传送带PLC控制系统设计

随着科技的（de）飞速发（fā）展，无论在日常生活中，还是在工农（nóng）业发展中，PLC具有广泛的应用。传送带PLC控制系统设（shè）计-PLC的一般特点（diǎn）：抗（kàng）干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方（fāng）便、维护方便、设计、施工、调试（shì）周期短、易于实现机（jī）电（diàn）一体化。PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。

可编程（chéng）控制器（简称（chēng）PLC）由于其将系统的继电器技术，计算（suàn）机（jī）技术和通信技术融为（wéi）一体，以及其可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等（děng）众多优点，广泛应（yīng）用于工业生产（chǎn）过（guò）程（chéng）和（hé）自动控制中。PLC不仅能实现复杂（zá）的逻辑控（kòng）制，还能完成（chéng）定时、计算和各种闭环控制功能。设置性能完善质量可靠、技术先进的可编程控制器PLC控制皮带运（yùn）输系统，可以（yǐ）实现高自动化的传送带机（jī）的集中（zhōng）控制及保护。而对于基于PLC的传送带的研究和设计正是目前工业生产中（zhōng）所需要的。
本次是应用S7-200PLC控制四节（jiē）传送带系统的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能来实现四条（tiáo）皮（pí）带（dài）的运行。它以成本低（dī）、大量节省人力、物力、财力、故障少、可靠性（xìng）高、工作寿命长为优势，具有很强的竞争力。
四节传送带的功（gōng）能
生产生活中（zhōng），很多地方会用到皮带（dài）传送，如粮站运送粮食、工矿企业运送石料，给人们带来了很大方便，既省时又省（shěng）力。随着PLC控制技术的普及（jí），大大提高了皮带（dài）传送系统的可靠性，减少了控制装置的体积，维修维护也更加方（fāng）便
按钮分配和（hé）实物模型如下：

要求：
1.四台皮带传（chuán）送机分别由4台交流电动机（jī）M1、M2、M3、M4拖动，按下启动按钮后，为了减少（shǎo）4台电动机同时启动对电网造成的冲击，应该按照物料传送方向逆序启动，启动顺序为M4、M3、M2、M1.启动间隔5秒。
2.为防止物料在皮带上滞留，应按照物料传送方向顺序停车（chē），停止顺序为M1、M2、M3、M4，间隔5秒。
3.当某条皮带机故障时，该皮带机及前面的皮（pí）带机立即停止，而后面（miàn）的皮带机待料运（yùn）完后自（zì）动间隔停止（zhǐ）（5秒）
4.发生紧急情况时，可按紧急停车按钮（niǔ），电动机（jī）M1、M2、M3、M4同时停车。
注：故障设置可用开关来模（mó）拟，电机的停止和运行用灯（dēng）泡（pào）或者发光二极管来模拟。
分析：
启动时先按下SB1按钮，起（qǐ）动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其他皮带机。
停止时按下SB2按（àn）钮，最前一条皮带（dài）机先停止，待料运（yùn）送完毕后（5s）
再依次停（tíng）止其它皮带机（jī）。
A、B、C、D为故障模拟按钮，分别模（mó）拟M1、M2、M3、M4发生故障（zhàng）时的情况。例如：当要模（mó）拟（nǐ）M1条皮带机发（fā）生（shēng）故障时，只需按（àn）下按钮A即可，此时该皮带机立即停止工作（zuò），而（ér）该皮带机以后的皮带机分别间隔5秒（miǎo）再依（yī）次停止工作：M2在M1停止工作（zuò）后5秒以后再停止（将本皮带上的货物运送待运完后才停止）。M3在M2停止工作后5秒以后再停止。往后依次类（lèi）推。当M2发生故障时，M1皮带机立即停止工作，而M2以后的皮带（dài）机则依次间隔5秒以后再停（tíng）止工作。M3、M4发生故障时（shí）情况与此相同（tóng）。
停止时只需按下（xià）按钮SB2，这时M1皮带先停止工（gōng）作，然后M2、M3、M4依次停止工作。
发生紧急（jí）情况时，可按（àn）紧急SB0停车按（àn）钮，电（diàn）动机M1、M2、M3、M4同时停车。
系统硬件分析
PLC四节传送带的硬件系统（tǒng）是由PC机、四台电机、西门子PLC200等构成。使用PLC进行控制，可以有效的解决多（duō）节（jiē）传送（sòng）带（dài）复杂的分段控制问题，通过电脑将软件（jiàn）系统下载（zǎi）进入（rù）PLC中，同时利用总线接入四台电机（jī），通过软件（jiàn）的设计，实现四台（tái）电机顺序启动（dòng）停止，并且在其某（mǒu）一段上面有重物时，实现一个分段的停止，从而达到节能的目的。在（zài）本（běn）设计系统中，PLC时控（kòng）制核心，外部多种输入信号如启动、停止，包括其中重物的反馈等信号采样进来（lái），经过PLC内（nèi）部（bù）进行（háng）程序的运（yùn）算和数据处理（lǐ）后，提供多种输出信号来控制四台电机的运作。
PLC的硬件接（jiē）线图如图（tú）2-1所示。
电机选择
选择（zé）电机应考虑以下（xià）因素：
1、为（wéi）电机提供电源的种类，如单相、三相、直流电等
2、电机的工作环境（jìng），电机工作场（chǎng）所是否有特殊性，如潮湿、高温、化学腐蚀、粉尘等（děng）
3、电机的工作方式，是连续工作还是短时工作或是其它（tā）工（gōng）作方式
4、电机的安装方式，如立式安装、卧式安装等等（děng）
5、电机（jī）的功率及转速等，功率及转速应满足负载的要求
6、其它（tā）困素（sù），如是否需要变速（sù）、有无（wú）特殊控制要求（qiú）、负载的种（zhǒng）类等
由于本设计是带动传（chuán）送带电机，所以选择三相异步笼型电动机即可，功率选择0.75Kw，额定转速2900r/min，效率（lǜ）86.2%，功率因数0.88.
3.2.2变频器选择
MM440变频器（qì）的控制电路由CPU、模（mó）拟量输入/输出、数字输入/输出、操作面板等部（bù）分组成。该（gāi）变频器共有20多个控（kòng）制端子，分为4类：输入信号端子、频率模拟设定输（shū）入端子、监视信号输出端子和通信端子。
MM440变（biàn）频器可以通过6个数字输入端口对电动机进行正反转运行（háng）、正反转点动运行方向控制.可通过基本操作（zuò）板,按频率调节按键可增加和减少输（shū）出频（pín）率,从而设（shè）置正反向转速的大小（xiǎo）。也可（kě）以由模拟输入端控制电动机转速的大小。其型号（hào）种类繁多，额定功率从120W到200Kw（恒定转矩CT控制方式），或者可达250Kw（可变（biàn）转矩VT控制方式），供用户选择。
本变（biàn）频器由微处理器控（kòng）制，并采用具有现代（dài）先进技（jì）术水平的绝缘栅双极型（IGBT）晶（jīng）体（tǐ）管作为功（gōng）率输（shū）出（chū）器件，因此它们具有很高的运行可靠性和功能多样性。采用脉冲频率可选的专用脉宽（kuān）调制技术，可使电动机低噪声（shēng）运行。全面而完善（shàn）的保护功能为变频器（qì）和电机提供了良好的保护。

