传送带PLC控制系统设计

随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。传送带PLC控制系统设计-PLC的一般特点：抗干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。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。

可编程控制器（简称PLC）由于其将系统的继电器技术，计算机技术和通信技术融为一体，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，通讯灵活等众多优点，广泛应用于工业生产过程和自动控制中。PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成定时、计算和各种闭环控制功能。传送带PLC控制系统设计,传送带PLC控制系统设计实训装置,传送带PLC控制系统设计实训设备设置性能完善质量可靠、技术先进的可编程控制器PLC控制皮带运输系统，可以实现高自动化的传送带机的集中控制及保护。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所需要的。
本次是应用S7-200PLC控制四节传送带系统的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。传送带PLC控制系统设计,传送带PLC控制系统设计实训装置,传送带PLC控制系统设计实训设备通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能来实现四条皮带的运行。它以成本低、大量节省人力、物力、财力、故障少、可靠性高、工作寿命长为优势，具有很强的竞争力。
四节传送带的功能
生产生活中，很多地方会用到皮带传送，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，既省时又省力。随着PLC控制技术的普及，大大提高了皮带传送系统的可靠性，减少了控制装置的体积，维修维护也更加方便
按钮分配和实物模型如下：

要求：
1.四台皮带传送机分别由4台交流电动机M1、M2、M3、M4拖动，按下启动按钮后，为了减少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，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带机立即停止，而后面的皮带机待料运完后自动间隔停止（5秒）
4.发生紧急情况时，可按紧急停车按钮，电动机M1、M2、M3、M4同时停车。
注：故障设置可用开关来模拟，电机的停止和运行用灯泡或者发光二极管来模拟。
分析：
启动时先按下SB1按钮，起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其他皮带机。
停止时按下SB2按钮，最前一条皮带机先停止，待料运送完毕后（5s）
再依次停止其它皮带机。
A、B、C、D为故障模拟按钮，分别模拟M1、M2、M3、M4发生故障时的情况。例如：当要模拟M1条皮带机发生故障时，只需按下按钮A即可，此时该皮带机立即停止工作，而该皮带机以后的皮带机分别间隔5秒再依次停止工作：M2在M1停止工作后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以后的皮带机则依次间隔5秒以后再停止工作。M3、M4发生故障时情况与此相同。
停止时只需按下按钮SB2，这时M1皮带先停止工作，然后M2、M3、M4依次停止工作。
发生紧急情况时，可按紧急SB0停车按钮，电动机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，可以有效的解决多节传送带复杂的分段控制问题，通过电脑将软件系统下载进入PLC中，同时利用总线接入四台电机，通过软件的设计，实现四台电机顺序启动停止，并且在其某一段上面有重物时，实现一个分段的停止，从而达到节能的目的。在本设计系统中，PLC时控制核心，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，经过PLC内部进行程序的运算和数据处理后，提供多种输出信号来控制四台电机的运作。
PLC的硬件接线图如图2-1所示。
电机选择
选择电机应考虑以下因素：
1、为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，电机工作场所是否有特殊性，如潮湿、高温、化学腐蚀、粉尘等
3、电机的工作方式，是连续工作还是短时工作或是其它工作方式
4、电机的安装方式，如立式安装、卧式安装等等
5、电机的功率及转速等，功率及转速应满足负载的要求
6、其它困素，如是否需要变速、有无特殊控制要求、负载的种类等
传送带PLC控制系统设计,传送带PLC控制系统设计实训装置,传送带PLC控制系统设计实训设备由于本设计是带动传送带电机，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86.2%，功率因数0.88.
3.2.2变频器选择
MM440变频器的控制电路由CPU、模拟量输入/输出、数字输入/输出、操作面板等部分组成。该变频器共有20多个控制端子，分为4类：输入信号端子、频率模拟设定输入端子、监视信号输出端子和通信端子。
MM440变频器可以通过6个数字输入端口对电动机进行正反转运行、正反转点动运行方向控制.可通过基本操作板,按频率调节按键可增加和减少输出频率,从而设置正反向转速的大小。也可以由模拟输入端控制电动机转速的大小。其型号种类繁多，额定功率从120W到200Kw（恒定转矩CT控制方式），或者可达250Kw（可变转矩VT控制方式），供用户选择。
本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型（IGBT）晶体管作为功率输出器件，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调制技术，可使电动机低噪声运行。全面而完善的保护功能为变频器和电机提供了良好的保护。

图3.2 电机主线路图
3.2.2：检测元件选型
传感器的选型应根据应用情况入手，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传感器量程的选择
根据经验，一般应使传感器工作在其30%-70%量程范围内，但对于一些在使用过程中存在较大冲击力的衡器，如动态轨道衡、动态汽车衡、钢材秤等，在选用传感器时，一般要扩大其量程，使传感器工作在其量程的20%-40%范围内，使传感器的称量储备量增大，以保证传感器的使用安全和寿命，避免超载。
按照使用量程60%-70%的建议，假设传感器个数为N，单只传感器量程为m，料仓自重加上满料重量的总重为，则在已知M和N的情况下，按如公式（3-1）计算m：
M/（0.7×N）≤m≤M/（0.6×N）（3-1）
确定此范围后，在传感器规格里面选择满足此规格的传感器即可。
4.1:本设计的具体控制流程如图

程序设计的总体思路是：先将皮带传送系统的正常的连锁起动和连锁停止用S7200编程软件设计出来，在其基础上添加故障处理控制，由于都是定时控制，因此用到许多PLC内部时间继电器，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

输入信号		输出信号
启动按钮SB1	I0.0	M1	Q0.1
停止按钮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分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4；SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.5；表示故障或重物设定的A、B、C、D分别接主机的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。启动用按钮SB1实现，停止用按钮SB2实现。故障或重物设置用拨动开关I1.1来模拟，电机的停转或运行用发光二级管来模拟。
4.3：I/O接线图

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