基于PLC的運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

1、 PAGE22 / NUMPAGES23基于PLC的運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可編程控制器（2）期末大作業(yè)班級(jí)： P09電氣四班 ：學(xué)號(hào)： 0903110421 2011年7月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295918618第1章運(yùn)輸帶控制發(fā)展2HYPERLINK l _Toc2959186191.1運(yùn)輸帶在生產(chǎn)中的應(yīng)用2HYPERLINK l _Toc2959186201.2PLC控制與發(fā)展3HYPERLINK l _Toc2959186211.3控制系統(tǒng)人機(jī)界面作用與發(fā)展4HYPERLINK l _Toc295918622第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF

2、 _Toc295918622 h 5HYPERLINK l _Toc2959186232.1設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc295918623 h 5HYPERLINK l _Toc2959186242.2控制電路設(shè)計(jì)6HYPERLINK l _Toc2959186252.3主電路設(shè)計(jì)7HYPERLINK l _Toc295918626第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)8HYPERLINK l _Toc2959186273.1PLC程序設(shè)計(jì)8HYPERLINK l _Toc2959186283.2觸摸屏畫面組態(tài)14HYPERLINK l _Toc295918629第四章系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行操作18HYPERLIN

3、K l _Toc2959186304.1調(diào)試過程18HYPERLINK l _Toc2959186314.2運(yùn)行操作21HYPERLINK l _Toc295918632參考文獻(xiàn)23第1章 運(yùn)輸帶控制發(fā)展1.1 運(yùn)輸帶在生產(chǎn)中的應(yīng)用運(yùn)輸帶又稱輸送帶，由幾層纖維織物與橡膠粘合而成的一種膠帶。用于運(yùn)輸塊狀、粒狀、粉狀或成件物品等。有疊層式運(yùn)輸帶和包層式運(yùn)輸帶兩種，也有兩種同時(shí)并用。疊層式的夾布層由掛膠帆布組成，可使帶身柔軟和富有彈性，適用于運(yùn)輸各種物品。包層式用于運(yùn)輸細(xì)小而不易磨損運(yùn)輸帶的物質(zhì)，如粉末狀物質(zhì)等。普通運(yùn)輸帶適宜在坡度不大或沿水平方向運(yùn)送物品。升降機(jī)運(yùn)輸帶可運(yùn)送坡度大或垂直方向的物品，

4、外面覆蓋膠，可以升起沉得的、濕的或堅(jiān)硬的物質(zhì)，如礦石、石塊、焦炭、煤、玻璃等。各類運(yùn)輸帶可制成有接頭和環(huán)形無接頭兩種。一般根據(jù)帶的寬度（3001500毫米）和織物層數(shù)（312層）分為各種規(guī)格。按用途可分耐寒、耐熱、耐油、食品工業(yè)用等運(yùn)輸。 運(yùn)輸帶廣泛用于建材、化工、煤炭、電力、冶金等部門，適用于常溫下輸送非腐蝕性的無尖刺的塊狀、粒狀、粉末的多種物料、如煤炭、焦炭、砂石、水泥等散物（料）或成件物品，輸送堆積密度為6.52.5t/m3的各種塊狀、粒狀、粉狀等松散狀物料，也可用于成體物品輸送。 1.2 PLC控制與發(fā)展早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Co

5、ntroller,PLC)，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC,plc自1966年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。PLC發(fā)展歷史：1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程控制器 PDP14 ，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用

6、程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。 1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-14 1971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-8 1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC 1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLCPLC的發(fā)展：20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送與處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic

7、 Controller（PLC）。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能與極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)

8、入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。2.2 控制系統(tǒng)人機(jī)界面作用與發(fā)展近年來，人機(jī)界面在控制系統(tǒng)中起著越來越重要的作用。用戶可以通過人機(jī)界面隨時(shí)了解、觀察并掌握整個(gè)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，必要時(shí)還可以通過人機(jī)界面向控制系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警，進(jìn)行人工干預(yù)。因此，人機(jī)界面可以被看成用戶與硬件、控制軟件的交叉部分。用戶可以通過人機(jī)界面與控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，向控制

9、系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、信息和控制命令，而控制系統(tǒng)又可以通過人機(jī)界面回送控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與有關(guān)信息給用戶。人機(jī)界面的作用：過程可視化：將工業(yè)生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)地顯示在HMI設(shè)備上。顯示報(bào)警：對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的臨界狀態(tài)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警。歸檔過程值和報(bào)警：根據(jù)需求，可以記錄報(bào)警和過程值，檢索以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。過程值和報(bào)警記錄：根據(jù)需求，可以打印輸出報(bào)警和過程值報(bào)表。過程和設(shè)備的參數(shù)管理：根據(jù)產(chǎn)品的品種，可以將工業(yè)生產(chǎn)過程中相應(yīng)產(chǎn)品的參數(shù)存儲(chǔ)在配方中。操作員對(duì)過程的控制：操作員可以通過圖形用戶界面來控制工業(yè)生產(chǎn)過程。人機(jī)界面的發(fā)展：(1)具體形式的發(fā)展，過去經(jīng)歷了批處理、聯(lián)機(jī)終端(命令接口)、(文本)菜單等多通道多媒體用戶

