智能火灾报警系统,毕业论文..

1、Shandong Xiehe University本科毕业论文基于plc的物料运送控制系统的设计 题 目学 院：机电工程学院专业:班 级：姓 名：学 号：指导老师：完成时间:2015年4月i目录摘要随着经济快速发展，各行各业对生产运输效率提出了越来越高的要求。各 个企业为了提高生产效率和市场竞争力，采用了机械化流水线作业的生产运输方 式。企业中原有的人力体力劳动需要被自动化设备替代。 在各种生产运输企业中， 物料运送控制系统是非常重要的环节。尤其在恶劣通用的环境以及特殊的条件要 求下，自动化的设备运输显得尤为重要，自动化生产运输具有简单高效、 操作精 准、抗干扰能力强等优点。随着电力电子技术以

2、及控制技术的发展， 交流变频调速在工业电机拖动领域 得到了广泛应用；可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠， 操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高， 常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软 件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC机上可开发友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。在此，本次设 计就是基于PLC的变频器调速系统。将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来 主要功能实现了变压变频调速。关键词：物料运送控制系统；可编程控制器；变频器调速IIAbstractABSTR

3、ACTWith the rapid development of economy, all walks of life put forward higher requireme nts on the product ion of tran sportati on efficie ncy. In dividual en terprises in order to improve the product ion efficie ncy and the market competitive power, adopts the mecha ni zedproduct ion line the prod

4、ucti on mode of tran sport. En terprise origi nal human manual labor needs to be automated equipment replacement. Enterprise original human manual labor needs to be automated equipment replacement. In various producti on and tran sportati on en terprises, material han dli ng con trol system is a ver

5、y importa nt li nk. Especially in the harsh en vir onment particularly important,automation of production transportation has the advantages of simple operation, high precision, strong anti-interference ability etc.With the developme nt of power electr onic tech no logy and con trol tech no logy, AC

6、variable freque ncy speed regulati on is widely used in the field of in dustrial motor; programmable con troller PLC as the model to replace the relay control device, is simple and reliable, operation is convenient, universal and flexible, small volume, long service life and powerful, easy to use, h

7、igh reliability, is often used for control of field data acquisition and equipment; configuration software tech no logy as the user tool software developme nt platform customizati on fun cti on, can display the motor speed, can realize remote speedc on trol, can develop the frie ndly man-machi ne in

8、 terface on the PC, through the PLC can besmart control of automati on equipme nt. Here, the desig n is based on the freque ncy con trol system of PLC. The most widely used PLC and together the main fun cti on of the realizati on of the variable freque ncy speed regulati onKey words: material han dl

9、i ng con trol system ;PLC;AC variable freque ncyspeed regulati oniii目录目录1. 引言11.1本课题研究的内容及意义 11.2物料运送的起源和发展21.3系统设计的总体思路22. 对PLG 变频器、电机的选型 22.1 PLC的了解和选型32.1.1 PLC 的组成32.1.2 PLC 工作原理 32.1.3 PLC 的选择52.2 变频器的了解和选择72.2.1变频器的组成72.2.2变频器的调速原理 82.2.3变频器的选择82.3电机的选择92.4检测元件选型102.4.1传感器量程的选择 102.4.2传感器精度等级的

10、选择102.4.3传感器环境适应性选择112.5低压电器选型 122.5.1电磁式继电器的选择 122.5.2熔断器的选择132.5.3塑壳式断路器的选用152.6电源选型172.7 PLC控制变频器的启动、停止、调速 172.7.1 地址分配图172.7.2变频器设置 182.7.3控制系统的接线原理图192.7.4梯形图203.物料运送系统的设计223.1物料运送系统传送带实验模型图 223.1.1 控制流程图233.2程序设计思路243.3输入输出地址分配表 243.4主机接线图错误！未定义书签3.5 PLC主机及扩展模块接线图263.6梯形图274.控制系统软件设计 334.1人机接口

11、设计 334.2显示操作界面设计34结束语40参考文献41致谢42VI引言1引言随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，机械工业手传送带工作单元的设 计方案也越来越先进越来越趋于完美。 随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程 度的迅速提高实现工件的拆卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行 加工、装配等作业的自动化，已越来越引起人们的重视，同时也要求供料机构更 加灵活、柔性化。对机械手的的控制系统提出了更高要求， 原来的继电器控制方 式已经逐渐不能满足生产的需要。可编程控制器PLC控制性更强、应变更灵活，已经逐渐取代继电器控制系统成为新的控制方式。可编程控制器（简称PLC由于其将系统的继电器

