XX学 院
课 程 设 计
课程名称 电气控制PLC
课题名称 皮带运输机电气控制系统设计
专业班级 动化XXXX班
姓 名
学 号
指导教师
2012年X月X日
XX学院
课程设计务书
课程名称 电气控制PLC
课题名称 皮带运输机电气控制系统设计
专业班级 动化XXXX班
姓 名 XXXX
学 号 XXXXXXXX
指导教师
审 批
务书达日期 20XX年X月X日
课程设计完成日期 20XX年X月X日
设计容求
课程设计性质目
课程设计动化专业教学计划中缺少综合性教学环节实现理实践相结合重手段目培养学生综合运课程学知识技分析解决课程范围般工程技术问题建立正确设计思想掌握工程设计般程序方法通课程设计学生工程知识工程技综合训练获应课程知识技术解决工程实际问题力
二 课程设计容
1根控制象途基结构运动形式工艺程工作环境控制求确定控制方案
2绘制皮带运输机电气控制系统PLC IO接线图梯形图写出指令程序清单
3选择电器元件列出电器元件明细表
4机调试程序5编写设计说明书
三 课程设计求
1选控制方案应合理设计控制系统应够满足控制象工艺求技术先进安全操作方便
2绘制设计图纸符合国家标准局颁布GB4728－84电气图图形符号GB6988－87电气制图GB7159－87电气技术中文字符号制定通关规定
3编写设计说明书应语句通词准确层次清楚条理分明重点突出篇幅少7000字
设计条件
1PLC实验设备干
2参考文献干
设计说明书装订序
1课程设计说明书封面
2课程设计务书
3说明书目录
4正文（设计容逐项书写）
5参考文献
6附录
7课程设计评分表
设计进度安排
1 第周星期午：课题容介绍
2 第周星期午：仔细阅读设计务书明确设计务求收集设计资料准备设计工具
3 第周星期二～第周星期五：确定控制方案绘制皮带运输机电气控制系统电气原理图控制系统PLC IO接线图梯形图写出指令程序清单选择电器元件列出电器元件明细表
4 第二周星期：试验调试
5 第二周星期二～第二周星期五：编写设计说明书答辩
参考文献
[1]廖常初编程序控制器编程方法工程应[M]重庆：重庆学出版社
[2]万太福编程序控制器应[M] 重庆：重庆学出版社
[3]刘祖润毕业设计指导北京：机械工业出版社
[4]谢桂林电力拖动控制 北京：中国矿业学出版社
[5]工厂常电气设备手册编写组工厂常电气设备手册 北京：水利电力出版社
课题：皮带运输机电气控制系统设计
皮带运输机概况控制求
皮带运输机4台皮带机组成4台皮带机分4台电动机(M1～M4)拖动图1示控制求：
图1 皮带运输机系统示意图
(1)启动时先起动末台皮带机5S延时次起动皮带机：
(2)停止时应先停止第台皮带机(M1)料运送完毕次停止皮带机：
(3)某台皮带机发生障时该皮带机前面皮带机立停止该皮带机面皮带机料运完停止例M2障时M1M2应立停5S延时M3停5SM4停
二设计务
1设计绘制电气控制原理图PC IO接线图功表图梯形图编写指令程序清单
2选择电气元件编制电气元件明细表
3设计操作面板电器元件布置图
4机调试程序
5编写设计说明书
前 言
皮带运输机PLC电气控制系统设计背景目
皮带运输机种摩擦驱动连续方式运输物料机械物料定输送线初供料点终卸料点间形成种物料输送流程皮带运输机进行碎散物料输送进行成件物品输送
PLC（Programmable Logic Controller）编程逻辑控制器采类编程存储器部存储程序执行逻辑运算序控制定时计数算术操作等面户指令通数字模拟式输入输出控制种类型机械生产程PLC种专门工业环境应设计数字运算操作电子装置采编制程序存储器部存储执行逻辑运算序运算计时计数算术运算等操作指令通数字式模拟式输入输出控制种类型机械生产程PLC已广泛应钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保文化娱乐等行业
着科学技术发展PLC国工业控制领域中越越广泛应作名动化专业学生光掌握PLC理知识更需学会学理灵活应实践中样真正掌握PLC门前途技术
课程设计校动化专业教学计划中缺少综合性教学环节实现理实践相结合重手段通皮带运输机PLC电气控制系统课题设计达培养身综合运课程学知识技分析解决课程范围般工程技术问题建立正确设计思想掌握工程设计般程序方法目通课程设计工程知识工程技综合训练获应课程知识技术解决工程实际问题力
二皮带运输机PLC电气控制系统设计步骤容
电气控制系统设计步骤方面容：
1首先根皮带运输机途基结构运动形式工艺程工作环境控制求查阅相关技术资料较种控制方案优劣结合实际情况确定优控制方案
2接需绘制皮带运输机电气控制系统PLC IO接线图梯形图电路图设计时根设计需先画原理图画时候需弄懂元器件工作原理接法需参考量文献资料设计完成需学老师讨讨步骤完成需原理图画接线图方便接线调试样够节省量时间出现障概率会降低做出现障时候够电路原理图接线图快速找问题
4电路图完成硬件台搭建需编写程序工业控制领域中需编写程序外PLC伺服驱动器连接控制PLC变频器连接控制触摸屏PLC连接控制电路原理图设计时候需软件编程相联系起者说时进行样方便分配相应控制引脚关系出现障时候知道底硬件障软件障
3然根设计求特点结合实际条件选择合适电器元件列出电器元件明细表
4工作做完需现场通电调试程中会出现种样问题出现问题时需耐心冷静分析种出现问题原
逐排
5总结次设计中遇问题收获编写设计说明书
感谢次课程设计中耐心提供指导老师学校提供良学环境种实验训练软硬件条件报告编写程中作者水限难免会出现错漏处恳请位指导老师批评指正
目录
第1章 概述 1
11 皮带运输机途基组成结构工作程 1
