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傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)


隨著科技的飛速發(fā)展,無(wú)論在日常生活中,還是在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中,PLC具有廣泛的應(yīng)用。傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-PLC的一般特點(diǎn):抗干擾能力強(qiáng),可靠性極高、編程簡(jiǎn)單方便、使用方便、維護(hù)方便、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是:高功能、高速度、高集成度、大容量、小體積、低成本、通信組網(wǎng)能力強(qiáng)。
 
可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)由于其將系統(tǒng)的繼電器技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體,以及其可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng),以及編程簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,通訊靈活等眾多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和自動(dòng)控制中。PLC不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制,還能完成定時(shí)、計(jì)算和各種閉環(huán)控制功能。傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)裝置,傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)置性能完善質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)的可編程控制器PLC控制皮帶運(yùn)輸系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化的傳送帶機(jī)的集中控制及保護(hù)。而對(duì)于基于PLC的傳送帶的研究和設(shè)計(jì)正是目前工業(yè)生產(chǎn)中所需要的。
本次是應(yīng)用S7-200PLC控制四節(jié)傳送帶系統(tǒng)的硬件電路,并利用OB1的梯形圖控制程序設(shè)計(jì)。
傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)裝置,傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備通過(guò)控制S7-200 PLC的定時(shí)繼電器的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)四條皮帶的運(yùn)行。它以成本低、大量節(jié)省人力、物力、財(cái)力、故障少、可靠性高、工作壽命長(zhǎng)為優(yōu)勢(shì),具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
四節(jié)傳送帶的功能
生產(chǎn)生活中,很多地方會(huì)用到皮帶傳送,如糧站運(yùn)送糧食、工礦企業(yè)運(yùn)送石料,給人們帶來(lái)了很大方便,既省時(shí)又省力。隨著PLC控制技術(shù)的普及,大大提高了皮帶傳送系統(tǒng)的可靠性,減少了控制裝置的體積,維修維護(hù)也更加方便
按鈕分配和實(shí)物模型如下:
要求:
1.四臺(tái)皮帶傳送機(jī)分別由4臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4拖動(dòng),按下啟動(dòng)按鈕后,為了減少4臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊,應(yīng)該按照物料傳送方向逆序啟動(dòng),啟動(dòng)順序?yàn)镸4、M3、M2、M1.啟動(dòng)間隔5秒。
2.為防止物料在皮帶上滯留,應(yīng)按照物料傳送方向順序停車,停止順序?yàn)镸1、M2、M3、M4,間隔5秒。
3.當(dāng)某條皮帶機(jī)故障時(shí),該皮帶機(jī)及前面的皮帶機(jī)立即停止,而后面的皮帶機(jī)待料運(yùn)完后自動(dòng)間隔停止(5秒)
4.發(fā)生緊急情況時(shí),可按緊急停車按鈕,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4同時(shí)停車。
注:故障設(shè)置可用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬,電機(jī)的停止和運(yùn)行用燈泡或者發(fā)光二極管來(lái)模擬。
分析:
啟動(dòng)時(shí)先按下SB1按鈕,起動(dòng)最末一條皮帶機(jī),經(jīng)過(guò)5秒延時(shí),再依次起動(dòng)其他皮帶機(jī)。
停止時(shí)按下SB2按鈕,最前一條皮帶機(jī)先停止,待料運(yùn)送完畢后(5s)
再依次停止其它皮帶機(jī)。
A、B、C、D為故障模擬按鈕,分別模擬M1、M2、M3、M4發(fā)生故障時(shí)的情況。例如:當(dāng)要模擬M1條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí),只需按下按鈕A即可,此時(shí)該皮帶機(jī)立即停止工作,而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)分別間隔5秒再依次停止工作:M2在M1停止工作后5秒以后再停止(將本皮帶上的貨物運(yùn)送待運(yùn)完后才停止)。M3在M2停止工作后5秒以后再停止。往后依次類推。當(dāng)M2發(fā)生故障時(shí),M1皮帶機(jī)立即停止工作,而M2以后的皮帶機(jī)則依次間隔5秒以后再停止工作。M3、M4發(fā)生故障時(shí)情況與此相同。
停止時(shí)只需按下按鈕SB2,這時(shí)M1皮帶先停止工作,然后M2、M3、M4依次停止工作。
發(fā)生緊急情況時(shí),可按緊急SB0停車按鈕,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4同時(shí)停車。
系統(tǒng)硬件分析
PLC四節(jié)傳送帶的硬件系統(tǒng)是由PC機(jī)、四臺(tái)電機(jī)、西門子PLC200等構(gòu)成。使用PLC進(jìn)行控制,可以有效的解決多節(jié)傳送帶復(fù)雜的分段控制問(wèn)題,通過(guò)電腦將軟件系統(tǒng)下載進(jìn)入PLC中,同時(shí)利用總線接入四臺(tái)電機(jī),通過(guò)軟件的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)四臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)停止,并且在其某一段上面有重物時(shí),實(shí)現(xiàn)一個(gè)分段的停止,從而達(dá)到節(jié)能的目的。在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,PLC時(shí)控制核心,外部多種輸入信號(hào)如啟動(dòng)、停止,包括其中重物的反饋等信號(hào)采樣進(jìn)來(lái),經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部進(jìn)行程序的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理后,提供多種輸出信號(hào)來(lái)控制四臺(tái)電機(jī)的運(yùn)作。
PLC的硬件接線圖如圖2-1所示。
電機(jī)選擇
選擇電機(jī)應(yīng)考慮以下因素:
1、為電機(jī)提供電源的種類,如單相、三相、直流電等
2、電機(jī)的工作環(huán)境,電機(jī)工作場(chǎng)所是否有特殊性,如潮濕、高溫、化學(xué)腐蝕、粉塵等
3、電機(jī)的工作方式,是連續(xù)工作還是短時(shí)工作或是其它工作方式
4、電機(jī)的安裝方式,如立式安裝、臥式安裝等等
5、電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)速等,功率及轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足負(fù)載的要求
6、其它困素,如是否需要變速、有無(wú)特殊控制要求、負(fù)載的種類等

傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)裝置,傳送帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備由于本設(shè)計(jì)是帶動(dòng)傳送帶電機(jī),所以選擇三相異步籠型電動(dòng)機(jī)即可,功率選擇0.75Kw,額定轉(zhuǎn)速2900r/min,效率86.2%,功率因數(shù)0.88.
3.2.2變頻器選擇
MM440變頻器的控制電路由CPU、模擬量輸入/輸出、數(shù)字輸入/輸出、操作面板等部分組成。該變頻器共有20多個(gè)控制端子,分為4類:輸入信號(hào)端子、頻率模擬設(shè)定輸入端子、監(jiān)視信號(hào)輸出端子和通信端子。
MM440變頻器可以通過(guò)6個(gè)數(shù)字輸入端口對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行方向控制.可通過(guò)基本操作板,按頻率調(diào)節(jié)按鍵可增加和減少輸出頻率,從而設(shè)置正反向轉(zhuǎn)速的大小。也可以由模擬輸入端控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小。其型號(hào)種類繁多,額定功率從120W到200Kw(恒定轉(zhuǎn)矩CT控制方式),或者可達(dá)250Kw(可變轉(zhuǎn)矩VT控制方式),供用戶選擇。
本變頻器由微處理器控制,并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型(IGBT)晶體管作為功率輸出器件,因此它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能多樣性。采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù),可使電動(dòng)機(jī)低噪聲運(yùn)行。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電機(jī)提供了良好的保護(hù)。
圖3.2 電機(jī)主線路圖
3.2.2:檢測(cè)元件選型
傳感器的選型應(yīng)根據(jù)應(yīng)用情況入手,從傳感器支撐點(diǎn)的數(shù)量、量程、精度等級(jí)、環(huán)境適應(yīng)性等幾個(gè)方面進(jìn)行選擇。 
3.3.1傳感器量程的選擇
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般應(yīng)使傳感器工作在其30%-70%量程范圍內(nèi),但對(duì)于一些在使用過(guò)程中存在較大沖擊力的衡器,如動(dòng)態(tài)軌道衡、動(dòng)態(tài)汽車衡、鋼材秤等,在選用傳感器時(shí),一般要擴(kuò)大其量程,使傳感器工作在其量程的20%-40%范圍內(nèi),使傳感器的稱量?jī)?chǔ)備量增大,以保證傳感器的使用安全和壽命,避免超載。
按照使用量程60%-70%的建議,假設(shè)傳感器個(gè)數(shù)為N,單只傳感器量程為m,料倉(cāng)自重加上滿料重量的總重為,則在已知M和N的情況下,按如公式(3-1)計(jì)算m:
M/(0.7×N)≤m≤M/(0.6×N) (3-1)
確定此范圍后,在傳感器規(guī)格里面選擇滿足此規(guī)格的傳感器即可。
4.1:本設(shè)計(jì)的具體控制流程如圖
程序設(shè)計(jì)的總體思路是:先將皮帶傳送系統(tǒng)的正常的連鎖起動(dòng)和連鎖停止用S7200編程軟件設(shè)計(jì)出來(lái),在其基礎(chǔ)上添加故障處理控制,由于都是定時(shí)控制,因此用到許多PLC內(nèi)部時(shí)間繼電器,同時(shí)為了程序能夠簡(jiǎn)介美觀,也用到很多PLC內(nèi)部軟
元件作為中間過(guò)渡。
4.2:I/O分配表

輸入信號(hào) 輸出信號(hào)
啟動(dòng)按鈕SB1 I0.0 M1 Q0.1
停止按鈕SB2 I0.5 M2 Q0.2
A I0.1 M3 Q0.3
B I0.2 M4 Q0.4
C I0.3    
D I0.4    
撥動(dòng)開(kāi)關(guān)I1.1 I1.1    
M1、M2、M3、M4分別接主機(jī)的輸出點(diǎn)Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4;SB1、SB2分別接主機(jī)的輸入點(diǎn)I0.0、I0.5;表示故障或重物設(shè)定的A、B、C、D分別接主機(jī)的輸入點(diǎn)I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。啟動(dòng)用按鈕SB1實(shí)現(xiàn),停止用按鈕SB2實(shí)現(xiàn)。故障或重物設(shè)置用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)I1.1來(lái)模擬,電機(jī)的停轉(zhuǎn)或運(yùn)行用發(fā)光二級(jí)管來(lái)模擬。
4.3:I/O接線圖


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