皮带运输机PLC自动控制项目设计方案

..10/29PLC掌握工程设计方案1设计的目的和意义泛使用皮带运输机,它为企业的生产担当了绝大多数散料运输任务。可编程掌握器<PLC>是以微处理器技术为根底,综合计算机技术和自PLC承受的掌握系统或设备具有牢靠性高,掌握易于实现,系统设扰力量,被誉为当代工业生产自动化的支柱之一,正在得到越来越广泛的应用。量,到达一种经济、安全、牢靠且运行效率高的状况,其独特的易于使用区广泛使用的皮带运输机,应用PLC掌握,可以使皮带机生产线的掌握更进展节约了大量的人力、物力、财力。皮带运输机的现状换成机械能,实现工作机械的旋转运动或反复运动。因电机的种类的不同,我们可以将分为直流电动机传动和沟通电动机传动。自19世纪80年月起至19世纪末,工业上传动用的电动机始终被直流电机垄断,到了19世纪末,消灭了三相电源和构造简洁且结实耐用的沟通鼠笼型电机以后,沟通电机才在不调速的领域代替了直流电动机传动装置。对生产过程的监视和掌握,在初级阶段是由人工进展的。工作人员凭状况进展必要的掌握。在高级阶段,这种监视、推断决策和掌握由机器担当,依据人们的意志自动完成,这是闭环自动掌握。沟通调速的进展概况沟通变频调速的优越性早在20年月就已被人们所生疏,但受到器件的限制,未能推广。50年月初,中小型感应电动机多承受晶闸管调压调速;大70年月进展大致经受过三个阶段:〔1异步电动机调压调速系统；〔2串级调速系统；〔3变频调速系统。80年月中期随着第三代电力半导体器件如:门极可关断晶闸管GTO、绝IGBT术的根底上,推出了一系列的变频器,且不断进展更换代.这些高精度、多功能、智能化的变频器将调速效率提高到了前所未有的水平。方案确实定随着工业水平的进展,人们对皮带运输机自动掌握程度要求越来越高,PLC的继电器掌握的,存在牢靠性差、可塑性差、接线简单、自动化程度低PLC的改造势在必行；有的也承受单片机作为掌握单元,但是单片机开发周期PLCPLC统的见解与方法,给出了掌握系统软、硬件构造的设计方案。我认为本系统承受PLC软件掌握它具有以下优点：<1>抗干扰力量强、牢靠性高；<2>模块化组合构造,使系统构成格外敏捷；<3>编程语言简洁易学,便于把握能进展在线修改；<4>柔性好体积小,维护便利。主要任务皮带运输机的PLC掌握系统,主要分变频器、PLC、主令掌握器、三相并作出PLC运行掌握程序,使其符合该系统的掌握要求。2皮带运输机的PLC根本原理承受矿用防爆本质安全型沟通变频器进展启动和调速掌握,在皮带机运行过程中,通过安装在传送带上的转速传感器测定皮带运输机的转速,再反响到PLC,经过程序运行处理后,再供给指令通断信号给变频器,调整PLC,再进展程序运行对其进展调整,从而到达稳定运行。概述从图2.1可看出,当利用变频器构成自动掌握系统进展掌握时,承受的是和PLC协作使用。变频器利用部继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件<如晶体管>与PLC连接。PLC作为整个系统的“大脑“,负责接收外部信号<主令掌握器、变频器、转速传感器、限位等>,经过程序运行处理由变频器掌握电机的转向、速度<频率>。整个系统接线见图2.3。图2.1系统构造示意图三相异步电动机的选择为生产机械的电力拖动系统选用电动机,主要容包括确定电动机的种动机的根本原则如下：〔1近但不超过规定的允许数值。载下的转速稳定,有肯定的转速围及具有良好的启动和制动性能。环境。例如防止灰尘进入电动机部,或者防止绕组绝缘受气体腐蚀等。电力拖动系统应用电动机来拖动生产机械工作的,由于生产机械种类繁多,工艺要求不一,作为驱动电机的电动机分类也很多。按电流种类分,有直流电动机和沟通电动机,沟通电动机又有异步电动机和同步电动机两种。为了合理选用电动机的种类,应同时考虑两个方面的问题：一是电动机的性能,例如机械特性、启动性能和调速性能等；二是要知道生产工艺个方面考虑：〔1电动机的机械特性；〔2电动机的启动性能；〔3电动机的调速性能；〔4电动机的电源；〔5电动机的经济性；种类型,还应综合其他状况,例如节能、货源、技术状况等。异步电动机。1YBSS-220功率 额定满载 满载满载功率额定额定额定绝缘电压转速电流效率因数电流转矩转矩等级kWVr/minA%cos2206601480154.293.50.886.02.32.2F、H1140267.2变频器构成保护电路等几个局部,是变频器的核心局部。掌握电路的优劣打算了变频的电压掌握以及完成各种保护功能。AC DC AC整流器变频器容量的选用