111 皮带运输机途 1
112 皮带运输机概况控制求 2
12 设计求务 3
第2章 控制方案证 4
21 继电器控制方案 4
22 微机控制方案 5
23 PLC控制方案 5
24 结 6
第3章 控制系统硬件设计 7
31 电动机电路 7
32 PLC控制系统设计 8
321 PLC控制系统电气元件选择 8
322 PLC IO 接线图设计 9
第4章 控制系统软件设计 10
41 软件组成部分 10
42 程序设计 10
42 手动子程序设计 12
43 动子程序设计 12
44 公子程序设计 16
45 障处理子程序 16
第5章 软件调试 22
51 动子程序调试 22
52 手动子程序调试 22
53 障子程序调试 23
结束语 24
第1章 概述
11 皮带运输机途基组成结构工作程
111 皮带运输机途
皮带运输机称带式输送机种连续运输机械种通机械皮带运输机广泛应港口电厂钢铁企业水泥粮食轻工业生产线运送散状物料运送成件物品工作程中噪音较结构简单皮带运输机水倾斜运输皮带运输机应装船机卸船机堆取料机等连续运输移动机械皮带运输机皮带机架驱动滚筒改滚筒承载托辊回程托辊张紧装置清扫器等零部件组成型港口型冶金企业皮带运输机广泛应总长度十千米
普通皮带运输机提升角度般20度原皮带运输机倾角20度时数物料讲会发生物料滑情况物料皮带摩擦力发生滑输送煤炭皮带运输机般提升角度15度输送烧结球团皮带运输机提升角度12度果物料相粒度较提升角度选较值特殊皮带运输机提升角度45度皮带构造特殊制造做详述 皮带运输机驱动装置单驱动滚筒驱动驱动电机单电机电机驱动般驱动装置包括电动机减速机液力偶合器制动器逆止器等组成偶合器作改善皮带运输机启动性制动器逆止器防止皮带运输机停机时皮带滑动
皮带运输机电气保护控制装置：拉绳开关皮带跑偏检测开关皮带滑检测皮带防撕裂检测料流检测堵料检测皮带秤
皮带运输机皮带种选择钢芯带帆布芯带尼龙带聚脂带等载荷较皮带运输机般选择帆布带果皮带载荷较时采钢芯带谓钢芯带皮带中芯部采较细钢丝绳承受载荷 皮带运输机输送力百千克时万吨时皮带宽度100200mm2600mm 皮带运输机张紧装置种形式重锤张紧螺旋张紧液压张紧等
皮带运输机托辊般采槽形托辊组情况采吊挂式托辊组 皮带运输机承载托辊组槽角般选择3035度情况选择40度槽角较少选择等45度槽角托辊组
皮带运输机散料连续运输机械应短距离连续运输重机械设备
112 皮带运输机概况控制求
皮带运输机4台皮带机组成4台皮带机分4台电动机(M1～M4)拖动图1示控制求：
图11 皮带运输机系统示意图
(1)启动时先起动末台皮带机5S延时次起动皮带机：
(2)停止时应先停止第台皮带机(M1)料运送完毕次停止皮带机：
(3)某台皮带机发生障时该皮带机前面皮带机立停止该皮带机面皮带机料运完停止例M2障时M1M2应立停5S延时M3停5SM4停
12 设计求务
（1）设计绘制电气控制原理图PC IO接线图功表图梯形图编写指令程序清单
（2）选择电气元件编制电气元件明细表
（3）设计操作面板电器元件布置图
（4）机调试程序
（5）编写设计说明书
第2章 控制方案证
21 继电器控制方案
继电器控制系统具特点：
（1）逻辑控制
继电器控制系统控制逻辑采硬件接线利继电器机械触点串联联等组合成控制逻辑连线复杂体积功耗系统构成想改变增加功较困难
（2）控制速度
继电器控制系统机械触点动作实现工作频率低触点开关动作般十毫秒数量级机械触点会出现抖动问题
（3）序控制
继电器控制利时间继电器滞动作完成时间序控制时间继电器部机械结构易受环境温度变化影响造成定时精度高
（4）灵活性扩展性
继电器安装受电气设备触电数目限性连线复杂等原影响系统灵活性扩展性差
（5）计数功
继电器控制实现逻辑功具备计数功
（6）性维护性
继电器控制量机械触电触电开闭时会产生电弧造成损伤伴机械磨损寿命短运行性差易维护
22 微机控制方案
微机控制具体积功耗低性价格低廉方便灵活易产品化等诸优点特强面控制力工业控制智仪表外设控制家电器机器军事装置等方面极广泛应
时微机控制系统电路集中块电路板实现功输入输出点数受限制系统散热性维护性受考验中部分损坏全部更换外微机控制系统开发周期长旦变化修改较麻烦
23 PLC控制方案
PLC种类繁结构工作原理基相PLC实专工业现场应设计计算机采典型计算机结构中央处理器（CPU）存储器输入输出单元电源编程器部分组成PLC控制具特点：
（1）控制逻辑
PLC采存储器逻辑控制逻辑程序方式存储存中改变控制逻辑需改变程序称软接线接线少体积灵活性扩展性PLC中规模集成电路组成功耗较
（2）性维护性
PLC配检监督功检查出身障时显示操作员动态监视控制程序执行情况现场调试维护提供方便
（3）控制速度
PLC程序指令控制半导体电路实现控制属触点控制速度极快条户指令执行时间般微秒数量级会出现抖动
（4）定时控制
PLC半导体集成电路做定时器时基脉晶体振荡产生精度相高定时时间受环境影响定时范围般0001S干天更长户根需程序中设置定时值然软件控制定时时间
24 结
较发现PLC控制系统具鲜明特点：
(1) 系统构成灵活扩展容易开关量控制特长
(2) 方便编程简单采简明梯形图逻辑图语句表等编程语言需计算机知识系统开发周期短现场调试容易外线修改程序改变控制方案拆动硬件
(3) 适应种恶劣运行环境抗干扰力强性强远高种机型
选PLC控制方案
第3章 控制系统硬件设计
31 电动机电路
电动机电路原理图图31示电路采380V三相交流电网电路保护装置刀开关动空气断路器QF组成四三相380V交流电动机均采Y型连接PLC控制四交流接触器电磁线圈电路通断实现四电动机控制四电动机电路串联热继电器实现电动机障报警