10、界面和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。(2)用戶界面息載體類型的發(fā)展，經(jīng)歷了以文本為主的字符用戶界面(CUI)、以二維圖形為主的圖形用戶界面(GUI)和多媒體用戶界面，計(jì)算機(jī)與用戶之間的通信帶寬不斷提高。(3)計(jì)算機(jī)輸出信息的形式而言的發(fā)展，經(jīng)歷了以符號(hào)為主的字符命令語言、以視覺感知為主的圖形用戶界面、兼顧聽覺感知的多媒體用戶界面和綜合運(yùn)用多種感觀(包括觸覺等)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。在符號(hào)階段，用戶面對(duì)的只有單一文本符號(hào)，雖然離不開視覺的參與，但視覺信息是非本質(zhì)的，本質(zhì)的東西只有符號(hào)和概念。在視覺階段，借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)使人機(jī)交互能夠大量利用顏色、形狀等視覺信息，發(fā)揮人的形象感知和形象思維的潛能，提高了信息傳遞的效

11、率。早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只有單調(diào)的峰鳴聲，雖然多媒體技術(shù)將聲頻形式和視頻形式同時(shí)帶入人機(jī)交互，但仍缺少聽覺交互手段，即人處于被動(dòng)收聽狀態(tài)，聲音缺少位置和方向的變化，交互輸入方面仍沿用圖形用戶界面所采用的鍵盤和鼠標(biāo)器等交互設(shè)備。當(dāng)前，在人機(jī)交互中結(jié)合進(jìn)視覺的、聽覺的以與更多的通道是必然趨勢(shì)，特別是將聽覺通道作為補(bǔ)充的或替換的信息通道已顯示出重要性和優(yōu)越性。(4)人機(jī)界面中的信息維度的發(fā)展，經(jīng)歷了一維信息(主要指文本流，如早期電傳式終端)、二維信息(主要是二維圖形技術(shù)，利用了色彩、形狀、紋理等維度信息)、三維信息(主要是三維圖形技術(shù)，但顯示技術(shù)仍利用二維平面為主)和多維信息(多通道的多維信息)空間。第

12、二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)是基于西門子S7-200PLC的運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，觸摸屏采用TP277 6。3條運(yùn)輸帶系統(tǒng)有兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：手動(dòng)狀態(tài)（I0.0為0）和自動(dòng)狀態(tài)（I0.0為1）。（1）手動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)，觸摸屏進(jìn)入手動(dòng)畫面，可單獨(dú)啟動(dòng)和停止某一運(yùn)輸帶。（2）自動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)，觸摸屏進(jìn)入自動(dòng)畫面，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，1號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)，過5秒2號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)，過5秒3號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)；點(diǎn)擊停止按鈕，3號(hào)運(yùn)輸帶立即停止，過5秒2號(hào)運(yùn)輸帶停止，過5秒3號(hào)運(yùn)輸帶停止。（3）報(bào)警在任意狀態(tài)，1號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)以后，按下I0.7，系統(tǒng)顯示報(bào)警信息：1號(hào)運(yùn)輸帶故障；按下確認(rèn)按鈕，報(bào)警信息消失。

13、若故障消失（I0.7）為0，報(bào)警信息不再顯示；故障未消失（I0.7為1），過5秒報(bào)警信息又出現(xiàn)。（4）觸摸屏組態(tài)觸摸屏畫面由主畫面、手動(dòng)畫面、自動(dòng)畫面、報(bào)警畫面構(gòu)成。主畫面：用于畫面切換和設(shè)備運(yùn)行動(dòng)畫。手動(dòng)畫面：?jiǎn)为?dú)啟停某一設(shè)備，3組啟停按鈕，動(dòng)畫顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)；自動(dòng)畫面：用于系統(tǒng)的整體啟停，動(dòng)畫顯示電機(jī)旋轉(zhuǎn)；報(bào)警畫面：顯示報(bào)警信息；此外，報(bào)警信息出現(xiàn)時(shí)，可在任意畫面顯示。2.2控制電路設(shè)計(jì)手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān) 1號(hào)運(yùn)輸帶 2號(hào)運(yùn)輸帶 3號(hào)運(yùn)輸帶報(bào)警開關(guān)2.3控制電路設(shè)計(jì)第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1PLC程序設(shè)計(jì)主程序：手動(dòng)子程序：自動(dòng)子程序：報(bào)警子程序：動(dòng)畫子程序：3.2觸摸屏畫面組態(tài) 第四章 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行操作4.1調(diào)試過程本設(shè)計(jì)在調(diào)試過程中費(fèi)了很大的努力。遇到的困難有：軟件：PLC程序變量設(shè)置與觸摸屏變量的