【正文】 基于 PLC 的 運(yùn)輸帶控制 課程 設(shè)計(jì) P09 可編程控制器課程設(shè)計(jì) 得分： 任課教師： 張 世 生 班級(jí) ： P09 電氣二班 姓名 ： 袁久青 學(xué)號(hào) ： 0903110205 2020 年 10 月 1 摘 要 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(wú)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 ~、 粒狀、粉狀等松散狀物料，也可用于成體物品輸送。 本設(shè)計(jì) 3 條運(yùn)輸帶系統(tǒng)有三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：手動(dòng)狀態(tài)（ 為 00）和單步狀態(tài)（ 為 01），自動(dòng)狀態(tài)為 （ 為 11） 。 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。 系統(tǒng)進(jìn)入單步 狀態(tài)，觸摸屏進(jìn)入 單步 畫面 ： 第一次按啟動(dòng)按鈕 SB2：ON（一次），第一條運(yùn)輸帶啟動(dòng)正常運(yùn)行；第二次按啟動(dòng)按鈕 SB2： ON（一次），第二條運(yùn)輸帶啟動(dòng)正常運(yùn)行；第三次按啟動(dòng)按鈕 SB2： ON（一次），第三條運(yùn)輸帶啟動(dòng)正常運(yùn)行。至此三條運(yùn)輸帶全 部啟動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第一次按動(dòng)停止按鈕 SB3： ON（一次），先停止第三條運(yùn)輸帶，其它兩條運(yùn)輸帶照常運(yùn)行；第二次按動(dòng)停止按鈕 SB3： ON（一次），再停止第二條運(yùn)輸帶；第三次按動(dòng)停止按鈕 SB3： ON（一次），停止第一條運(yùn)輸帶；至此三條運(yùn)輸帶全部停止運(yùn)行。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(guò) 5秒 2 號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)，過(guò) 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(guò) 5 秒2 號(hào)運(yùn)輸帶停止，過(guò) 5 秒 1 號(hào)運(yùn)輸帶停止。任意狀態(tài)， 1 號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)以后，按下 ，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。若故障消失（ ）為0，報(bào)警信息不再顯示；若故障未消失（ 為 1），過(guò) 5 秒報(bào)警信息又出現(xiàn)。 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況，按下急停按鈕，三條運(yùn)輸帶停止運(yùn)行。 觸摸屏組態(tài) 有 5 個(gè)畫面：主畫面、手動(dòng)畫面、單步畫面、自動(dòng)畫面、報(bào)警畫面 。 主畫面：用于畫面切換，系統(tǒng)介紹 ，廣告動(dòng)畫，設(shè)計(jì)者姓名； 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)；單步畫面：?jiǎn)尾絾?dòng) 3 條運(yùn)輸帶，單步停止 3 條運(yùn)輸帶，動(dòng)畫顯示；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。 關(guān)鍵詞： PLC、 S7300、觸摸屏、運(yùn)輸帶 2 目 錄 第 1章 運(yùn)輸帶控制發(fā)展 ................................................. 2 .................................................. 2 ......................................................... 2 ............................................ 3 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................... 4 .............................................................. 4 .......................................................... 5 ............................................................ 5 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................... 6 ........................................................... 7 ....................................................... 10 第四章 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行操作 ............................................. 11 ............................................................. 11 ............................................................. 12 附錄 ............................................................... 13 參考文獻(xiàn) ............................................................ 19 3 第 1 章 運(yùn)輸帶控制發(fā)展 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，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(wú)接頭兩種。一般根據(jù)帶的寬度（ 300~1500 毫米）和織物層數(shù)（ 3~12 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(wú)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 ~、粒狀、粉狀等松散狀物料，也可用于成體物品輸送。 PLC 控制及發(fā)展 早 期 的 可 編 程 控 制 器 稱 作 可 編 程 邏 輯 控 制 器 (Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來(lái)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(guò)了邏輯控制的范圍，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 PDP— 14 ，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(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) PDP14 1971年，日本研制出第一臺(tái) DCS8 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) PLC PLC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)傳送及處理等功能，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(lái)后，為了方 4 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 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功能及極高的性價(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30~40%。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)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)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。 控制系統(tǒng)人機(jī)界面作用及發(fā)展 人機(jī)界面的作用： 過(guò)程可視化：將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(guò)程的臨界狀態(tài)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警。 歸檔過(guò)程 值和報(bào)警：根據(jù)需求，可以記錄報(bào)警和過(guò)程值，檢索以前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 過(guò)程值和報(bào)警記錄：根據(jù)需求，可以打印輸出報(bào)警和過(guò)程值報(bào)表。 過(guò)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(guò)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(guò)程的控制：操作員可以通過(guò)圖形用戶界面來(lái)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。 人機(jī)界面的發(fā)展： (1)具體形式 的發(fā)展 ，過(guò)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 ——多媒體用戶界面和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。 (2)用戶界面中信息載體類型 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(yǔ)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、聽覺的以及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。 5 第 二 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 3 條運(yùn)輸帶系統(tǒng)有三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：手動(dòng)狀態(tài)（ 為 00）和單步狀態(tài)（ 為01），自動(dòng)狀態(tài)為 （ 為 11） 。 （ 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）單步狀態(tài) 系統(tǒng)進(jìn)入單步 狀態(tài)，觸摸屏進(jìn)入 單步 畫面 ： 啟動(dòng)過(guò)程： 第一次按啟動(dòng)按鈕 SB2： ON（一次），第一條運(yùn)輸帶啟動(dòng)正常運(yùn)行；第二次按啟動(dòng)按鈕 SB2：ON（一次），第二條運(yùn)輸帶啟動(dòng)正常運(yùn)行；第三次按啟動(dòng)按鈕 SB2： ON（一次），第三條運(yùn)輸帶啟動(dòng)正常運(yùn)行。至此三條運(yùn)輸帶全部啟動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 停止過(guò)程： 第一次按動(dòng)停止 按鈕 SB3： ON（一次），先停止第三條運(yùn)輸帶，其它兩條運(yùn)輸帶照常運(yùn)行；第二次按動(dòng)停止按鈕 SB3： ON（一次），再停止第二條運(yùn)輸帶；第三次按動(dòng)停止按鈕 SB3：ON（一次），停止第一條運(yùn)輸帶；至此三條運(yùn)輸帶全部停止運(yùn)行。 （ 3）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(guò) 5 秒 2 號(hào)運(yùn)輸帶啟動(dòng)，過(guò) 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(guò) 5 秒