图31 电动机电路图
32 PLC控制系统设计
321 PLC控制系统电气元件选择
皮带运输机PLC电气控制系统电气元件选型图32示
序号
代号
名称
数量
规格型号
备注
1
QS1
刀开关
1
HZ10103
2
QS2
刀开关
1
HZ10102
2
QF
断路器
1
QF240
3
FR
熔断器
1
RL115
4
KM1KM4
接触器
4
CJ2025
5
FR1FR4
热继电器
4
T16
6
SB1
控制钮
1
LA101
绿色
7
SB2
控制钮
1
LA101
红色
8
SB3SB4
控制钮
2
LA101
黑色
9
M1M4
三相交流电动机
4
JQ2Z14
10
PLC
编程控制器
1
CPU224XP
表32 皮带运输机PLC电气控制系统电气元件选型
322 PLC IO 接线图设计
皮带运输机电气控制系统PLC IO接线图33示
图33 S7200PLC IO接线图
第4章 控制系统软件设计
41 软件组成部分
皮带运输机PLC电气控制系统软件分4部分：
（1）程序
（2）手动子程序
（3）动子程序
（4）障处理程序
42 程序设计
程序梯形图设计图41示
图41 程序梯形图
42 手动子程序设计
执行手动子程序时SB1SB4分控制四电机运转形成电气互锁
图42 手动子程序梯形图
43 动子程序设计
执行动程序没发生障时启动钮SB1电机序M4M1间隔5s次起动保持运转启动完成全部电机保持正常运转时停止钮SB2电机M1M4序间隔5s次停止运行
图43 皮带运输机动子程序序功图
图44动子程序梯形图
44 公子程序设计
图45 公子程序梯形图
进入公子程序M00置位M01M08复位M20M23复位M30M32复位M40M41复位M50复位T37T48复位
45 障处理子程序
皮带运输机动运行程中果4台电机中某台出现障动进入障处理程序障处理子程序分4部分：
（1） M1障处理子程序
进入M1障处理子程序首先复位Q00电动机M1停止置位Q01Q03电动机M2M4保持运转5s复位Q01电动机M2停止M2停止5s复位Q02电动机M3停止M3停止5s复位Q03电动机M4停止M4停止程序退出运行
图46 M1障处理子程序序流程图
图47 M1障处理子程序梯形图
（2） M2障处理子程序
图48 M2障处理子程序序流程图
进入M2障处理子程序首先复位Q00Q01电动机M1M2停止置位Q02Q03电动机M3M4保持运转5s复位Q02电动机M3停止M3停止5s复位Q03电动机M4停止M4停止程序退出运行
图49 M2障处理子程序梯形图
（3）M3障处理子程序
图410 M3障处理序流程图
进入M3障处理子程序首先复位Q00Q01Q02电动机M1M2M3停止置位Q03电动机M4保持运转5s复位Q03电动机M4停止M4停止程序退出运行
图411 M3障处理子程序梯形图
（4）M4障处理子程序
图412 M4障处理子程序序流程图
进入M4障处理子程序复位Q00Q01Q02Q03电动机M1M4全部停止M1M4全部停止程序退出运行
图413 M4障处理子程序梯形图
第5章 软件调试
51 动子程序调试
皮带运输机电气控制系统梯形图程序西门子编程调试软件STEP7中编译完成编译错误载程序PLC设置PLCRUN状态开程序状态监控SA开关拨闭合选择工作方式动工作方式
SB1启动钮Q00Q03触点Q03Q02Q01Q00序间隔5s次闭合直Q00Q03触点全部保持闭合系统状态开始保持变皮带运输机启动完成
启动完成全部电机保持正常运转障信号时停止钮SB2时Q00Q03触点Q00Q01Q02Q03序间隔5s次断开直Q00Q03触点全部断开系统状态开始保持变皮带运输机完成停止动作
52 手动子程序调试
皮带运输机电气控制系统梯形图程序编译完成载PLC设置PLCRUN状态开程序状态监控SA开关拨断开选择工作方式手动工作方式
SB1钮Q00触点闭合松开SB1钮Q00触点断开
SB2钮Q01触点闭合松开SB2钮Q01触点断开
SB3钮Q02触点闭合松开SB3钮Q02触点断开
SB4钮Q03触点闭合松开SB4钮Q03触点断开
53 障子程序调试
系统工作动方式完成启动模拟M1障信号钮I05触点闭合系统进入M1障处理程序首先Q00触点断开Q01Q03触点保持闭合5sQ01触点断开Q02Q03触点继续保持闭合5sQ02触点断开Q03触点继续保持闭合Q02触点断开5s Q03触点断开时Q00Q03触点全部断开M1障处理程序完成
系统工作动方式完成启动模拟M2障信号钮I06触点闭合系统进入M2障处理程序首先Q00Q01触点断开Q02Q03触点保持闭合5sQ02触点断开 Q03触点继续保持闭合5sQ03触点断开时Q00Q03触点全部断开M2障处理程序完成
系统工作动方式完成启动模拟M3障信号钮I07触点闭合系统进入M3障处理程序首先Q00Q01Q02触点断开Q03触点保持闭合5sQ03触点断开时Q00Q03触点全部断开M3障处理程序完成
系统工作动方式完成启动模拟M4障信号钮I10触点闭合系统进入M4障处理程序Q00Q01Q02Q03触点全部断开M4障处理程序完成
结束语
皮带运输机PLC电气控制系统设计程中进行方面工作：
1．分析控制系统控制求
熟悉皮带运输机控制求确定必须完成动作动作完成序纳出序功图
2．选择适类型PLC
根生产工艺求选定合适PLC型号确定IO点数IO点类型（数字量模拟量等）列出IO点清单
3．硬件设计
根选PLC产品解性相关资料结合实际需求时考虑软件编程情况进行外电路设计绘制电气控制系统原理接线图