12、技术，计算机技术和通信技术融为一体，以及其可靠性高、 稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等众多优点，广 泛应用于工业生产过程和自动控制中。 PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完 成定时、计算和各种闭环控制功能。设置性能完善质量可靠、技术先进的可编程 控制器PLC控制皮带运输系统，可实现高自动化的传送带机的集中控制及保护。1.1本课题研究的内容及意义可编程控制器（PLC可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、 自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的 喜欢，因此PL

13、C已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。本课题主要以PLC为控制核心，通过与变频器的连接进而控制电机的顺序 启动逆序停止。当出现故障时PLC能及时采集到故障信息从而进行判断做出下一 步的指示，实现物料运送系统的自动化运行。PLC的相关设计是自动化专业的重要的实践性教学环节。本课程设计的目的 是使我们掌握以西门子S7-200为控制核心，进而控制变频器和电机的运行，并 能利用指令进行程序设计，初步掌握利用 PLC进行控制系统设计、开发的方法。 通过实验操作，能进一步巩固和加深我对所学理论知识的理解，不仅可以培养我的设计、制作PLC控制系统的能力和独立分析问题、解决问题的能力，还可以培 养大学生调查

14、研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术报告的能力，理论 知识应用于实践的能力。为今后工作打下坚实的基础。1.2物料运送的起源和发展17世纪中，美国开始用架空索道传送散状物料；19世纪中叶，各种现代结 构的传送带输送机相继出现。皮带式传送带设备1868年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢 带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。未来传送带设备将向 着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面 发展。1.3系统设计的总体思路1. PLC控制变频器和电机的正转、反转、停止、调速2. 物料运送系统

15、的设计本设计用变频器来驱动物料运送的电机，外面接有称重传感器来检测外部信号，如果有故障产生，外部传感器会及时反馈外部信息， 从而使PLC及时做出 相应的控制动作。设计采用报警电铃和信号灯的装置，工作信号指示灯及报警电 铃安装在PLC输出端子，故障报警指示灯安装在变频器 MM44开关量输出端NOCOM端,压力传感器连接PLC模拟量输入模块作为信号采集，其流程图如图1-1 :压力 传感器PLC电机图1-1流程图2对PLC、变频器、电机的选型2对PLC变频器、电机的选型2.1 PLC的了解和选型2.1.1 PLC的组成1. 中央处理单元，中央处理单元一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在

16、一个 芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入 /输出接口 相连。2. 存储器PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内用户不能随便更改。它使PLC具 有基本都是功能，能够完成 PLC设计者规定的各项工作。用户存储器包括用户 程序存储器和用户数据存储器两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体任 务用规定的PLC编程语言编写的应用程序3. 输入/输出单元PLC的输入和输出信号类型可以是开关量，模拟量。输入 /输出接口单元包 含两部分，一部分是与被控设备相连接的接口电路， 另一部分是输入和输出的映 像存

17、储器。4. 电源部分PLC 一般使用220V的交流电源或24V直流电源，内部的开关电源喂pic 的中央处理器、存储器等电路提供 5V、+-12V、24V等直流电源，整体式的小型 PLC还提供一定容量的24V电源，供外部有源传感器使用。5. 扩展接口扩展接口用于将扩展单元活功能模块与基本单元相连，是PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需要。6. 通信接口些PLC配有一定的通信接口。PLC通过这些通信接口可以与显示设定单元、 触摸屏、打印机相连，提供方便人机交互途径；也可以与其他pic、计算机及现场总线网络相连，组成多机系统或工业网络控制系统。7. 编程设备使用编程软件可以在屏幕上直接生成和

18、编辑梯形图、语句表、功能块图和顺 序功能图程序，并可实现不同的变成语言的相互转换。8. 其他部件需要时PLC可以存储卡、电池卡等。2.1.2 PLC 工作原理PLC是按集中输入，集中输出，周期性循环扫描方式进行工作的。每一次的 扫描所用的时间叫扫描周期或者工作周期。PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC运行时， CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或 地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行 用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在 每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和

