验室已有条件以及本次设计要求考虑，选择PLC224CPU。I/O 口分配 1、输入输出

8、连线 输入 SB1 SB2 A B C D 输出 M1 M2 M3 M4 硬件电路图 图 2-1 输入/输出接线图 电路工作过程 顺序启动（1）按下启动按钮 SB1，输入继电器得电，闭合。（2）得电并保持，KM4 得电，传送带 D 开始运行，得电闭合。T37 得电，开始运行。（3）T37 计时时间到，T37 闭合，得电，闭合，T38 得电开始计时，得电并保持，KM3 得电，传送带 C 开始运行。（4）T38 计时时间到，T38 闭合。得电并保持，KM2 得电，传送带 B 开始运行。得电，闭合，T39 得电，开始计时。（5）T39 计时时间到，T39 闭合，得电，KM1 得电，传送带 A 开始运

9、行。顺序停止（1）按下停止按钮 SB2，输入继电器得电，闭合。复位并保持，KM1 失电，传送带 A 停止运行，得电，闭合，T40 得电，开始计时。（2）T40 计时时间到，T40 闭合。复位并保持，KM2 失电，传送带 B 停止运行，得电，闭合，T41 得电，开始计时。（3）T41 计时时间到，T41 闭合。得电并保持，KM3 失电，传送带 C 停止运行，得电，闭合，T42 得电，开始计时。（4）T42 计时时间到，T42 闭合。复位并保持，KM4 失电，传送带 D 停止运行。传送带 A 发生故障时的停止（1）当传送带 A 发生故障时，行程开关 SQ1 闭合，输入继电器得电，闭合。复位并保持，

10、KM1 失电，传送带 A 停止运行，得电，闭合，T43 得电，开始计时，T43 计时时间到，T43 闭合。（2）复位并保持，KM2 失电，传送带 B 停止，得电，闭合，T44 得电，开始计时。（3）T44 计时时间到，T44 闭合。复位并保持，KM3 失电，传送带 C 停止，得电，闭合，T45 得电，开始计时。（4）T45 计时时间到，T45 闭合，复位并保持，KM1 失电，传送带 A 停止运行。传送带 B 发生故障时的停止（1）当传送带 B 发生故障时，SQ2 闭合，输入继电器得电，闭合，和复位并保持，KM1、KM2 失电，传送带 A、B 停止运行，得电，闭合，T46 得电，开始计时。（2）

11、T46 计时时间到，T46 闭合。复位并保持，KM3 失电，传送带 C 停止运行，得电，闭合，T47 得电，开始计时。（3）T47 计时时间到，T47 闭合，复位并保持，KM4 失电，传送带 D 停止运行。传送带 C 发生故障时的停止（1）当传送带 C 发生故障时，SQ3 闭合，输入继电器得电，闭合，、复位并保持，KM1、KM2、KM3 失电，传送带 A、B、C 停止运行，得电，闭合，T48 得电，开始计时。（2）T48 计时时间到，T48 闭合。复位并保持，KM4 失电，传送带 D 停止运行。传送带 D 发生故障时的停止（1）当传送带 D 发生故障时，SQ4 闭合，得电，闭合，、复位并保持，

12、KM1、KM2、KM3、KM4 失电，传送带 A、B、C、D 停止运行。三、软件程序设计 程序功能图设计 开始 M4 运行 1S 后 M3 运行 1S 后 M2 运行 M2 立即停止 M3 立即停止 M1 立即停止 1S 后 M4 停止 M1 立即停止 结束 M3 立即停止 1S 后 M4 停止 M2 立即停止 1S 后 M1 运行 M1 有故障 M2 有故障 M3 有故障 M4 有故障 M1 立即停止 1S 后 M2 停止 图 3-1 四节传送带流程图 M2 立即停止 1S 后 M3 停止 M4 立即停止 1S 后 M4 停止 M1 立即停止 1S 后 M3 停止 软件程序单元设计 顺序启动

13、设计 顺序停止设计 、顺序急停设计 当传送带 1 故障时：当传送带 2 故障时：当传送带 3 故障时：当传送带 4 故障时：四、系统调试过程及结果分析 硬件调试过程 硬件调试过程中，第一次我对照着设计方案将实验面板的线与PLC 连接好以后，在电脑 STEP7 上点下载程序提示我找不到 CPU，仔细检查后才发现没有打开S7-200PLC 上面的电源，打开电源后程序成功的下载到 PLC 中，但是按动实验面板上的相应按钮还是没有反应，仔细对照检查接线才发现错将本应与 SB1 相连的连到 SB2 上面了。软件调试过程（含单独调试和联调）第一次在我的电脑上将 STEP7 程序写好后大致看了一下代码，确定