4．软件设计
软件设计务根控制系统求序功图转换梯形图
5．调试设计程序载PLC单元中钮开关模拟输入信号指示灯模拟负载通种指示灯亮暗情况解程序运行情况观察输入输出间变化关系逻辑状态否符合设计求时修改调整程序直满足设计求止
次皮带运输机PLC电气控制系统设计部分软硬件均调试成功基达设计求通次PLC课程设计巩固学PLC理知识更重通实践训练工程技综合训练获解决工程实际问题力
参考文献
[1]廖常初编程序控制器编程方法工程应[M]重庆：重庆学出版社
[2]万太福编程序控制器应[M] 重庆：重庆学出版社
[3]刘祖润毕业设计指导北京：机械工业出版社
[4]谢桂林电力拖动控制 北京：中国矿业学出版社
[5]工厂常电气设备手册编写组工厂常电气设备手册 北京：水利电力出版社
附录
语句表程序清单：
1程序：
LD I05
O I06
O I07
O I10
O M60
AN I01
M60
LD I05
O M61
AN I01
AN M62
AN M63
AN M64
M61
LD I06
O M62
AN I01
AN M61
AN M63
AN M64
M62
LD I07
O M63
AN I01
AN M61
AN M62
AN M64
M63
LD I10
O M64
AN I01
AN M61
AN M62
AN M63
M64
LD SM00
CALL SBR0
Network 7
LDN I00
CALL SBR1
LD I00
AN M60
CALL SBR2
LD M61
LPS
EU
S M20 1
LPP
CALL SBR3
LD M62
LPS
EU
S M30 1
LPP
CALL SBR4
LD M63
LPS
EU
S M40 1
LPP
CALL SBR5
LD M64
LPS
EU
S M50 1
LPP
CALL SBR6
2公子程序：
LD SM01
ON I00
S M00 1
R M01 8
R M20 4
R M30 3
R M40 2
R M50 1
R T37 12
3手动子程序
LD I01
AN Q01
AN Q02
AN Q03
Q00
LD I02
AN Q00
AN Q02
AN Q03
Q01
LD I03
AN Q00
AN Q01
AN Q03
Q02
LD I04
AN Q00
AN Q01
AN Q02
Q03
4动子程序
LD SM01
LD M10
AN Q03
OLD
O M00
O I00
AN M01
M00
LD M00
A I01
O M01
AN M02
M01
S Q03 1
TON T37 +50
LD M01
A T37
O M02
AN M03
M02
S Q02 1
TON T38 +50
LD M02
A T38
O M03
AN M04
M03
S Q01 1
TON T39 +50
LD M03
A T39
O M04
AN M05
M04
Q00
LD M04
A I02
O M05
AN M06
M05
R Q00 1
TON T40 +50
LD M05
A T40
O M06
AN M07
M06
R Q01 1
TON T41 +50
LD M06
A T41
O M07
AN M10
M07
R Q02 1
TON T42 +50
LD M07
A T42
O M10
AN M00
M10
R Q03 1
5M1障处理子程序
LD M20
A M61
AN M21
M20
R Q00 1
S Q01 3
R M01 8
TON T43 50
LD M20
A T43
O M21
AN M22
M21
R Q01 1
TON T44 50
LD M21
A T44
O M22
AN M23
M22
R Q02 1
TON T45 50
LD M22
A T45
O M23
M23
R Q03 1
LD M23
AN Q03
R M20 4
6M2障处理子程序
LD M30
A M62
AN M31
M30
R Q00 2
S Q02 2
R M01 8
TON T46 50
LD M30
A T46
O M31
AN M32
M31
R Q02 1
TON T47 50
LD M31
A T47
O M32
M32
R Q03 1
LD M32
AN Q03
R M30 3
7M3障处理子程序
LD M40
A M63
AN M41
M40
R Q00 3
S Q03 1
R M01 8
TON T49 50
LD M40
A T49
O M41
M41
R Q03 1
LD M41
AN Q03
R M40 2
8M4障处理子程序
LD M50
A M64
M50
R Q00 4
R M01 8
LD M50
AN Q00
AN Q01
AN Q02
AN Q03
R M50 1
电气信息学院课程设计评分表
项 目
评 价
优
良
中
格
差
设计方案合理性创造性（10）
开发板焊接调试完成情况*（10）
硬件设计软件编程完成情况（20）
硬件测试软件调试结果*(10)
设计说明书质量(20)
答辩情况(10)
完成务情况(10)
独立工作力(10)
出勤情况(10)
综 合 评 分
指导教师签名：________________
日 期：________________
注：①表中标*号项目硬件制作软件编程类课题必填容
②表装订课程设计说明书页课程设计说明书装订序：封面务书目录正文评分表附件（非16K图纸程序清单）
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XX学 院