19、对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的 输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中， 即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令， 经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所 有的内容随着程序的执行而改变。PLC输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输 出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相

20、应输出设备工作。其工作流程图如图2-1:图2-1 PLC工作流程图2.1.3 PLC 的选择PLC的选择要根据设计能容的要求标准，整个系统流程的特点及要求是选 择PLC型号的关键。PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要 求相适应，并且它要与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能。选择PLC时，要分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和 动作，然后根据控制要求，所需存储器容量、估算输入输出点数、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。综合了输入输出（I/O）点数、存储器容量、各项控制功能和机型的考虑以 及性价

21、比等各方面的因素，由此选择了 S7-200 PLC一台。S7-200系列PLC中可 提供多种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.S7-200系列PLC主要有6种 扩展单元。S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使 用，其输入输出点数的分配见下表：S7-200系列PLC中CPU的基本单元用户存储器容量的估算，根据经验，每个I/O点及有关功能元件占用的内存 量大致如下：开关量输入元件：10-20B/点；开关量输出元件：5-10B/点;定时器 /计数器：2B/点；模拟量：100-150B/点;通信接口 ：一个接口一般需要 300B以 上。根据上面算出的总字节数再考虑增加

22、 25%左右的备用量，就可估算出用户程 序所需的内存容量，从而选择合适的 PLC内存。综上,根据I/O地址分配（6输入，9输出且输出选用继电器型输出），选用西 门子S7200系列PLC，考虑到PLC还要外接一个4路模拟量输入模块和2个2 路模拟量输出模块，所以选用的 PLC必须能够扩展2个以上模块。根据以上要求选用 CPU224,型号为6ES7 214-1BD21-0XB0，模拟输入扩展 模块选用EM231，其型号为6ES7 231-0HC22-0XA8，模拟输出扩展模块选用 2 个EM232，一个EM235，其型号为6ES7 232-0HB22-0XA8。几种不同型号如表：表2-1多种不同型

23、号表型号入占八、输出占八、输可带扩展模块数S7-200CPU22164-S7-200CPU22282个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟6耳一量I/O点S7-200CPU22441017个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU22642612个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU226XM42612个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点22PLC外部模型如图2-2所示:状态显示存储器卡一通信11前盖力K开关电位器.rsr/o连接底部端子孟输入瑞子、传陋器电源顶部端子盖小源及输出端于爾|端子盖 电源及输岀瑞于

24、底部端子1S输入端子.传感器电源前盖力卫开咲、 电位器.rsr/ft连接RZbRu?图2-2模型图2.2 变频器的了解和选择2.2.1变频器的组成整流器：整流器的作用是把三相或单相交流电变成直流电。中间直流环节：由于逆变器的负载为电动机，属于感应负载，其功率因数总不会为一，因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量需要考中间直流环节的储能原件来缓冲。逆变器：最常用的逆变器是三相桥式逆变电路， 有规律的控制逆变器中主开 关元器件的通与断，可以得到任意频率的三相交流电输出。控制电路：控制电路通常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成

25、对逆变器的开关控制， 对整流的电压 控制以及完成各种保护功能等。控制方法可以采用模拟控制或数字控制。 高性能 的变频器目前已经采用微机进行全数字控制，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制 方式难以完成的功能。变频器内部结构原理如图2-3所示：频率和电压图2-3原理图2.2.2变频器的调速原理变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。如公(2-1)式n=60f(1-s)/p( 2-1)对于成品电机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，故电机的转速 n与电源的频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步

26、转速， 进而达到异步电机的调试目的。2.2.3变频器的选择正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的， 首先要明 确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、 速度响应和控制精 度、启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性， 决定采用什么功能的通 用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。 所选用的通用变频 器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。若对通用变频器选型、 系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行、达不到预期目标， 甚至引发设备故障，造成不必要的损失。 另外，为了确保通用变频器长期可靠的 运行，变频器的地线的连接也是非