图2.2逆变器变频器容量的选用由很多因素打算,例如电动机的容量、电动机的额掌握电路定电流、电动机加速时间等,其中,最主要的是电动机的额定电流。时满足以下三项计算公式,即满足负载输出〔kVAkVA满足电动机电流〔A式中

运行指令P ——变频器容量,单位为kVA；CMP ——负载要求的电动机轴输出功率,单位为kW；MU ——电动机额定电压,单位为V；EI ——电动机额定电流,单位为A；E——电动机效率〔通常为0.85；cos ——电动机的功率因数〔通常为0.75；k——电流波形补偿系数。k是电流波形补偿系数,由于变频器的输出波形并不是完全的正弦波,PWM掌握方式的变频器,k约为1.05－1.1。本系统承受安川CIMR—G5A4011型变频器。安川CIMR—G5A4011型变频器,掌握和保护功能相当丰富,配有参数设置面板,可读写各种参数,显示屏可监视变频器的运行状况,并能实现PID的掌握模式有无PGV／F掌握、带PGv／F掌握、无PG矢量掌握1、带PG矢PG矢量掌握2共5掌握回路端子、MEMOBUS通信、选择卡4种模式。此变频器调速围宽,精度高,无级变速,高效率,高牢靠性,保护功能完善,故障率低,特别适用于起重机械的电机掌握。G5系列的变频器,运用16段的频率指令和一个点动频率指令,可以切17段速的速度。依据皮带运输机的运行需要,在变频器输入端功能中,运用多段速指令1～3及点动频率选择四个功能,实现62所示。其外部端子见图2.3〔变频器局部。注：虚线为未接端子图2.3系统接线图表2端子多功能接点输入2.2.3PLCPLC概述<Programablecontroller>由于早期主要应用于开关量的掌握,因此也称为PLC<ProgramableLogiccontroller>即是可编程规律掌握器。现代的可编程掌握器是以微处理器为根底,高度集成的型工业掌握装置,是计算机技术与工业掌握技术相结合的产品。PLC自问世以来,经过20年的进展,己经成为最受欢送的工业掌握类产经济等问题。PLC〔1〔2〔3〔4通信联网和显示打印。PLC的根本组成与各局部的作用PLC的类型繁多,功能和指令系统也不尽一样,但构造与工作原理则小口等几个主要局部组成。PLC的硬件系统构造如图2.4所示：图2.4硬件构造图〔1.主机主机局部包括中心处理器〔CPU、系统程序存储器和用户程序及数据CPU是PLC/输出接口状态、作出规律推断和进展数据处理,即读取输入变量、完成用户指令规定的各PLC的部存储器有两类,一类是系统程序存储器,主要存放系统治理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序,系统程序已由厂家固定,用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器,主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。〔2．输入/输出〔I/O接口I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口承受输入设备〔如按钮、传感器、触点、行程开关等的掌握信号。输出接口是将主机经接口一般承受光电耦合电路,以削减电磁干扰,从而提高了牢靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标,通常小型机有几十个点,中型机有几百个点,大型机将超过千点。〔3．电源CPUI/O接口等部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源,通常也为输入设备供给直流电源。〔4．编程器编程器是PLC的一种主要的外部设备,用于手持编程,用户可用以输PLC与电脑联接,并利用专用的工具软件进展电脑编程和监控。〔5．输入/输出扩展单元I/O/输出端子数的扩展单元与根本单元〔即主机。〔6．外部设备接口此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相联,以完成相应的操作。本系统承受三菱FX2N一128MR一001型PLC。三菱FX2N一128MR一001型PLC将一体式PLC和模块式PLC的优点奇异而完善的结合在一起,不仅便利了系统的扩展,而且与用户的实际需求也更为贴近,丰富的指令集,较好的调试和故障诊断功能,便捷的通讯,严格的口令保护,敏捷的中断处理,高速计数等多项功能的组合,更使其无论在独立运行中或是连成网络皆能实现简单掌握功能,以满足用户的多种需求。