【正文】 畢 業(yè) 論 文說 明 書專 業(yè): 機(jī)電一體化 姓 名: 準(zhǔn)考號: 日 期: 山西省高等教育自學(xué)考試指導(dǎo)委員會摘 要 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則針對中小型皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制系統(tǒng)采用繼電器控制存在可靠性差、勞動力強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低的問題，開發(fā)一種基于PLC的皮帶運(yùn)輸機(jī)控制裝置。本控制系統(tǒng)選用CPM2A系列PLC作為控制器。在硬件電路設(shè)計中，完成PLC選型及外部低壓電器的選用，設(shè)計了硬件接線圖，提出了接線要求，使之具有控制和保護(hù)作用。在軟件設(shè)計中，給出了程序流程圖，并設(shè)計出梯形圖程序。將硬件和軟件有機(jī)結(jié)合，使控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，打到預(yù)期的設(shè)計目的。 關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸機(jī) PLC 集中控制 目 錄1 前言 6 6 皮帶運(yùn)輸機(jī)的現(xiàn)狀 6 7 方案的確定 7 82 皮帶運(yùn)輸機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的組成 9 9 9 三相異步電動機(jī)的選擇 10 變頻器 11 PLC控制器 14 其余部件 163 皮帶運(yùn)輸機(jī)的PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 18 控制系統(tǒng)軟件的功能 18 控制系統(tǒng)的主要指標(biāo) 19 PLC程序設(shè)計 19 PLC編程器 19 MELSECF/ FX系統(tǒng)編程軟件 21 安裝FXGPWINC編程軟件 21 FXGPWINC編程軟件的應(yīng)用 21 23 23 24 設(shè)置通訊口參數(shù) 25 FXGP與PLC之間的程序傳送 26 程序的運(yùn)行與調(diào)試 27 28 I/O地址分配如下表31 284 結(jié)論 375 致謝 386參考文獻(xiàn) 39 附錄 40梯形圖 401 前言 設(shè)計的目的和意義 冶金、煤礦、化工、機(jī)械、鋼鐵、建材、食品等工業(yè)生產(chǎn)中，需要廣泛使用皮帶運(yùn)輸機(jī)，它為企業(yè)的生產(chǎn)承擔(dān)了絕大多數(shù)散料運(yùn)輸任務(wù)?？删幊炭刂破?PLC)是以微處理器技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。由于PLC采用的控制系統(tǒng)或設(shè)備具有可靠性高,控制易于實現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計靈括， 能在實驗室進(jìn)行現(xiàn)場模擬調(diào)試，編程簡單，安裝方便，較好的抗干擾能力,被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱之一，正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。利用PLC可以使皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳動系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)了全自動控制狀態(tài)，并且使皮帶運(yùn)輸機(jī)具有完善的控制特性及簡易的操作、基本免維護(hù)的工作量，達(dá)到一種經(jīng)濟(jì)、安全、可靠且運(yùn)行效率高的狀況, 其獨特的易于使用性、可靠性和靈活性越來越受到廣大工程技術(shù)人員的青睞。對于港口、廠區(qū)廣泛使用的皮帶運(yùn)輸機(jī)，應(yīng)用PLC控制，可以使皮帶機(jī)生產(chǎn)線的控制更加靈活、可靠。通過PLC進(jìn)行控制提高了企業(yè)生產(chǎn)的效率，為工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)行節(jié)省了大量的人力、物力、財力。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的現(xiàn)狀電氣傳動技術(shù)以運(yùn)動機(jī)械的驅(qū)動裝置電動機(jī)為控制對象，以微電子裝置為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動控制理論的指導(dǎo)下完成電氣傳動自動控制系統(tǒng)，控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，實現(xiàn)工作機(jī)械的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或反復(fù)運(yùn)動。因電機(jī)的種類的不同，我們可以將分為直流電動機(jī)傳動和交流電動機(jī)傳動。自19世紀(jì)80年代起至19世紀(jì)末，工業(yè)上傳動用的電動機(jī)一直被直流電機(jī)壟斷，到了19世紀(jì)末，出現(xiàn)了三相電源和結(jié)構(gòu)簡單且堅固耐用的交流鼠籠型電機(jī)以后，交流電機(jī)才在不調(diào)速的領(lǐng)域代替了直流電動機(jī)傳動裝置。對生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制，在初級階段是由人工進(jìn)行的。工作人員憑自己的感官或借助于儀表等來監(jiān)視生產(chǎn)過程，用頭腦做出判斷決策，并視情況進(jìn)行必要的控制。在高級階段，這種監(jiān)視、判斷決策和控制由機(jī)器承擔(dān)，按照人們的意志自動完成，這是閉環(huán)自動控制。 交流調(diào)速的發(fā)展概況交流變頻調(diào)速的優(yōu)越性早在20年代就已被人們所認(rèn)識，但受到器件的限制，未能推廣。