27、常重要的。在本系统中，选用了由西门子生产的通用变频器 MM44（变频器可以通过6个 数字输入端口对电动机进行正反转运行、正反转点动运行方向控制 可通过基本 操作板,按频率调节按键可增加和减少输出频率，从而设置正反向转速的大小。也 可以由模拟输入端控制电动机转速的大小。本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型（IGBT晶体管作为功率输出器件，因此它们具有很高的运行可靠性和功能多样 性。采用脉冲频率可选的专用脉宽调制技术，可使电动机低噪声运行。全面而完 善的保护功能为变频器和电机提供了良好的保护。M440变频器在调速系统中的特点：1. 内置多种运行控制方式；2快速电流限制，

28、实现无跳闸运行；3. 内置式制动斩波器，实现直流注入制动；4. 具有PID控制功能的闭环控制，控制器参数可自动整定；5. 多组参数设定且可相互切换，变频器可用于控制多个交替工作的生产过程；6. 多功能数字、模拟输入/输出口，可任意定义其功能和具有完善的保护功能。7. 控制方式（V/F线性应用最多，自学其他种类）8. 保护功能（过压、欠压、过热、接地故障、短路保护、电机过热、过载保护等）2.3电机的选择1. 为电机提供电源的种类，如单相、三相、直流电等2. 电机的工作环境，电机工作场所是否有特殊性，如潮湿、高温、化学腐蚀、粉3. 电机的工作方式，是连续工作还是短时工作或是其它工作方式4. 电机的

29、安装方式，如立式安装、卧式安装等等5. 电机的功率及转速等，功率及转速应满足负载的要求6. 其它困素，如是否需要变速、有无特殊控制要求、负载的种类等由于本设计是带动传送带电机，所以选择三相异步电动机即可，功率选择2.2Kw，额定电流5A,额定转速1400r/min。2.4检测元件选型2.4.1传感器量程的选择传感器的选型应根据应用情况入手，从传感器支撑点的数量、量程、精度等级、环境适应性等几个方面进行选择。根据经验，一般应使传感器工作在其 30%-708量程范围内，但对于一些在使 用过程中存在较大冲击力的衡器，如动态轨道衡、动态汽车衡、钢材秤等，在选 用传感器时，一般要扩大其量程，使传感器工作

30、在其量程的20%-40%S围内，使传感器的称量储备量增大，以保证传感器的使用安全和寿命，避免超载。按照使用量程60%-70%勺建议，假设传感器个数为N,单只传感器量程为 m 料仓自重加上满料重量的总重为， 则在已知M和N的情况下，按如公式2-2计算 mM/(0.7 X N) M/ (0.6 X N)(2-2)确定此范围后，在传感器规格里面选择满足此规格的传感器即可。2.4.2传感器精度等级的选择对传感器的等级必须满足下列两个条件：1. 要满足仪表输入的要求。称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大 A/D转换等处理之后显示称量结果的。因此，传感器的输出信号必须大于或等于 仪表要求的输入灵敏度值

31、，即将传感器的输出灵敏度带入传感器和仪表的匹配公 式（ 2-3）:B （传感器输出灵敏度）X E （激励电源电压）X D （显示分度值）/A （传感 器最大量程）XN （传感器个数）仪表输入灵敏度（2-3）计算结果要求大于或等于仪表要求的输入灵敏度。2. 要满足整台电子秤准确度的要求。 一台电子秤主要是由秤体、传感器、仪 表三部分组成，在对传感器准确度选择的时候，应使传感器的准确度略高于理论 计算值，因为理论往往受到客观条件的限制，如秤体的强度差一点，仪表的性能不是很好，秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确度要求，因此从各方面提高要求，又考虑经济效益，确保达到目的。2.4.3传感器环

32、境适应性选择用于称重系统中的传感器，一般都要长期工作在各种复杂的环境中，经受温度、湿度、粉尘、腐蚀等的考验，故事先必须对传感器密封型式做出较合理的选 择。应考虑以下几点：1. 注意工作温度范围对于高温环境下工作的传感器采用耐高温传感器；另外，苛刻的场合还须加有隔热、水冷或风冷等装置。2. 选择适当的密圭寸型式粉尘、湿度对传感器造成较大影响。应选择适当密封类型的传感器，并且在 安装时注意避免粉尘、湿热对传感器的影响。3. 选择适当的材质在酸、碱等腐蚀性较高的环境下，应选择抗腐蚀性能好的不锈钢材质且密封 性好的传感器。4. 选择防爆型在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求，故必须