外部端子接线见图2.3<可编程掌握器局部>其余部件和D/A转换部件A/D和D/A转换原理：〔1之后成为连续变化的波形。依据事先确定的频率对波形采样。将每次的采样值<如模拟电压值>送给A/D变换器,则对应每次采样的电压值转换成的数字信号<H进制数字>。〔2D/A转换器,经转换后输出一个矩形波,经过放大滤波之后即变成一个连续变化的模拟量输出信号。它是一种将皮带的运行速度检测出来,变成电脉冲信号输送给保护装它是一种将皮带的运行速度检测出来,变成电脉冲信号输送给保护装打滑和断带等问题的智能传感器。将两个磁缸分别装在皮带运输机滚筒和皮带托辊上,利用两个霍尔传3.急停开关回路,保护系统安全。3皮带运输机的PLC掌握系统软件的功能掌握系统软件的功能和任务如下：〔1实现对电机的软启动；〔2转速的围自动调整速度,平滑的无级调速特性；〔3能自动检测到系统是否过载,并自动停顿；〔4实现快速的起制动及正反转运行；行时,能抑制负载的扰动、电源电压波动等因素对系统的影响。掌握系统的主要指标掌握系统的主要指标如下：一档；〔2停顿：当需要停顿的时候,适当的进展延时之后再停顿；〔3故障停顿：紧急状况下无条件下通过急停开关把电机停顿。PLCPLC概述编程器是PLC的最重要外围设备,它一方面对PLC进展编程,另一方面又能对PLCFX系列PLC的编程设备可分为FX-20P-E简易编程器,GP-80FX-E图形编辑器,还可以用编辑软件MELSEC-MEDOC在个人计算机上进展编程。FX-20P-EFX系列FX2、FX0、FXON、FX2C型PLC,也可以通过FX-20P-E-FKIT转换器用于F1和F2系列PLC。FX-20P-E和一般编程器一样,有在线编程器和离线编程器两种方式。在线编程也叫联机编程。编程器和FX系列型PLC直接相联。简易编程器对PLC用户程序存储器直接操作。在写入程序时,假设未在PLC装上EEPROM卡盒时,程序就会写入PLC部的RAM；假设PLC装有EEPROM卡盒时,则程序就写入该存储器卡盒。离线编程方式,编制的程序先写入编程器部的RAM中,在成批的传送到PLC的存储器,也可以在编程器和ROM写入器之间进展程序传送。简易编程器FXFX-20P-E简易编程器为例,介绍其构造、组成和编程操作。〔1FX-20P-E的构造FX-20P-E简易编程器由液晶显示屏、ROM写入器接口、存储器卡盒的接口及由功能键、指令键、元件符号键、数字键等键盘组成。简易编程器配有专用电缆与PLCROM写入器模块和PLC存储器卡盒等为选用件。〔2FX-20P-E的操作面板先把键盘上各键的作用说明下：//监视/测试键。三个功能键都是复用键,交替起作用,按第一次时选择键左上方表示的功能,按其次次时则选择右下方表示的功能。执行键GO：此键用于指令确实认、执行、显示画面和检索。以用于去除显示屏上的错误信息或恢复原来的画面。其它键OTHER写入模块时,在脱机方式工程单上进展工程选择。关心键HELP：显示应用命令一览表。监视时,进展十进制和十六进制数的转换。SP：在输入时,用此键指定元件号和常数。步序键STEP：设定步序号时按此键。两个光标键↑、↓：用该键移动光标和提示符,指定已指定元件前一个或后一个地址号的元件,做行滚动。令符号,下面为元件符号或者数字。上、下的功能是依据当前所执行的操作自动进展切换,其中下面的元件符号Z/V、K/H、P/I又是交替起作用,反复按键时,相互切换。指令键共有26个,操作起来便利、直观。MELSEC-F/FX步进梯形指令、应用指令。该可编程序掌握器是由电源+CPU＋输入输出+程序存储器〔RAM的单元型可编程序掌握器。其主机称为根本单元,为主+I/O“I/O“,此外,还可连接扩展设备,用于特别掌握。安装FXGP-WIN-C将存有MELSEC-F/FXWINDOWS下起动安装进入MELSEC-F/FXFXGP-WIN-C3-1图3-1FXGP-WIN-CFXGP-WIN-C3-2。图3-2界面包含：当前编程文件名,例如标题栏中的文件名untit101菜单:文件〔F、编辑〔E、工具〔T、PLC、遥控〔R、监控/测试〔M点/e.当前编程方式:梯形图。状态栏:梯形图。快捷指令:F5F6F7输入元件、F8.菜单操作：FXGP-WIN-C〔以下统一用简称FXGP的各种操作主要靠菜单来选择,有子菜单,鼠标下移,依据要求选择子菜单项,假设该菜单项没有下级子菜单,则该菜单项就是一个操作命令,单击即执行命令。设置编辑文件的路径首先应当设置文件路径,全部用户文件都在该路径下存取。假设D：设置为文件存取路径。操作步骤：D[PLC1]FXGP编辑文件的正确进入及存取正确路径确定后,可以开头进入编程﹑存取状态。