毕业设计说明书 基于PLC的四级传送带控制系统的设计 摘要本设计采用三菱FX2-32MR型PLC控制四级传送带，电动机采用Y160M-4型，并且通过变频器来调节电动机的转速。本设计相比于传统的继电器控制克服了接线复杂，故障诊断与排除困难等固有缺陷。并且由于继电器控制是利用布线组成各种逻辑来实现控制，需要大量机械触点，因此可靠性不高；当改变生产流程时要改变大量的硬件接线，甚至重新设计系统，要耗费大量的人力物力，花费很多时间。因而造成了这些企业的生产率低下，效益差。本设计相比于继电器控制具有更加安全、迅速、可靠的优点。关键词：PLC；传送带控制；变频调速AbstractThis design uses Mitsubishi FX2-32MR-type PLC control four conveyor belts, motors adopt Y160M-4 type, and through the inverter to adjust the motor speed. This design compared to the traditional relay control to overcome the wiring complexity, Troubleshooting difficulties inherent defects. And because the relay control is the use of a variety of cabling components to achieve control logic, requires a lot of mechanical contact, so reliability is not high; when changing the production process when you want to change a lot of hardware wiring, and even re-design the system, to spend a lot of manpower and resources , spend a lot of time. Resulting in low productivity of these enterprises, and poor efficiency. This design compared to the relay control with a more secure, fast, and reliable.Key words: PLC，conveyor control，VVVF 目录摘要iiiAbstractiv第一章 绪论1第二章 方案论证2第一节 传送带的控制方式2一、继电接触器控制方式2二、单片机控制方式2三、PLC控制方式2第二节 传送带控制方式的确定3第三章 传送带介绍5第一节 传送带的发展历史5第二节 传送带的现状5第三节 传送带常见问题及处理方法5第四节 传送带的发展方向6第四章 可编程控制器的概述7第一节 PLC的基本概念7第二节 PLC的基本结构7第三节 PLC的工作原理8第五章 主要器件的选型9第一节PLC型号的选择9一、PLC的选型原则9二、PLC型号的确定12第二节 电机型号的选择12第三节 按钮及保护装置的选型12一、刀开关12二、按钮13三、继电器13四、热继电器13五、熔断器13六、接触器14七、断路器15第六章 硬件设计16第一节 电机过载断相保护电路16一、电动机在起动和运行过程中可能发生的故障和保护特点16二、电动机保护器对故障信号的采样方法17三、时基电路NE555的电路原理简析18四、HBHQ-0-1电动机断相过载保护器20五、JD6型全电子式多功能电动机保护器21六、JD6等相似电动机保护器的故障检修要点23七、电动机保护器故障维修实例24八、电动机保护器的控制接线24第二节 变频器25一、变频器的原理25二、变频器的组成部分27三、变频调速系统的抗干扰对策29四、常见变频器故障判断及处理30五、变频器与外围设备的接线32六、变频器的配线34七、本设计变频器的选择35第三节 电机的自耦变压器降压启动36第四节 硬件总接线38第七章 软件设计40第一节 软件设计流程图40第二节 系统软件控制要求41一、初始状态41二、启动操作41三、停止操作41四、故障停止42第三节 I/O地址分配42第八章 软件仿真43第一节 启动部分的仿真43第二节 停止部分的仿真45第三节 故障停止部分仿真48结论49参考文献50附录1 系统程序功能图52附录2 系统程序梯形图53附录3 硬件接线图57外文资料59中文翻译66致谢70第一章 绪论作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用，因此，PLC的应用也就成为了一个热点问题。 在PLC诞生之前，工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装置。继电器、接触器是一些电磁开关，后来随着工业自动化程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断地暴露出来，在20世纪6070年代，社会的进步要求制造出小批量、多品种、多规格、低成本、高质量的产品以满足市场需要，不断的提出改善生产机械功能的要求。加上当时电子技术已经有了一定的发展，于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备，这就是我们现在所说的PLC。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，内部电路采用了严格的抗干扰技术，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以减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低，此外，PLC带有故障电路的自我检测功能，出现故障时可及时发出报警信息，这样，整个系统具有极高的可靠性也就不足为怪了。此次毕业设计的课题内容即为PLC在四级传送带控制系统中的应用。其研究的主要内容是：四级传送带的顺序启动和逆向顺序停止，以及出现故障时PLC和系统对其的处理。整个系统可显示各皮带输送带的运行状况，并对整个过程会出现的所有情况做出了合理的自动控制，是极具实用价值的一项自动化应用实例。第二章 方案论证第一节 传送带的控制方式一、继电接触器控制方式继电接触器控制系统：是使用按钮、开关、行程开关、继电器、接触器等组成的控制系统。它通过电气触点的闭合和分断来控制电路的接通与断开，实现对电动机拖动系统的起动、停止、调速、自动循环与保护等自动控制。优点：具备控制器件结构简单、价格低廉、控制方式直观、容易掌握、工作可靠易维护等优点。缺点：这些电器的机械动作寿命是有限的，必须按时更换损坏的电器，否则会影响系统的可靠性。另外，根据加工工艺的要求，需要改变控制逻辑关系时，必须修改线路，重新安装配线，这对现代机床的控制要求是很不适应的。普通车床是应用非常广泛的金属切削工具，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业中仍大量使用。由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在着固有缺陷。由于它是利用布线组成各种逻辑来实现控制，需要大量机械触点，因此可靠性不高；当改变生产流程时要改变大量的硬件接线，甚至重新设计系统，要耗费大量的人力物力，花费很多时间。因而造成了这些企业的生产率低下，效益差，反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床。二、单片机控制方式依据单片机目前的发展状况，单片机控制的优点是：A、成本较低。由于现在单片机的价格相对都比较低，而且外围电路的元器件价格也不高，所以整体设计起来，成本比较低。B、可以对外部存储容量根据需要进行扩展，设计可以相对比较灵活。C、由于现存有许多已经设计很完善的子程序，在系统软件设计中可以直接调用，减少较大工作量。单片机虽然有一个五脏俱全的微计算机，但由于本身无自开发能力，必须借助开发工具来开发应用软件，以及对硬件系统进行诊断。另外，单片机内的ROM比较小，所以在设计中系统必须在外面配置EPROM电路和扩展电路。其缺点为：A、系统硬件设计相对比较复杂，硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，系统电路设计工作量相对较大，影响系统开发的时间。B、系统的抗干扰能力相对较差，很难保证系统的可靠性和稳定性。C、系统需要自己设计电源，而且不能保证系统的可靠运行。D、维护维修相对比较麻烦，维修需要的时间也相对较长。三、PLC控制方式可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。A、使用方便，编程简单。采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。B、功能强，性能价格比高。一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。C、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。D、可靠性高，抗干扰能力强。传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。E、系统的设计、安装、调试工作量少。PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调