33、选用防爆型传感器，注意电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。根据本设计要求及其工作环境，选择正常环境下的传感器即可，故选用LC5300单点传感器，其额定负载选择50Kg,量程选择0-10V，材质是铝合金。2.5低压电器选型2.5.1电磁式继电器的选择1. 使用类别的选用 继电器的典型用途是控制交、直流电磁铁，如用于控制 交、直流接触器的线圈等，按 GB24585规定，继电器使用类别为：AC-11控制交流电磁铁DC-11控制直流电磁铁由于使用类别决定了继电器所控制的负载性质及通断条件，因此这是选用继电器的主要依据。2. 额定工作电压、额定工作电流的选用继电器在相应使用类别下触头的额定工作电压UN和

34、额定工作电流/ IQ，表征了该继电器触头所能切换电路的能力。 选用时，继电器的最高工作电压可为该继电器的额定绝缘电压，继电器的最高工作电流一般应小于该继电器的额定发热电流。选用电压线圈的电流种类和额定电压值时，应注意与系统要求一致。3. 工作制的选用 继电器一般适用于8小时工作制（间断长期工作制）、反复 短时工作制和短时工作制，工作制不同对继电器的过载能力要求也不同。 当交流 电压（或中间）继电器用于反复短时工作制时，由于吸合时有较大的起动电流，因 此它的负担反比长期工作制时为重， 选用时应充分考虑这一点，使用中实际操作 频率应低于额定操作频率。4. 返回系数的调节 对于电压和电流继电器，应根

35、据控制要求，进行继电器返回系数的调节。在实际工作中，通常采用增加衔铁吸合后的气隙、减小衔铁打 开后的气隙以及适当放松释放弹簧等措施来达到增大返回系数的目的。2.5.2熔断器的选择熔断器选择包括熔断器类型选择和熔体额定电流确定两项内容。1. 熔断器类型的选择熔断器类型应根据负载的保护特性和短路电流大小来选择。对于保护照明和 电动机的熔断器，一般只考虑它们的过载保护，这时，熔体的熔化系数适当小些。 对于大容量的照明线路和电动机，除过载保护外，还应考虑短路时分断短路电流的能力来选择。当短路电流较大时，还应采用具有高分断能力的熔断器甚至选用 具有限流作用的熔断器。此外，还应根据熔断器所接电路的电压来决

36、定熔断器的额定电压。2. 熔体与熔断器额定电流的确定熔体额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳、无冲击电流， 如一般照明电路、电热电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流。 对于有冲 击电流的电动机负载，为达到短路保护目的， 又保证电动机正常起动，对笼型感 应电动机其熔断器熔体的额定电流为：单台电动机INP=（ 1.5 2.5） INM（2-4）式中，INP为熔体额定电流（A）； INM为电动机额定电流（A）。多台电动机共用一个熔断器保护INP=（ 1.5 2.5 ）INMmax+ 刀INM（2-5）式中，INMmax为容量最大一台电动机的额定电流（A）;刀INM为其余各台 电动机

37、额定电流之和（A）。在式（2-4）与式（2-5 ）中，对于轻载起动及起动时间较短时，式中系数取 1.5 ;重载起动及起动时间较长时，式中系数取2.5。熔断器的额定电流大于或等于熔体额定电流。3. 校核熔断器的保护特性对上述选定的熔断器类型及熔体额定电流，还须校核该熔断器的保护特性曲 线是否与保护对象的过载特性有良好的配合，使在整个范围内获得可靠的保护。 同时，熔断器的极限分断能力应大于或等于所保护电路可能出现的短路电流值， 这样才能得到可靠的短路保护。4. 熔断器上、下级的配合为满足选择性保护的要求，应注意熔断器上下级之间的配合。 一般要求上一 级熔断器的熔断时间至少是下一级的 3倍，不然将会

38、发生超级动作，扩大停电范 围。为此，当上下级选用同一型号的熔断器时，其电流等级以相差 2级为宜；若 上下级所用的熔断器型号不同，则应根据保护特性上给出的熔断时间来选取。2.5.3塑壳式断路器的选用塑壳式断路器常用来作电动机的过载与短路保护，其选择原则是：1. 断路器额定工作电压等于或大于线路额定电压。2. 断路器额定电流等于或大于线路计算负荷电流。3. 断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值 计算。4. 断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。5. 断路器分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6. 长延时电流整定值等于电动机额定电流。7. 瞬时整定电流：对保护笼型感