1、假设首次程序设计：首先翻开FXGP编程软件,点击〈文件〉子菜〈文件或点击常用工具栏 弹出[PLC类型设置]对话框,供选择机试验指导书供给的为FXON、FX2N二种机型,试验使用时,依据实际确定机型,假设FX2N即选中FX2N,然后[确认],就可马上进入编辑程序状态。留意这时编程软件会自动生成一个〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名,在这个文件名下可编辑程序。2[FileSaveAs]SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名,这是编辑文件用的通用名,在保存文件时可以使用,但我们建议一般不使用此类文件名,以避开出错。而在“文件名“框中输入一个带有〔保存文件类型特征的文件名。保存文件类型15/29..23/29特征有三个：〔1WinFiles<*.pmw>；〔2DosFiles<*.pmc>；〔3AllFiles<*.*>。框中输入〔ABC.pmw555.pmw.pmw等等。有了文件名,单击“确定“键,弹出“另存为“对话框,在“文件题头名“框中输入一个自己认可的名字,单击“确定“键,完成文件保存。注：假设点击工具栏中“保存“按键只是在同名下保存文件。3、翻开已经存在的文件:首先点击编程软件FXGP-WIN-C,在主菜单件类型和文件名,单击“确定“键即可进入以前编辑的程序。文件程序编辑当正确进入FXGP编程系统后,文件程序的编辑可用二种编辑状态形式：指令表编辑“指令表“编辑状态,可以用指令表形式编辑一般程序。“指令表“程序选中[程序检查]弹出[程序检查]对话框,依据提示,可以检查是否有语法梯形图编辑梯形图编辑状态,可以用梯形图形式编辑程序。“梯形图“程序编辑完毕电路错误以及双线圈检验。进展下一步<转换>、<传送>、<运行>。PLC可运行。但有时输入的梯形图无法将其转换为指令格式。梯形图转换成指令表格式的操作用鼠标点击快捷功能键:转换或者点击工具栏的下拉菜单〈转换〉,梯形图和指令表编程比较：梯形图编程比较简洁、明白,接近电路图,所以一般PLC程序都用梯形图来编辑,然后,转换成指令表,下载运行。设置通讯口参数PLC步骤：1、PLC点击菜单“PLC“的子菜单“串行口设置〔D8120[e]“,弹出图3-3框：3-3串行口设置一般已由厂方设置完成。2、PLC点击菜单“PLC“的子菜单“端口设置[e]“弹出图3-4对话框：3-4依据PLCPCCOM1～COM4返回菜单。注：PLCFXGPPLCPLCFXGPFXGPPLCPC-FXGPPLC。1FXGPPLC假设FXGP中的程序用指令表编辑即可直接传送,假设用梯形图编PLC点击菜单“PLC“FX2N-8000FX0N-2023PLC,PLC〔2围设置先确定“程序步“的“起始步“和“终止步“的步长,然后把确定的步长指令写入PLC,时间相比照较短,程序步的长短都在状态栏中明确3-5FX2N选择完[确认],假设这时PLC处于“RUN“状态,通讯不能进展,屏幕会消灭“PLCPLC“RUN、STOP“的开关拨到“STOP“或点击菜单“PLC“的[遥控运行/停顿[0]]〔遥控FX2NPLC,PLCPleasewaitamoment“等提示符。“写入完毕“后自动“核对“,核对正确才能运行。留意这时的“核对“只是核对程序是否写入了PLC,对电路的正确与否PLC假设“通讯错误“提示符消灭,可能有两个问题要检查。FX2N,FXON,FX2N。COMPLC2PLCFXGP假设要把PLCFXGP,首先要设置好通讯端口,点击“PLC“子PLCFXGPPLC序。FXGPPLC假设不想掩盖原有程序,应当留意文件名的设置。程序的运行与调试1、程序运行当程序写入PLCPLCPLCRUN、FX2N关给PLCPLC决问题。2、程序调试FXGPPLC/测试。退出系统完成程序调试后退出系统前应领先核定程序文件名后将其存盘,然后关闭FXGP全部应用子菜单显示图,退出系统。I/O3-13-1I/O输入设备输入点编号输出设备输出点编号启动按钮X000启动输出Y000停顿按钮X001停顿输出Y001急 停 X002

急停输出

