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基于PLC運輸機自動控制系統方案.doc

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?0 緒論運輸帶輸送是基于PLC的自動控制系統,具有功能全面,靈活性強,性價比高等特點,受到連續配料系統集成商和用戶的歡迎。該系統集現代物流技術、倉儲技術、自動化技術于一體,是CIMS中的重要環節,在國外已經得到較廣泛的應用,該技術也正在逐漸地應用于我國許多行業中。自動配料車是物流體系中運輸分配的重要組成部分,它是能自動地存儲和取出物料的系統。主要為自動控制式的三段皮帶輪的輸送系統,采用PLC進行控制,能滿足簡單的傳送帶控制,操作簡便,簡單易懂?,F代工業生產中,有許多場合需要皮帶運輸機,如建材、化工、冶金、礦山、紡織、印染、造紙、機械等工業領域,是不可缺少的運輸工具,用于運送生產原料和產品。很多部門和企業還在使用的控制系統是傳統的繼電接觸器控制方式,長期的使用運行,具有故障率高,各種元器件包括繼電器老化,維護和檢修困難等缺點。本文將用可編程控制器對運送物料的皮帶機進行控制,較常規的繼電器控制系統硬件結構大為簡化。同時,由于采用的是“軟接線”的控制程序,系統的可靠性和靈活性都大為提高,也就是說可以使勞動生產率成倍增長。在科技發達的今天,采用先進的生產設備和生產方式才能提高效率,降低成本,適應社會發展的需要。由于控制對象的復雜性, 使用環境的特殊性和運行的長期連續性, 使PLC在設計上有自己明顯的特點: 可靠性高, 適應性廣, 具有通信功能, 編程方便, 結構模塊化。在現代集散控制系統中, PLC已成為一種重要的基本控制單元, 在工業控制領域中應用前景極其廣泛。1 總體設計圖1.1三級運輸帶系統構成圖1.1 工藝過程圖1中的三條運輸帶順序相連,三條運輸帶系統有兩個運行狀態:手動狀態和自動狀態。1.手動狀態:系統進入手動狀態,可單獨啟動和停止某運輸帶。2.自動狀態:(1)啟動操作:為了避免運送的物料在1號和2號運輸帶上堆積,起動時應先起動下面的運輸帶,再起動上面的運輸帶。有料進皮帶后,通過檢測傳感器讓皮帶運行,1號運輸帶開始運行,延時5s后2號運輸帶自動起動, 5s后3號運輸帶自動起動。(2)停止操作:停機時為了避免物料的堆積,并盡量將皮帶上的余料清理干凈,使下一次可以輕載起動,停機的順序與起動的順序應相反。若無料進入皮帶,通過安裝在一號皮帶機上的傳感器,30秒鐘后,先停3號運輸帶,5s后停2號運輸帶,再過5s停1號運輸帶。操作人員在順序起動3條運輸帶的過程中如果發現異常情況,可能需要立即停車。按下停止按鈕后,將已起動的運輸帶停車,仍采用后起動的運輸帶先停車的原則。(3)故障停車:在皮帶運輸機的運行過程中,若3號運輸帶故障,應將其停止,5s后2號運輸帶停止,再過5s后1號運輸帶停止;若2號運輸帶發生故障,則應把2、3號運輸帶停止,1號運輸帶5s后停止;若1號運輸帶故障,則應把三個運輸帶都停止,以免發生物料堆積。(4)急停操作:若發生意外,需停止一切操作,按下急停按鈕,3個運輸帶全部停止。1.2系統功能和特點皮帶運輸機由皮帶、機架、驅動滾筒、承載托輥、緊裝置等零部件組成,既可以運送散狀物料,又可以運送成件物品,工作過程中噪音較小,結構簡單,可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇,同時采用梯形圖語言編程,用軟件取代繼電器電器系統中的觸點和熱線,通過修改程序適應工藝條件的變化??删幊炭刂葡到y,相比于繼電器系統,它性能可靠性高,接線很簡單,系統不復雜,易于維護,性能先進,易于改造。和單片機系統相比,它編程簡單,易于掌握,連線簡單。圖1.2PLC工作原理圖1.3 控制要求1.某一生產線的末端有一臺三級皮帶運輸機,分別由M1、M2、M3三臺電動機拖動,有手動和自動兩種控制方式。2.手動時,為了便于調試,每一臺電機都可以單獨啟動,按停止按鈕都可以停下。3.要有必要的短路、過載、連鎖保護。1.4 設計任務1.