39、应电动机的断路器，其瞬时整定电流为 （815） 倍电动机额定电流；对于保护绕线型电动机的断路器，其瞬时整定电流为 （36） 倍电动机额定电流。8.6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。按起动时负载的轻重，可选用可返回时间为 1、3、5、8 15s中的某一档。本设计所用到的低压电器如表1.2所示，其中指示灯分成2组，4个绿色正常工 作状态指示灯，4个红色报警指示灯。9.元件明细表如表2-2所示：表2-2 兀件明细表文字符号元件型号数量MAL MA4电机Y132S2-24SF1 SF2按钮LAY22QAL QA4断路器3VE14KF1 KF8中间继电器DZM-618PB1电

40、铃YLB-24Z1PGPG8指示灯AD118FA熔断器RL1B804称重传感器LC530042.6电源选型本设计中PLC选的是继电器输出型，输出端为交流信号，电压大小为0-220V, 输入端是直流信号，电压大小为0-24V。可编程控制器一般使用市电（220V50HZ， 电网的冲击，频率的波动都会对PLC的准确度和可靠性造成影响，因此作为控制 生产线传输系统的PLC应有独立稳定的安全电源，还应设计一个独立开关，能够 同时切断CPU输入电路和输出电路的所有供电。如果使用开关电源为 PLC提供 直流24V电源，应对开关电源供电的交流电源采用隔离变压器与电源隔离2.7PLC控制变频器的启动、停止、调速

41、2.7.1地址分配图表2-3地址分配表输入输出10.0电动机正转控制按钮Q0.0电动机正转控制按钮（接 MM440端口 5）I0.1电动机停止按钮Q0.1电动机反转按钮（接MM440端口 6）10.2电动机反转按钮AQW0模拟输出通道1AIW0模拟量输入通道12.7.2变频器设置使用基本操作界面板对变频器进行设置，首先按下P键对变频器进行复位,是变频器的参数值回到出场状态。假设电动机的型号为JW7114使用变频器前必须设置电动机的参数，使电 动机与变频器相配。电动机的参数如表 2-4所示：表2-4 参数表参数号出厂值设置值说明P000311用户访问级为标P001001快速调试P010000功率

42、以KW为单P0304230380电动机额定电压P03053.251.05电动机额定电流P03070.750.35电动机的额定功P03105050电动机额定频率P031101400电动机额定转速电动机参数完成设置以后，设置 P0010为0,使变频器处于准备状态。然后设置变频器控制端口开关操作控制参数，如表2-5所示:表2-5 变频器参数表参数号出厂值设置值说明P000311用户访问为标准级P000407命令和数字I/OP070022命令源选择“由端子 排输入”P000312用户访问级为扩展级P000407命令和数字I/O*P070111输入数字1接通正传， 断开停止*P070212输入数字2接通

43、反转， 断开停止P000311用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函 数发生器P100022频率设定值选择为“模拟输入”P108000电动机运行最低频率P10825050电动机运行最高频率*P1120105斜坡上升时间*P1121105斜坡下降时间2.7.3控制系统的接线原理图2.7.4梯形图电机正向运行/倬止10 0Q0.1QQ.0Neiwoik 1 Netwk lifeNerwoik 2反向遥行坍止10 2图2-5 梯形图Network 3电动机转速犬小控制Q0.0Q0.1ENENOINOUTAIW0-AQW0图2-6 梯形图1、电动机正向运行及速度调节按下正传按钮SF1,

44、10.0为1, Q0.0也为1,变频器端口 5为“ON ,电动 机正转，调节电位器RA,则可以改变变频器的频率设定值，从而调节正转速度的 高低，按下停车键按钮SF2以后，10.1为1, Q0.0为失电，电动机停止转动。2、电动机反向运行及调节按下反转按钮SF3以后，10.2为1, Q0.1为1,变频器端口 6为“ON,电 动机反转，调节电位器 RA则可以改变变频器的频率设定值，从而调节反转的 速度高低。按下停车按钮 SF2后，10.1为1, Q0.1失电，电动机停止转动3、互锁正转和反转之间在梯形图程序上设计有互锁控制。物料运送系统的设计3物料运送系统的设计3.1物料运送系统传送带实验模型图A

