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2021年7月18日

传送带PLC控制系统设计,传送带

SB-CSDT传送带PLC控制系统设计

传送带PLC控制系统设计,胶带机自动控制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。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。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。

本产品是应用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。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。

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。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

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。