列出PLC控制I/O口(輸入/輸出)元件地址分配表;2.畫出PLC輸入/輸出接線圖和接觸器的主電路原理圖。3.盡量做到經濟、合理、合用、減小設備成本。在方案的選擇、元器件的選型時更多的考慮新技術、新產品??刂朴扇斯た刂频阶詣涌刂?,使功能的實現由一到多而且更加趨于完善。 2 硬件設計2.1 PLC選型與接線2.1.1 PLC的組成結構PLC 的一般結構如下圖所示,由圖可見主要有6個部分組成,包括CPU(中央處理器)、輸入/輸出接口電路、電源、外設接口、I/O擴展接口。圖2.1 PLC結構圖FX2N系列PLC是三菱公司高性能小型機的代表作,系統最大I/O點數為128點,配置擴展單元后可達256點。FX2系列基本執行指令的速度0.48μs/步,用戶程序存儲器的容量可擴展至8K步。 FX2N系列PLC在我國應用比較廣泛。FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進的系列。由于FX2n系列具備如下特點:最大圍的包容了標準特點、程式執行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊,它可以為你的工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。24V、400mA直流電源可用于外圍設備,如傳感器或其它元件。因為采用了優良的可維護性快速斷開端子塊,即使接著電纜也可以更換單元。在所有的FX2NPLC中都有實時時鐘標準。時間設置和比較指令易于操作。小時表功能對過程跟蹤和機器維護提供了有價值的信息。 通過對PLC的工作原理及性能的了解,并結合設計要求,設計中選擇了FX2N系列的小型PLC。分析要求,可以確定需要15個輸入點,手動工作時,分別為M1,M2,M3啟動按鈕,停止按鈕,通常用于系統的檢測維護;一個急停按鈕;自動工作時,傳感器開與關時的兩個不同信號輸入以及停止按鈕;三個熱繼電器動斷觸電,控制故障電動機。因為有三臺皮帶機,故需要三個輸出點。又為了便于日后的功能增加等因素,選擇了48點的基本輸入輸出單元,因為輸出的是220V的交流電,為了增加它的耐用性,采用了可控硅輸出。綜上所述,設計中最終選擇了FX2N-48MS的PLC,這種PLC技術成熟,性能好,故障少,價格低廉,對于本項目又留有一定的余量,可以為以后改進留下余地。2.1.2 I/O口分配PLC的I/O元件地址分配功能描述動作器件I/O地址急停SB1X0工作方式手動選擇開關SAX1自動X2手動M1啟動SB2X10M1停止SB3X11M2啟動SB4X12M2停止SB5X13M3啟動SB6X14M3停止SB7X15自動壓力傳感器傳感器ST開X20傳感器ST關X21停止SB8X22皮帶1故障FR1X31皮帶2故障FR2X32皮帶3故障FR3X33皮帶機1開KM1Y0皮帶機2開KM2Y1皮帶機3開KM3Y2圖2.2 I/O地址分配2.1.3 PLC的I/O外部接線圖圖2.3 外部接線圖2.2皮帶電機的選型及其外部接線2.1.1 Y2系列異步電機 本次設。省略部分。的控制能夠大大的節約人員勞動力,從而使的裝配運輸行業向現代化邁進了一步。傳送帶輸送機的多元化功能選擇及其廣泛的應用,已逐漸成為工農業生產不可缺少的設備。參考文獻[1] 吳中俊、黃永紅. 可編程序控制器原理及應用. 機械工業.2009,04[2] 廖常初. 可編程控制器應用技術. 大學.2004[3] 三菱電機FX2N. 編程手冊.2010[4] 胡曉明.電氣控制及PLC. 機械工業.2006[5] 史建成、毅. 三菱FLC/Q 系列PLC應用技術. 機械工業. 2006[6] 在平、向賓. 可編程序控制器技術應用系統設計. 機械工業出社.2002[7] 常. PLC 編程及應用. 機械工業. 2005[8] 吳旗. 傳感器及其應用. 電子工業. 2010袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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