课 程 设 计
课程名称 电气控制PLC
课题名称 皮带运输机电气控制系统设计
专业班级 动化XXXX班
姓 名
学 号
指导教师
2012年X月X日
XX学院
课程设计务书
课程名称 电气控制PLC
课题名称 皮带运输机电气控制系统设计
专业班级 动化XXXX班
姓 名 XXXX
学 号 XXXXXXXX
指导教师
审 批
务书达日期 20XX年X月X日
课程设计完成日期 20XX年X月X日
设计容求
课程设计性质目
课程设计动化专业教学计划中缺少综合性教学环节实现理实践相结合重手段目培养学生综合运课程学知识技分析解决课程范围般工程技术问题建立正确设计思想掌握工程设计般程序方法通课程设计学生工程知识工程技综合训练获应课程知识技术解决工程实际问题力
二 课程设计容
1根控制象途基结构运动形式工艺程工作环境控制求确定控制方案
2绘制皮带运输机电气控制系统PLC IO接线图梯形图写出指令程序清单
3选择电器元件列出电器元件明细表
4机调试程序5编写设计说明书
三 课程设计求
1选控制方案应合理设计控制系统应够满足控制象工艺求技术先进安全操作方便
2绘制设计图纸符合国家标准局颁布GB4728－84电气图图形符号GB6988－87电气制图GB7159－87电气技术中文字符号制定通关规定
3编写设计说明书应语句通词准确层次清楚条理分明重点突出篇幅少7000字
设计条件
1PLC实验设备干
2参考文献干
设计说明书装订序
1课程设计说明书封面
2课程设计务书
3说明书目录
4正文（设计容逐项书写）
5参考文献
6附录
7课程设计评分表
设计进度安排
1 第周星期午：课题容介绍
2 第周星期午：仔细阅读设计务书明确设计务求收集设计资料准备设计工具
3 第周星期二～第周星期五：确定控制方案绘制皮带运输机电气控制系统电气原理图控制系统PLC IO接线图梯形图写出指令程序清单选择电器元件列出电器元件明细表
4 第二周星期：试验调试
5 第二周星期二～第二周星期五：编写设计说明书答辩
参考文献
[1]廖常初编程序控制器编程方法工程应[M]重庆：重庆学出版社
[2]万太福编程序控制器应[M] 重庆：重庆学出版社
[3]刘祖润毕业设计指导北京：机械工业出版社
[4]谢桂林电力拖动控制 北京：中国矿业学出版社
[5]工厂常电气设备手册编写组工厂常电气设备手册 北京：水利电力出版社
课题：皮带运输机电气控制系统设计
皮带运输机概况控制求
皮带运输机4台皮带机组成4台皮带机分4台电动机(M1～M4)拖动图1示控制求：
图1 皮带运输机系统示意图
(1)启动时先起动末台皮带机5S延时次起动皮带机：
(2)停止时应先停止第台皮带机(M1)料运送完毕次停止皮带机：
(3)某台皮带机发生障时该皮带机前面皮带机立停止该皮带机面皮带机料运完停止例M2障时M1M2应立停5S延时M3停5SM4停
二设计务
1设计绘制电气控制原理图PC IO接线图功表图梯形图编写指令程序清单
2选择电气元件编制电气元件明细表
3设计操作面板电器元件布置图
4机调试程序
5编写设计说明书
前 言
皮带运输机PLC电气控制系统设计背景目
皮带运输机种摩擦驱动连续方式运输物料机械物料定输送线初供料点终卸料点间形成种物料输送流程皮带运输机进行碎散物料输送进行成件物品输送
PLC（Programmable Logic Controller）编程逻辑控制器采类编程存储器部存储程序执行逻辑运算序控制定时计数算术操作等面户指令通数字模拟式输入输出控制种类型机械生产程PLC种专门工业环境应设计数字运算操作电子装置采编制程序存储器部存储执行逻辑运算序运算计时计数算术运算等操作指令通数字式模拟式输入输出控制种类型机械生产程PLC已广泛应钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保文化娱乐等行业
着科学技术发展PLC国工业控制领域中越越广泛应作名动化专业学生光掌握PLC理知识更需学会学理灵活应实践中样真正掌握PLC门前途技术
课程设计校动化专业教学计划中缺少综合性教学环节实现理实践相结合重手段通皮带运输机PLC电气控制系统课题设计达培养身综合运课程学知识技分析解决课程范围般工程技术问题建立正确设计思想掌握工程设计般程序方法目通课程设计工程知识工程技综合训练获应课程知识技术解决工程实际问题力
二皮带运输机PLC电气控制系统设计步骤容
电气控制系统设计步骤方面容：
1首先根皮带运输机途基结构运动形式工艺程工作环境控制求查阅相关技术资料较种控制方案优劣结合实际情况确定优控制方案
2接需绘制皮带运输机电气控制系统PLC IO接线图梯形图电路图设计时根设计需先画原理图画时候需弄懂元器件工作原理接法需参考量文献资料设计完成需学老师讨讨步骤完成需原理图画接线图方便接线调试样够节省量时间出现障概率会降低做出现障时候够电路原理图接线图快速找问题
4电路图完成硬件台搭建需编写程序工业控制领域中需编写程序外PLC伺服驱动器连接控制PLC变频器连接控制触摸屏PLC连接控制电路原理图设计时候需软件编程相联系起者说时进行样方便分配相应控制引脚关系出现障时候知道底硬件障软件障
3然根设计求特点结合实际条件选择合适电器元件列出电器元件明细表
4工作做完需现场通电调试程中会出现种样问题出现问题时需耐心冷静分析种出现问题原
逐排
5总结次设计中遇问题收获编写设计说明书
感谢次课程设计中耐心提供指导老师学校提供良学环境种实验训练软硬件条件报告编写程中作者水限难免会出现错漏处恳请位指导老师批评指正
目录
第1章 概述 1
11 皮带运输机途基组成结构工作程 1
