于基plc控制三台皮带机设计--毕业设计.doc资源-CSDN文库

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河北化工医药职业技术学院毕业论文

摘要

皮带机是皮带输送机的简称，皮带机运用输送带的连续或间歇运动来输送

各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重

量不大的件货，用途广泛。它的控制形式也多种多样，它可以由单片机，PLC，

以及计算机来控制，由于 PLC 为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、

性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置，故本设计中采用 PLC 集中控

制的办法，本设计中利用 PLC 简单可视化的程序，采用了手动和自动控制的两种

不同的控制方式皮带机广泛运用于我们的生活中，特别是工业生产中更是必不可

缺。它被广泛应用在港口、电厂、煤矿、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生

产线。即可以运送散状物料，也可以运送成件物品。工作过程中噪音较小，结构

简单。皮带运输机可用于水平或倾斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、

堆取料机等连续运输移动机械上。皮带运输机由皮带、机架、驱动滚筒、改向滚

筒、承载托辊、回程托辊、张紧装置、清扫器等零部件组成。在大型港口或大型

冶金企业，皮带运输机得到最广泛的应用。

关键词：皮带机 PLC 手动控制自动控制

基于 PLC 控制三台皮带机的毕业设计

第 1 章前言 …………………………………………………………………………3

第 2 章控制器选择方案确定 ………………………………………………………5

2.1 方案比较………………………………………………………………5

2.2 方案确定………………………………………………………………6

第 3 章硬件设计 ……………………………………………………………7

3.1 设计可行性方案 ……………………………………………………7

3.2 PLC 选型 ……………………………………………………………7

3.2.1 PLC 的组成结构………………………………………………7

3.2.2 PLC 的工作原理 ………………………………………………9

3.2.3 FX2N 的性能及选型 …………………………………………10

3.2.4 PLC 的端子分配及外部接线 …………………………………10

3.3 传感器的选择 …………………………………………………………11

3.3.1 传感器简介 ……………………………………………………11

3.3.2 压力传感器 ……………………………………………………14

3.4 控制电机的选型及主回路外部接线图 ………………………………16

3.4.1 Y2 系列三相异步电机 ………………………………………16

3.4.2 主回路电机的外部接线图 ……………………………………16

3.5 其它硬件选型……………………………………………………………17

3.5.1 接触器选型………………………………………………………17

3.5.2 热继电器选型……………………………………………………17

3.5.3 空气开关选型……………………………………………………18

第 4 章软件设计……………………………………………………………………19

4.1 控制要求分析 …………………………………………………………19

4.2 程序实现 ………………………………………………………………19

第 5 章结论…………………………………………………………………………22

致谢 …………………………………………………………………………………23

参考文献 ……………………………………………………………………………24

河北化工医药职业技术学院毕业论文

第 1 章前言

PLC 即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技

术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会（International

Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：

PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它

采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、

计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各

种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系

统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

20 世纪 80 年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个

时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶

段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这

标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20 世纪末期，可编程控制器的发展特点

是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超

小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、

转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界

面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，

可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都

得到了长足的发展。

目前 PLC 已经渗透到生活的各个方面，尤其是自动化控制。在工业生本次

毕业设计的题目是基于 PLC 三台皮带机送料控制程序的设计。皮带机广泛运用于

我们的生活中，特别是工业生产中更是必不可缺。它被广泛应用在港口、电厂、

煤矿、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。即可以运送散状物料，也可

以运送成件物品。工作过程中噪音较小，结构简单。皮带运输机可用于水平或倾

斜运输。皮带运输机还应用与装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械上。

皮带运输机由皮带、机架、驱动滚筒、改向滚筒、承载托辊、回程托辊、张紧装

置、清扫器等零部件组成。在大型港口或大型冶金企业，皮带运输机得到最广泛

的应用。其总长度可达到十几千米。

本次设计选择了用 PLC 来控制皮带机的整个运行过程，PLC 的运用使得系统

的电路变得简明清楚，而且十分便于日后的运行维护，那么 PLC 究竟是什么呢？

世界上公认的第一台 PLC 是 1969 年美国数字设备公司（DEC）研制的。限

于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小规模

河北化工医药职业技术学院毕业论文

第 2 章总体方案的确定

2.1 方案比较

就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单

片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。

(1) 继电器控制系统

控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中

的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自

动控制及保护，系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个

系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，

但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应

速度慢。

（2）单片机控制

单片机作为一个越大规模的集成电路、机构上包括 CPU、存储器、定时器和

多种输入/输出接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、

尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单片机是一片集成电路，不

能直接将它与外部 I/O 接口电器上、硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。

（3）工业控制计算机控制

工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在

要求快速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。但工控机价格较高，将它用于

开关量控制有些大材小用。且其外部 I/O 接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、

插座，直接从印刷电路板上引出，不如接线端子可靠。

（4）PLC 控制

可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自已设计和制作

硬件装置，只须确定可编程序控制器硬件配制和设计外部接线图，同时采用梯形

图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和热线，通过修改程序适应工

艺条件的变化。

可骗程控制（PLC）从上个世纪 70 年代发展起来的一种新型工业控制系统，

起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间

继电器等构成开关量控制系统。随着 30 多年来微电子技术的不断发展，PLC 也

通过不断的升级换代大大增强了其功能。现在 PLC 已经发展成为不但具有逻辑控

制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等

多种性能，是名符其实的多功能控制器。由 PLC 为主构成的控制系统具有可靠性

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