PLC传送带控制系统

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计控学院

CollegeofcomputerandcontrolengineeringQiqiharuniversity

电气工程课程设计报告

题目：PLC传送带控制系统

系别电气工程系专业班级学生姓名学号指导教师提交日期成绩

摘要

传送带是一种广泛应用于工业的传输设备，对其进行自动化的改造无疑将提高工业生产的效率和安全性并且将大大的俭约人力资源。因其意义重大，对传送带的改造是多方面的而本文将主要介绍的是：基于PLC的传送带多速度控制系统的设计。该系统的设计包括硬件设计和软件设计。其中硬件设计包括PLC、变频器、异步电动机的外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的设计与调试。

所设计系统最终能够通过PLC与变频器实现以下功能：(1)能对物品进行运输，速度可根据两物品之间的距离自动变换防止传送物品之间发生碰撞；（2）能够实现故障报警、状态指示、传送带带负载软启动等；（3）能够实现手动与自动状态切换，便利维护。该系统主要运用了PLC、传感器、继电器、变频器等器件，利用PLC良好的自动控制性能，实现流水线传送带传送过程的无人控制。本文将主要对PLC、变频器以及PLC对变频器的控制部分进行介绍。

关键词：PLC；传送带；变频器；无人控制

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目录

摘要..………………………...I1设计目的及意义12设计内容1

2.1传送机的简介12.2可编程规律控制器（PLC）12.3变频器13功能需求分析2

3.1系统功能23.2方案设计24具体设计3

4.1PLC选型34.2电动机的选择44.3变频器的选择44.4传感器44.5系统梯形图程序4结论9电气工程综合实践报告

图2-1功能框图

4具体设计

本系统接工频电源主要分为PLC、变频器和电动机三大部分。系统最终能够通过PLC与变频器实现以下功能：(1)能对物品进行运输，速度可根据两物品之间的距离自动变换防止传送物品之间发生碰撞；（2）能够实现故障报警、状态指示、传送带带负载软启动等；（3）能够实现手动与自动状态切换，便利维护。该系统主要运用了西门子PLC、传感器、继电器、变频器等器件，利用PLC良好的自动控制性能，实现流水线传送带传送过程的无人控制。4.1PLC选型

系统PLC总共有开关量输入7个、开关量输出10个；模拟量输入1个。参照实际应用的输入输出端口数量和PLC产品目录，选用主机为8入/6继电器输出的CPU222一台，加上一台扩展模块EM222（8点继电器输出），在扩展一个模拟量模块EM235（4AI/1AO）。

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4.2电动机的选择

考虑到系统的通用性问题，本系统并不重视电动机的选择。具体的应用不同，电动机可根据需要进行选择。为便利下文的论述，本系统采用西门子1LG0106-2AA20电动机。该电动机的容量为3KW、额定电压220/380V，电源频率50H，允许电压偏差±5％。4.3变频器的选择

在变频器的选择时，应当充分考虑到所使用的场合的使用工况条件的最恶劣状况，留有充足的设计裕度和必要的保护措施。在选型时应对经济指标和技术指标进行综合的考虑，以选择相应的变频器规格。若选型不当造成容量偏小，对变频器的效率和正常运行影响极大。4.4传感器

限位开关又可成为称行程开关，它可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上。当动物接近或接触静物时，开关的连杆驱动开关闭合的触点分断或者断开的触闭合。由开关触点开、合状态的改变去反馈信息。4.5系统梯形图程序

为明确PLC各个接口的功能同时便利编程下文中给出PLC的I/O分派。输入接口输出接口I0.0自动控制Q0.0KM0I0.1手动控制Q0.1运行灯I0.2故障监控Q0.2故障灯I0.3反转Q0.3KM1I0.4启动Q0.4待机速度I0.5压力传感器Q0.5减一档I0.6正转Q1.0减二档I0.7暂停Q1.1正速Q1.2停车Q1.3反转

明确了PLC输入输出分派后便可以据此编辑程序。

如图4-1所示，I0.2为常闭触点平日为闭合状态，开关SA选择手动控制状态时I0.1闭合，与此同时自动控制状态断开线圈Q0.3、Q0.1得电，运行灯亮起并且线圈KM1得电，开关Q0.3闭合，此时手动控制状态同路自锁直到开关SA选择自动控制状态。当开关SA选择自动控制状态时，触点I0.0闭合，此时手动控制通路由于有I0.0常闭触点而断开。此时Q0.0实现自锁同时开始调用子程序SBR-0。当变频器传送回故障信号时，即I0.2闭合，此时PLC控制Q0.2输出，故障提醒灯亮。

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图4-1梯形图主程序图

图4-2梯形图子程序1

AIW0是模拟量输入输出模块EM235将采集的模拟量变换成数字量后的值。其范围在0～32000之间。由于测距传感的反馈信号为4～20mA所以本程序中AIW0的值在6400～3200之间。本文不对传送带上距离进行细致论述，因此设当AIW0的值大于等于25000时即相当于传送带上无负载。另设AIW0值为19200、12800、6500分别为

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第一安全距离、其次安全距离、第三安全距离。

如图4-2所示，此时按下启动键I0.4。当AIW0的值大于32000时开关闭合，内部继电器M0.0得电，断开常闭触点M0.0。系统进入待机低速运行状态。当按下中止按钮I1.1接通，系统暂停。

图4-3梯形图子程序2

如图4-3所示，当AWI0值不再大于等于32000时说明传送带上有负载。此时，继电器M0.0失电系统软启动。T33路接通后，定时器T33开始计时。在计时终止之前电动机以待机速度运行。T33计时终止同时T34开始计时此时变频器输出频率为10Hz。T34计时终止同时T35开始计时，此时变频器输出频率为25Hz。

图4-4梯形图子程序3

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如图4-4所示，T35计时终止同时T36开始计时此后变频器输出为50Hz。当压力开关闭合时系统会开始计算物位，常闭触点Q0.5、Q1.2、Q1.0实际是与下图中的各种状态互锁。即Q0.5、Q1.2、Q1.0中有任意一中输出Q1.1都不可能输出。

图4-5梯形图子程序4

如图4-5，I0.5为一压力开关，即有物品在前方积压时I0.5闭合。前文已经介绍AIW0值为19200、12800、6500分别为第一安全距离、其次安全距离、第三安全距离。当I0.5闭合且AIW0值小于等于19200时，说明物品已进入第一安全距离，此时Q0.5输出。同样当AIW0值小于等于12800时Q1.0输出。当AWI0值小于等于6500时Q1.2输出。若AIW0值大于19200时传送带依旧维持正常速度运行。

图4-6梯形图子程序5

如图4-6，当按下反向运行开关I0.3则Q1.3输出且自锁。按下I0.6正转按钮后，通路断开系统恢复正转。

图4-7梯形图子程序6

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如图4-7所示，当系统选择手动或出现故障时，即I0.1或I0.2接通，子程序返回主程序。图4-8为子程序全部视图：

图4-8梯形图子程序图

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结论

现代工业往往追求高效率低成本，目前我国正处于经济发展的转型期并且随着科技的不断发展，未来工厂的生产过程必定会越来越智能化。传送带是一种