111 皮带运输机途 1
112 皮带运输机概况控制求 2
12 设计求务 3
第2章 控制方案证 4
21 继电器控制方案 4
22 微机控制方案 5
23 PLC控制方案 5
24 结 6
第3章 控制系统硬件设计 7
31 电动机电路 7
32 PLC控制系统设计 8
321 PLC控制系统电气元件选择 8
322 PLC IO 接线图设计 9
第4章 控制系统软件设计 10
41 软件组成部分 10
42 程序设计 10
42 手动子程序设计 12
43 动子程序设计 12
44 公子程序设计 16
45 障处理子程序 16
第5章 软件调试 22
51 动子程序调试 22
52 手动子程序调试 22
53 障子程序调试 23
结束语 24
第1章 概述
11 皮带运输机途基组成结构工作程
111 皮带运输机途
皮带运输机称带式输送机种连续运输机械种通机械皮带运输机广泛应港口电厂钢铁企业水泥粮食轻工业生产线运送散状物料运送成件物品工作程中噪音较结构简单皮带运输机水倾斜运输皮带运输机应装船机卸船机堆取料机等连续运输移动机械皮带运输机皮带机架驱动滚筒改滚筒承载托辊回程托辊张紧装置清扫器等零部件组成型港口型冶金企业皮带运输机广泛应总长度十千米
普通皮带运输机提升角度般20度原皮带运输机倾角20度时数物料讲会发生物料滑情况物料皮带摩擦力发生滑输送煤炭皮带运输机般提升角度15度输送烧结球团皮带运输机提升角度12度果物料相粒度较提升角度选较值特殊皮带运输机提升角度45度皮带构造特殊制造做详述 皮带运输机驱动装置单驱动滚筒驱动驱动电机单电机电机驱动般驱动装置包括电动机减速机液力偶合器制动器逆止器等组成偶合器作改善皮带运输机启动性制动器逆止器防止皮带运输机停机时皮带滑动
皮带运输机电气保护控制装置：拉绳开关皮带跑偏检测开关皮带滑检测皮带防撕裂检测料流检测堵料检测皮带秤
皮带运输机皮带种选择钢芯带帆布芯带尼龙带聚脂带等载荷较皮带运输机般选择帆布带果皮带载荷较时采钢芯带谓钢芯带皮带中芯部采较细钢丝绳承受载荷 皮带运输机输送力百千克时万吨时皮带宽度100200mm2600mm 皮带运输机张紧装置种形式重锤张紧螺旋张紧液压张紧等
皮带运输机托辊般采槽形托辊组情况采吊挂式托辊组 皮带运输机承载托辊组槽角般选择3035度情况选择40度槽角较少选择等45度槽角托辊组
皮带运输机散料连续运输机械应短距离连续运输重机械设备
112 皮带运输机概况控制求
皮带运输机4台皮带机组成4台皮带机分4台电动机(M1～M4)拖动图1示控制求：
图11 皮带运输机系统示意图
(1)启动时先起动末台皮带机5S延时次起动皮带机：
(2)停止时应先停止第台皮带机(M1)料运送完毕次停止皮带机：
(3)某台皮带机发生障时该皮带机前面皮带机立停止该皮带机面皮带机料运完停止例M2障时M1M2应立停5S延时M3停5SM4停
12 设计求务
（1）设计绘制电气控制原理图PC IO接线图功表图梯形图编写指令程序清单
（2）选择电气元件编制电气元件明细表
（3）设计操作面板电器元件布置图
（4）机调试程序
（5）编写设计说明书
第2章 控制方案证
21 继电器控制方案
继电器控制系统具特点：
（1）逻辑控制
继电器控制系统控制逻辑采硬件接线利继电器机械触点串联联等组合成控制逻辑连线复杂体积功耗系统构成想改变增加功较困难
（2）控制速度
继电器控制系统机械触点动作实现工作频率低触点开关动作般十毫秒数量级机械触点会出现抖动问题
（3）序控制
继电器控制利时间继电器滞动作完成时间序控制时间继电器部机械结构易受环境温度变化影响造成定时精度高
（4）灵活性扩展性
继电器安装受电气设备触电数目限性连线复杂等原影响系统灵活性扩展性差
（5）计数功
继电器控制实现逻辑功具备计数功
（6）性维护性
继电器控制量机械触电触电开闭时会产生电弧造成损伤伴机械磨损寿命短运行性差易维护
22 微机控制方案
微机控制具体积功耗低性价格低廉方便灵活易产品化等诸优点特强面控制力工业控制智仪表外设控制家电器机器军事装置等方面极广泛应
时微机控制系统电路集中块电路板实现功输入输出点数受限制系统散热性维护性受考验中部分损坏全部更换外微机控制系统开发周期长旦变化修改较麻烦
23 PLC控制方案
PLC种类繁结构工作原理基相PLC实专工业现场应设计计算机采典型计算机结构中央处理器（CPU）存储器输入输出单元电源编程器部分组成PLC控制具特点：
（1）控制逻辑
PLC采存储器逻辑控制逻辑程序方式存储存中改变控制逻辑需改变程序称软接线接线少体积灵活性扩展性PLC中规模集成电路组成功耗较
（2）性维护性
PLC配检监督功检查出身障时显示操作员动态监视控制程序执行情况现场调试维护提供方便
（3）控制速度
PLC程序指令控制半导体电路实现控制属触点控制速度极快条户指令执行时间般微秒数量级会出现抖动
（4）定时控制
PLC半导体集成电路做定时器时基脉晶体振荡产生精度相高定时时间受环境影响定时范围般0001S干天更长户根需程序中设置定时值然软件控制定时时间
24 结
较发现PLC控制系统具鲜明特点：
(1) 系统构成灵活扩展容易开关量控制特长
(2) 方便编程简单采简明梯形图逻辑图语句表等编程语言需计算机知识系统开发周期短现场调试容易外线修改程序改变控制方案拆动硬件
(3) 适应种恶劣运行环境抗干扰力强性强远高种机型
选PLC控制方案
第3章 控制系统硬件设计
31 电动机电路
电动机电路原理图图31示电路采380V三相交流电网电路保护装置刀开关动空气断路器QF组成四三相380V交流电动机均采Y型连接PLC控制四交流接触器电磁线圈电路通断实现四电动机控制四电动机电路串联热继电器实现电动机障报警