Y0021X0031Y0032X0042Y0043X0053Y005频率确定按钮X006频率确定输出Y006转速校正按钮X007转速校正输出Y007电压检测按钮X010电压检测输出Y010电流检测按钮X011电流检测输出Y011档位选定按钮X012档位选定输出Y012正转按钮X013正转输出Y013反转按钮X014反转输出Y014复位按钮X015复位输出Y0151X016启动关心继电器M02X017正转关心继电器M13X020反转关心继电器M2转速校正关心继电器1M3电流检测关心继电器1M9转速校正关心继电器2M4电流检测关心继电器2M10转速校正关心继电器3M5电流检测关心继电器3M11档位设定关心继电器1M6电压检测关心继电器1M12档位设定关心继电器2M7电压检测关心继电器2M13档位设定关心继电器3M8电压检测关心继电器3M14程序流程.启动启动时候承受降压启动,降压启动的目的是限制启动电流,通过启动设备使定子绕组所承受的电压小于额定电压,待电机转速到达某一数值时,再使定子绕组承受全压,从而使电动机在额定电压下稳定工作。初始化态,以及初始状态档位的设置。工作阶段启动和初始化后,通过负载量的测量来确定电动机的输出转矩T,再由电动机的机械特性确定出转速,之后通过公式确定频率的大小。现场电流比较,来确定是否需要紧急停顿。档位的选择在此系统中,设置有三个档位,通过手动和自动两中方法都可以进展设置。程序分段设计.初始化系统开头时候默认档位是一档,并将转速参考量设置为额定转速1480转/分,还要设置电流限制参数和电压限制参数,设定为正转,还要设定档1000kg、2023kg。LDX000ORY000ANIM0OUTY000ANDM1OUTY013〔DMOVK1000 D10〔DMOVK2023 D12.档位的选择m,1000、2023当m2023M63；当m1000M81；M72。LDX030ZCPD10D12D20M6ANDM6OUTY005ANDM7OUTY004ANDM8OUTY003.档位选择后的赋值中选择档位1时,进展额定转速1480转/分输出,其电流限定值为、267A,660V、1140V。LDX003〔DMOVK1480D0〔DMOVK154D2〔DMOVK267D4〔DMOVK660D6〔DMOVK1140D8OUTY006中选择档位2740/分输出,其电流限定值为208A350A,/分输出,其257A、520A,220V、350V。D0-D8放入该区域。.频率设定 位一旦选定,即可通过变频器的设定对电动机进展掌握,由公式可以得出, 60 n (1 s)其中fp电动机的转速,s=0.85f,p=2LDX021〔DMOVK0.85 D20〔DMOVK2 D22LDX022〔DSUBK1D20D20〔DMULD0D22D22LDX023〔DMULK60D20D20LDX024〔DDIVD22D20D22LDX025〔DMOVD22Y013OUTY007

.转速检测及校正通过转速传感器把现场转速n检测并传输到PLC中,与现场档位设定f进展自f1。LDX026CMPD0D18M3ANDM3INC〔PD22ANDM4CJ ANDM5DEC〔PD22LDX027〔DMOVD22Y010OUTY008.安全检测环节在这个子程序里,主要进展电压和电流安全检测。首先进展电流安全调用闪耀电路；当处于安全围时,跳到电压安全检测子程序。LDM8002ZCPD2D4D14M9AND M9CJ P90AND M10CJ P80AND M11CJ P90其次进展电压安全检测,程序如下；当电压测定值大于较大的设定值节。LDM8002ZCPD6D8D16ANDM12CJP90ANDM13CJP60ANDM14CJP90.闪耀电路LDX18ANIT1OUTT0Kt1LDT0OUTY19OUTT1Kt2LDX19OUTM0.急停它有手动和自动两种状况。它有手动和自动两种状况。停开关为双向拉线式；当皮带机正常工作时,急停开关处于正常位置；当消灭事故,任意拉动拉线上的拉环,使装在两端的微动开关动作,发出动作信号并切断掌握回路,保护系统安全。〔2自动掌握,通过软件掌握,程序如下LDX002OUTM0.正常停顿序如下：LDX001OUTT2Kt2LDT2OUTM0.其余环节〔1按钮,此时,正转状态完毕,反转开头。反转设定：LDX002ANIM1ANDM2OUTY002CJ 档位设定LDX001ANIM2ANDM1OUTY001CJ P60〔2LDX15OUTY00PLCPLC掌握系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰力量的产品,且需要使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑,并结合具体状况进展综合设计,才能保证系统的电2个方面。<1>设备选择在选择设备时,首先选择较高抗干扰力量