14、可以实现题目的三个要求及功能，但去了实验室将程序下载到 PLC 中才发现不能实现顺序启动，仔细检查才发现网络 1 当中的、这些都应该是常闭的，我却弄成了常开，将其修改为常闭后程序正常工作达到了预期的要求。设计实验结果及分析 当按下SB1按钮后四条皮带从最下面的M4到最上面的M1每隔1S一次点亮，这达到了实验预期的顺序启动功能。当按下 SB2 按钮后四条皮带从最上面的 M1到最下面的 M4 每隔 1S 陆续熄灭，这达到了实验预期的顺序停止功能。当四条皮带正常运行的时候将皮带 M2 上面的 B 按钮搬起，表示 M2 传送带发生故障，同时M1、M2 两条皮带的灯同时熄灭表示两条皮带同时停止运行，然后

15、过了 1SM3 皮带的灯熄灭，表示过了 1S 后皮带 M3 停止运行，接着又过了 1SM4 皮带的灯也熄灭了，表明过了 1S 后皮带 M4 也停止运行了。达到了设计的要求即：当 M2 皮带发生故障时，M2 及它前面的皮带 M1 立即停止，然后后面的皮带 M3、M4 每过 1S 后停止一条。五、心得体会和持续改进建议 PLC 作为自动化专业一门很重要的课程我在大三上学期学了，那时候也只是知道照着书看看学会上面的例题好好做做应付考试，直到这个学期得知要做 PLC课程设计的时候我一下子都觉得懵了，感觉没有头绪、无从下手，好在及时向旁边寝室的学霸进行了请教给了我思路。老师也一再强调 PLC 在工厂企业

16、中都有广泛的应用，因此不能只拘泥于课本而是更要有解决实际问题的能力，要善于分析问题、简化问题、解决问题。这才是将 PLC 真正的学好。通过这次课程设计使我认识到了我学的还远远不够，在面对以后复杂多变的实际问题时还需要更进一步的学习，同时这次 PLC 课程设计也培养了我的动手能力、抽象建立模型、分析问题的能力，并且做课程调试中也遇到了一些问题，这也锻炼了我的耐心和发现问题排查故障的能力，想要成功取得理想的实验结果不但要有清晰的设计思路跟实施方案，同样离不开自己的细心、坚持，最后也要感谢我的指导老师陈才学老师，老师在百忙之中还是如期来为我们解答疑惑为我们点亮了前进的灯塔。也希望自己能在接下来一次又

17、一次的课设、实验中或者是新的课程的学习中不断汲取知识与经验，为将来自己走向工作岗位打下扎实的基础。参考文献 1.廖常初 S7-200PLC 编程及应用 M.机械工业出版社 2016.2.THSMS实验指导书.附件：1、系统运行和测试照片 2、设计环节与课程能力对应关系 序 号 能 力 总体方案设计 PLC硬件设计、调试（含图样）软件设计、调试 技术文件 分 析 功 能 需 求 确定设计目标 确定设计方案、合理性分析 CPU型号选择 I/O模块和分配 系统硬件组态 软件设计 软件调试 实验记录 设计 报告 1 能够综合运用所学的电路、电子技术、电力电子技术、计算机技术、检测与变换、电器控制、运动

18、控制等自动化专业知识，围绕复杂应用问题提出设计目标的能力（）+2 能够运用可编程控制器(PLC)、计算机网络、技术手册、说明书查阅有关技术资料的能力，确定设计方案的能力和达成设计目标的能力（）+3 能够就系统解决方案、过程与结果，通过书面报告和口头陈述清晰地表达的能力。（）+4 能够运用 STEP7 等开发环境，进行系统分析、设计、程序编写、仿真实验和调试等基本技能；（）+5 能够从工程与社会关系的角度对设计方案进行合理性分析。（）+3、成绩考核与评定 序号 考核内容 评定权重系数 考核方式 1 综合运用所学自动化专业知识，围绕复杂应用问题提出设计目标的能力（）报告 2 具有运用可编程控制器(PLC)、计算机网络、技术手册、说明书查阅有关技术资料，确定设计方案的能力和达成设计目标的能力（）系统设计、调试过程及结果 3 能够就系统解决方案、过程与结果，通过书面报告和口头陈述清晰地表达的能力。报告 4 能够运用 STEP7 开发环境，进行系统分析、设计、程序编写、仿真实验和调试的技能；（）系统设计、调试过程及结果 5 能够对设计方案从工程和社会关系的角度进行合理性分析。（）报告