图31 电动机电路图
32 PLC控制系统设计
321 PLC控制系统电气元件选择
皮带运输机PLC电气控制系统电气元件选型图32示
序号
代号
名称
数量
规格型号
备注
1
QS1
刀开关
1
HZ10103
2
QS2
刀开关
1
HZ10102
2
QF
断路器
1
QF240
3
FR
熔断器
1
RL115
4
KM1KM4
接触器
4
CJ2025
5
FR1FR4
热继电器
4
T16
6
SB1
控制钮
1
LA101
绿色
7
SB2
控制钮
1
LA101
红色
8
SB3SB4
控制钮
2
LA101
黑色
9
M1M4
三相交流电动机
4
JQ2Z14
10
PLC
编程控制器
1
CPU224XP
表32 皮带运输机PLC电气控制系统电气元件选型
322 PLC IO 接线图设计
皮带运输机电气控制系统PLC IO接线图33示
图33 S7200PLC IO接线图
第4章 控制系统软件设计
41 软件组成部分
皮带运输机PLC电气控制系统软件分4部分：
（1）程序
（2）手动子程序
（3）动子程序
（4）障处理程序
42 程序设计
程序梯形图设计图41示
图41 程序梯形图
42 手动子程序设计
执行手动子程序时SB1SB4分控制四电机运转形成电气互锁
图42 手动子程序梯形图
43 动子程序设计
执行动程序没发生障时启动钮SB1电机序M4M1间隔5s次起动保持运转启动完成全部电机保持正常运转时停止钮SB2电机M1M4序间隔5s次停止运行
图43 皮带运输机动子程序序功图
图44动子程序梯形图
44 公子程序设计
图45 公子程序梯形图
进入公子程序M00置位M01M08复位M20M23复位M30M32复位M40M41复位M50复位T37T48复位
45 障处理子程序
皮带运输机动运行程中果4台电机中某台出现障动进入障处理程序障处理子程序分4部分：
（1） M1障处理子程序
进入M1障处理子程序首先复位Q00电动机M1停止置位Q01Q03电动机M2M4保持运转5s复位Q01电动机M2停止M2停止5s复位Q02电动机M3停止M3停止5s复位Q03电动机M4停止M4停止程序退出运行
图46 M1障处理子程序序流程图
图47 M1障处理子程序梯形图
（2） M2障处理子程序
图48 M2障处理子程序序流程图
进入M2障处理子程序首先复位Q00Q01电动机M1M2停止置位Q02Q03电动机M3M4保持运转5s复位Q02电动机M3停止M3停止5s复位Q03电动机M4停止M4停止程序退出运行
图49 M2障处理子程序梯形图
（3）M3障处理子程序
图410 M3障处理序流程图
进入M3障处理子程序首先复位Q00Q01Q02电动机M1M2M3停止置位Q03电动机M4保持运转5s复位Q03电动机M4停止M4停止程序退出运行
图411 M3障处理子程序梯形图
（4）M4障处理子程序
图412 M4障处理子程序序流程图
进入M4障处理子程序复位Q00Q01Q02Q03电动机M1M4全部停止M1M4全部停止程序退出运行
图413 M4障处理子程序梯形图
第5章 软件调试
51 动子程序调试
皮带运输机电气控制系统梯形图程序西门子编程调试软件STEP7中编译完成编译错误载程序PLC设置PLCRUN状态开程序状态监控SA开关拨闭合选择工作方式动工作方式
SB1启动钮Q00Q03触点Q03Q02Q01Q00序间隔5s次闭合直Q00Q03触点全部保持闭合系统状态开始保持变皮带运输机启动完成
启动完成全部电机保持正常运转障信号时停止钮SB2时Q00Q03触点Q00Q01Q02Q03序间隔5s次断开直Q00Q03触点全部断开系统状态开始保持变皮带运输机完成停止动作
52 手动子程序调试
皮带运输机电气控制系统梯形图程序编译完成载PLC设置PLCRUN状态开程序状态监控SA开关拨断开选择工作方式手动工作方式
SB1钮Q00触点闭合松开SB1钮Q00触点断开
SB2钮Q01触点闭合松开SB2钮Q01触点断开
SB3钮Q02触点闭合松开SB3钮Q02触点断开
SB4钮Q03触点闭合松开SB4钮Q03触点断开
53 障子程序调试
系统工作动方式完成启动模拟M1障信号钮I05触点闭合系统进入M1障处理程序首先Q00触点断开Q01Q03触点保持闭合5sQ01触点断开Q02Q03触点继续保持闭合5sQ02触点断开Q03触点继续保持闭合Q02触点断开5s Q03触点断开时Q00Q03触点全部断开M1障处理程序完成
系统工作动方式完成启动模拟M2障信号钮I06触点闭合系统进入M2障处理程序首先Q00Q01触点断开Q02Q03触点保持闭合5sQ02触点断开 Q03触点继续保持闭合5sQ03触点断开时Q00Q03触点全部断开M2障处理程序完成
系统工作动方式完成启动模拟M3障信号钮I07触点闭合系统进入M3障处理程序首先Q00Q01Q02触点断开Q03触点保持闭合5sQ03触点断开时Q00Q03触点全部断开M3障处理程序完成
系统工作动方式完成启动模拟M4障信号钮I10触点闭合系统进入M4障处理程序Q00Q01Q02Q03触点全部断开M4障处理程序完成
结束语
皮带运输机PLC电气控制系统设计程中进行方面工作：
1．分析控制系统控制求
熟悉皮带运输机控制求确定必须完成动作动作完成序纳出序功图
2．选择适类型PLC
根生产工艺求选定合适PLC型号确定IO点数IO点类型（数字量模拟量等）列出IO点清单
3．硬件设计
根选PLC产品解性相关资料结合实际需求时考虑软件编程情况进行外电路设计绘制电气控制系统原理接线图