图（tú）3.2 电机主线路图
3.2.2：检测元件选型（xíng）
传感器的选型应根（gēn）据应用情况入手，从传感器支撑点的数量、量程、精度等级、环境适应性等几个方面进行选择。
3.3.1传感器（qì）量程的选择
根据经（jīng）验，一般应使传感器工作在（zài）其30%-70%量程范围内，但对（duì）于一些在使用过程中存在较大冲击力的衡器，如动态轨道（dào）衡、动态汽（qì）车衡、钢材秤等，在选用传感（gǎn）器时，一般（bān）要扩大其量程，使传感器工作在其（qí）量程的20%-40%范围内，使传感器的称量储（chǔ）备量（liàng）增大，以保证传感器的使用安全和寿命，避免超载（zǎi）。
按照使用（yòng）量程60%-70%的建议，假设传感器个数为N，单只传感器量程为m，料仓自（zì）重加上满料重量的总重为，则在已知M和N的情况下，按如（rú）公式（3-1）计算m：
M/（0.7×N）≤m≤M/（0.6×N）（3-1）
确定此范围后，在（zài）传感器规格里面选择满足此规（guī）格的传感（gǎn）器（qì）即可。
4.1:本（běn）设计的具体控制流程如图

程序设计的总体思路是：先（xiān）将皮带传送系统的正常的连锁（suǒ）起动和连锁停止用S7200编程软件设计出来，在其基础上添加故障处理控制，由于都是定（dìng）时控制，因此用到许多PLC内（nèi）部时间继电器，同时为了程序能够简介美观，也用到很多PLC内部软
元件作为中间过渡。
4.2：I/O分配表

输（shū）入信号（hào）		输出信号
启动按钮SB1	I0.0	M1	Q0.1
停（tíng）止按钮SB2	I0.5	M2	Q0.2
A	I0.1	M3	Q0.3
B	I0.2	M4	Q0.4
C	I0.3
D	I0.4
拨动开关I1.1	I1.1

M1、M2、M3、M4分别接主机的输出（chū）点Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4；SB1、SB2分别接主机的输入（rù）点（diǎn）I0.0、I0.5；表示故障或（huò）重物设定的A、B、C、D分别接主机（jī）的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。启动用按钮SB1实现（xiàn），停止用按钮SB2实（shí）现。故障或重物设置（zhì）用拨动开关I1.1来模拟，电机的停转或运行用发光二级管来模（mó）拟。
4.3：I/O接线图（tú）

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