50年代初，中小型感應(yīng)電動機(jī)多采用晶閘管調(diào)壓調(diào)速。大中型繞線式感應(yīng)電動機(jī)采用晶閘管靜止型電氣串級調(diào)速系統(tǒng)。70年代發(fā)展起來的變頻調(diào)速，比上述兩種調(diào)速方式效率更高，性能更好。交流調(diào)速系統(tǒng)大致經(jīng)歷過三個階段:（1）異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)； （2）串級調(diào)速系統(tǒng)；（3）變頻調(diào)速系統(tǒng)。 80年代中期隨著第三代電力半導(dǎo)體器件如:門極可關(guān)斷晶閘管GTO、絕緣柵雙極晶體管IGBT的相繼出現(xiàn)，交流變頻調(diào)速技術(shù)得到了飛速發(fā)展。日、美、德、英等在結(jié)合現(xiàn)代微處理器控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)傳動技術(shù)的基礎(chǔ)上，推出了一系列的變頻器，、多功能、智能化的變頻器將調(diào)速效率提高到了前所未有的水平。 方案的確定隨著工業(yè)水平的發(fā)展，人們對皮帶運(yùn)輸機(jī)自動控制程度要求越來越高，一般的自動控制方案有繼電器控制、單片機(jī)控制、PLC控制等。但是用復(fù)雜的繼電器控制的，存在可靠性差、可塑性差、接線復(fù)雜、自動化程度低等一系列缺點，并且為了在日益激烈的競爭中提高市場競爭力，采用PLC的改造勢在必行；有的也采用單片機(jī)作為控制單元，但是單片機(jī)開發(fā)周期較長，抗干擾性差，可靠性低、靈活性差，選用PLC作為控制單元是較為合適的方案。本文提出了利用變頻器和PLC控制單元的伺服系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)的見解與方法，給出了控制系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。我認(rèn)為本系統(tǒng)采用PLC軟件控制它具有以下優(yōu)點：(1) 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高；(2) 模塊化組合結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)構(gòu)成十分靈活；(3) 編程語言簡單易學(xué)，便于掌握能進(jìn)行在線修改；(4) 柔性好體積小，維護(hù)方便。 主要任務(wù)皮帶運(yùn)輸機(jī)的PLC控制系統(tǒng)，主要分變頻器、PLC、主令控制器、三相異步電動機(jī)等四部分構(gòu)成。在本文中，主要對其各個組成部分進(jìn)行的介紹，并作出PLC運(yùn)行控制程序，使其符合該系統(tǒng)的控制要求。2 皮帶運(yùn)輸機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的組成采用礦用防爆本質(zhì)安全型交流變頻器進(jìn)行啟動和調(diào)速控制，在皮帶機(jī)運(yùn)行過程中，通過安裝在傳送帶上的轉(zhuǎn)速傳感器測定皮帶運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)速，再反饋到PLC，經(jīng)過程序運(yùn)行處理后，再提供指令通斷信號給變頻器，調(diào)節(jié)電機(jī)工作的電源電壓和頻率。當(dāng)出現(xiàn)擾動時，轉(zhuǎn)速傳感器將信號傳送到PLC，再進(jìn)行程序運(yùn)行對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。，當(dāng)利用變頻器構(gòu)成自動控制系統(tǒng)進(jìn)行控制時，采用的是和PLC配合使用。變頻器利用內(nèi)部繼電器接點或具有繼電器接點開關(guān)特性的元器件(如晶體管)與PLC連接。PLC作為整個系統(tǒng)的“大腦”，負(fù)責(zé)接收外部信號(主令控制器、變頻器、轉(zhuǎn)速傳感器、限位等)，經(jīng)過程序運(yùn)行處理后，再提供指令通斷信號(正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、檔數(shù)等)給變頻器和其它動作單元，由變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度(頻率)。 三相異步電動機(jī)的選擇為生產(chǎn)機(jī)械的電力拖動系統(tǒng)選用電動機(jī)，主要內(nèi)容包括確定電動機(jī)的種類、電動機(jī)的型號、電動機(jī)的額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率等。選擇電動機(jī)的基本原則如下：（1）電動機(jī)在工作過程中，其額定功率應(yīng)得到充分利用。要求溫升接近但不超過規(guī)定的允許數(shù)值。（2）電動機(jī)應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械需要的有關(guān)機(jī)械特性的要求。保證一定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，有一定的轉(zhuǎn)速范圍及具有良好的啟動和制動性能。（3）電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)滿足設(shè)計提出的安裝要求和適應(yīng)周圍的工作環(huán)境。例如防止灰塵進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部，或者防止繞組絕緣受氣體腐蝕等。電力拖動系統(tǒng)應(yīng)用電動機(jī)來拖動生產(chǎn)機(jī)械工作的，由于生產(chǎn)機(jī)械種類繁多，工藝要求不一，作為驅(qū)動電機(jī)的電動機(jī)分類也很多。按電流種類分，有直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，交流電動機(jī)又有異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩種。為了合理選用電動機(jī)的種類，應(yīng)同時考慮兩個