4．软件设计
软件设计务根控制系统求序功图转换梯形图
5．调试设计程序载PLC单元中钮开关模拟输入信号指示灯模拟负载通种指示灯亮暗情况解程序运行情况观察输入输出间变化关系逻辑状态否符合设计求时修改调整程序直满足设计求止
次皮带运输机PLC电气控制系统设计部分软硬件均调试成功基达设计求通次PLC课程设计巩固学PLC理知识更重通实践训练工程技综合训练获解决工程实际问题力
参考文献
[1]廖常初编程序控制器编程方法工程应[M]重庆：重庆学出版社
[2]万太福编程序控制器应[M] 重庆：重庆学出版社
[3]刘祖润毕业设计指导北京：机械工业出版社
[4]谢桂林电力拖动控制 北京：中国矿业学出版社
[5]工厂常电气设备手册编写组工厂常电气设备手册 北京：水利电力出版社
附录
语句表程序清单：
1程序：
LD I05
O I06
O I07
O I10
O M60
AN I01
M60
LD I05
O M61
AN I01
AN M62
AN M63
AN M64
M61
LD I06
O M62
AN I01
AN M61
AN M63
AN M64
M62
LD I07
O M63
AN I01
AN M61
AN M62
AN M64
M63
LD I10
O M64
AN I01
AN M61
AN M62
AN M63
M64
LD SM00
CALL SBR0
Network 7
LDN I00
CALL SBR1
LD I00
AN M60
CALL SBR2
LD M61
LPS
EU
S M20 1
LPP
CALL SBR3
LD M62
LPS
EU
S M30 1
LPP
CALL SBR4
LD M63
LPS
EU
S M40 1
LPP
CALL SBR5
LD M64
LPS
EU
S M50 1
LPP
CALL SBR6
2公子程序：
LD SM01
ON I00
S M00 1
R M01 8
R M20 4
R M30 3
R M40 2
R M50 1
R T37 12
3手动子程序
LD I01
AN Q01
AN Q02
AN Q03
Q00
LD I02
AN Q00
AN Q02
AN Q03
Q01
LD I03
AN Q00
AN Q01
AN Q03
Q02
LD I04
AN Q00
AN Q01
AN Q02
Q03
4动子程序
LD SM01
LD M10
AN Q03
OLD
O M00
O I00
AN M01
M00
LD M00
A I01
O M01
AN M02
M01
S Q03 1
TON T37 +50
LD M01
A T37
O M02
AN M03
M02
S Q02 1
TON T38 +50
LD M02
A T38
O M03
AN M04
M03
S Q01 1
TON T39 +50
LD M03
A T39
O M04
AN M05
M04
Q00
LD M04
A I02
O M05
AN M06
M05
R Q00 1
TON T40 +50
LD M05
A T40
O M06
AN M07
M06
R Q01 1
TON T41 +50
LD M06
A T41
O M07
AN M10
M07
R Q02 1
TON T42 +50
LD M07
A T42
O M10
AN M00
M10
R Q03 1
5M1障处理子程序
LD M20
A M61
AN M21
M20
R Q00 1
S Q01 3
R M01 8
TON T43 50
LD M20
A T43
O M21
AN M22
M21
R Q01 1
TON T44 50
LD M21
A T44
O M22
AN M23
M22
R Q02 1
TON T45 50
LD M22
A T45
O M23
M23
R Q03 1
LD M23
AN Q03
R M20 4
6M2障处理子程序
LD M30
A M62
AN M31
M30
R Q00 2
S Q02 2
R M01 8
TON T46 50
LD M30
A T46
O M31
AN M32
M31
R Q02 1
TON T47 50
LD M31
A T47
O M32
M32
R Q03 1
LD M32
AN Q03
R M30 3
7M3障处理子程序
LD M40
A M63
AN M41
M40
R Q00 3
S Q03 1
R M01 8
TON T49 50
LD M40
A T49
O M41
M41
R Q03 1
LD M41
AN Q03
R M40 2
8M4障处理子程序
LD M50
A M64
M50
R Q00 4
R M01 8
LD M50
AN Q00
AN Q01
AN Q02
AN Q03
R M50 1
电气信息学院课程设计评分表
项 目
评 价
优
良
中
格
差
设计方案合理性创造性（10）
开发板焊接调试完成情况*（10）
硬件设计软件编程完成情况（20）
硬件测试软件调试结果*(10)
设计说明书质量(20)
答辩情况(10)
完成务情况(10)
独立工作力(10)
出勤情况(10)
综 合 评 分
指导教师签名：________________
日 期：________________
注：①表中标*号项目硬件制作软件编程类课题必填容
②表装订课程设计说明书页课程设计说明书装订序：封面务书目录正文评分表附件（非16K图纸程序清单）
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