45、o so co DoSB2OMto oM4OSB1O嶷一图3-1 传送带实验模型图本设计是基于PLC的四节传送带的控制系统设计。要求是：起动后，先起动最末的皮带机，5s后再依次起动其它的皮带机；停止时，先停止最初的皮带机， 5s后再依次停止其它的皮带机；当某条皮带机发生故障且传送带上无重物时， 该机及前面的应立即停止，以后的每隔 5s顺序停止；当某条皮带机有重物时， 该皮带机前面的应立即停止，该皮带机运行5s后停止，再5s后接下去的一台停 止，依此类推。393.1.1控制流程图开始系统启动图3-2控制流程图3.2 程序设计思路程序设计的总体思路是：先将皮带传送系统的正常的连锁起动和连锁停止 用

46、S7200编程软件设计出来，在其基础上添加故障处理控制，由于都是定时控制, 因此用到许多PLC内部时间继电器，同时为了程序能够简介美观，也用到很多 PLC内部软元件作为中间过渡。其具体软元件使用情况及其功能如表 3-3所示：3-3内部软元件表器件地址功能SM0.0该位始终为ONM0.0连锁停止信号M3.01#故障重物信息采集M3.12#故障重物信息采集M3.23#故障重物信息采集M3.34#故障重物信息采集VD01#皮带重物重量值VD42#皮带重物重量值VD83#皮带重物重量值VD124#皮带重物重量值3.3输入输出地址分配表表3-4 地址分配表输入信号输出信号启动按钮SB1I0.0M1Q0.

47、1停止按钮SB2I0.5M2Q0.2A故障10.1M3Q0.3B故障10.2M4Q0.4C故障I0.31#电机工作指示灯Q0.5D故障I0.42#电机工作指示灯Q0.61#传感器信号采集AIW03#电机工作指示灯Q0.72#传感器信号采集AIW24#电机工作指示灯Q1.03#传感器信号采集AIW4报警灯、电铃Q1.14#传感器信号采集AIW63.4主机接线L3 12 丄L1 L11厂QA丄o O cr o ow*Jfa.=*一UQ*=7L JT ；o o二飞i；=ioCZO *7*-s*!-O c_ o-rir-4W=31 -g法寺(34ucj十-*-： o o cz 1 -o o o o o

48、 o cz CD- CZ czooo o o._i_13目电”eHTB耳uFUT工专邑養 :Jy冑*MId*=：匚_g 旨 g QXS 鸳S釁 SS 套S 聲1 SS图3-4扩展模块接线图3.6 梯形图按下启动按钮SB1,逆序连锁启动电机。启动电机 M4, M4自锁，T37动作T37启动电机 M3,T38得电动作。10 413?T45141T40Q0 JT38启动电机M2 T39动作。T39启动电机MMM32TSOiT381 1,1IINTQM切PT按下SB2逆序停止电机。M0.0停止M1并自锁，T40动作，5S后停止M2 依次停止M3 M4 。INPTTON100 msT42INTON尸丁1

49、00 rftsT415050 -Netwuik 5按下占肚潼厚停I0.5100M0.0MO.O10 /T40INWNPT100 ms5C-T4010.1表示M1故障，Q1.1亮，报警铃响。此时 AIWO为0.00，贝U Q0.0立即熄灭其他输出相继隔5s依次熄灭；若此时AIW0大于0.00，则Q0.0运行5s后熄灭，其他输出点同样相隔5s依次熄灭。Network 6101INTON50-PT100 msJ INTON50-FT100 msT44INTONPT100 m$T4550-T4&IINTON150PT100 msW按B8 M1立即停止分别再傅止M2. M3. M4M2故障，若AIW2为0.00,立即停止M2 Ml 5S后依次停止 M3 M4若AIW2大于0.00，M2运行5S后，再依次停止后面的电机。Netwoik 7M的!陞立即谆止MZM1再I0.2M3.1T4?T 1卜INTON5DPT1 DO ms-Q0.2T4S1，卜INTON50-PT100nnsQ0.31431,卜IN