本科毕业论文皮带运输机PLC自动控制设计.docx

毕业论文
说明书
专业:机电一体化
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日期:2015.05.23
山西省高等教育自学考试指导委员会摘要
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则
针对中小型皮带运输机的控制系统采用继电器控制存在可靠性差、劳动力强度大、生产效率低的问题，开发一种基于PLC的皮带运输机控制装置。本控制系统选用CPM2A系列PLC作为控制器。在硬件电路设计中，完成PLC选型及外部低压电器的选用，设计了硬件接线图，提出了接线要求，使之具有控制和保护作用。在软件设计中，给出了程序流程图，并设计出梯形图程序。将硬件和软件有机结合，使控制系统运行可靠，打到预期的设计目的。
关键词：皮带运输机PLC集中控制
目录
TOC\o"1-3"\u1前言6
1.1设计的目的和意义 6
1.2皮带运输机的现状 6
交流调速的发展概况7
1.4方案的确定 7
8
2皮带运输机的PLC控制系统的组成 9
2.1基本原理 9
2.2概述 9
2.2.1三相异步电动机的选择10
2.2.2变频器11
2.2.3PLC控制器14
2.2.4其余部件 16
3皮带运输机的PLC控制系统软件设计 18
3.1控制系统软件的功能 18
3.2控制系统的主要指标 19
3.3PLC程序设计 19
3.3.1PLC编程器19
3.3.2MELSEC-F/FX系统编程软件21
3.3.3安装FXGP-WIN-C编程软件21
3.3.4FXGP-WIN-C编程软件的应用21
23
23
24
3.3.8设置通讯口参数25
3.3.9FXGP与PLC之间的程序传送26
3.3.10程序的运行与调试27
28
3.4I/O地址分配如下表3-1 28
4结论 37
5致谢 38
6参考文献 39
附录 40
梯形图 40
1前言
1.1设计的目的和意义
冶金、煤矿、化工、机械、钢铁、建材、食品等工业生产中，需要广泛使用皮带运输机，它为企业的生产承担了绝大多数散料运输任务。
可编程控制器(PLC)是以微处理器技术为基础，综合计算机技术和自动化技术发展起来的一种新型工业控制器，广泛应用于工业生产的各个领域。由于PLC采用的控制系统或设备具有可靠性高,控制易于实现，系统设计灵括，能在实验室进行现场模拟调试，编程简单，安装方便，较好的抗干扰能力,被誉为当代工业生产自动化的支柱之一，正在得到越来越广泛的应用。
利用PLC可以使皮带运输机的传动系统逐渐实现了全自动控制状态，并且使皮带运输机具有完善的控制特性及简易的操作、基本免维护的工作量，达到一种经济、安全、可靠且运行效率高的状况,其独特的易于使用性、可靠性和灵活性越来越受到广大工程技术人员的青睐。对于港口、厂区广泛使用的皮带运输机，应用PLC控制，可以使皮带机生产线的控制更加灵活、可靠。通过PLC进行控制提高了企业生产的效率，为工业生产的进行节省了大量的人力、物力、财力。
1.2皮带运输机的现状
电气传动技术以运动机械的驱动装置---电动机为控制对象，以微电子装置为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下完成电气传动自动控制系统，控制电动机的转矩和转速，将电能转换成机械能，实现工作机械的旋转运动或反复运动。
因电机的种类的不同，我们可以将分为直流电动机传动和交流电动机传动。自19世纪80年代起至19世纪末，工业上传动用的电动机一直被直流电机垄断，到了19世纪末，出现了三相电源和结构简单且坚固耐用的交流鼠笼型电机以后，交流电机才在不调速的领域代替了直流电动机传动装置。
对生产过程的监视和控制，在初级阶段是由人工进行的。工作人员凭自己的感官或借助于仪表等来监视生产过程，用头脑做出判断决策，并视情况进行必要的控制。在高级阶段，这种监视、判断决策和控制由机器承担，按照人们的意志自动完成，这是闭环自动控制。
交流调速的发展概况
交流变频调速的优越性早在20年代就已被人们所认识，但受到器件的限制，未能推广。50年代初，中小型感应电动机多采用晶闸管调压调速;大中型绕线式感应电动机采用晶闸管静止型电气串级调速系统。70年代发展起来的变频调速，比上述两种调速方式效率更高，性能更好。交流调速系统大致经历过三个阶段:
（1）异步电动机调压调速系统；
（2）串级调速系统；
（3）变频调速系统。
80年代中期随着第三代电力半导体器件如:门极可关断晶闸管GTO、绝缘栅双极晶体管IGBT的相继出现，交流变频调速技术得到了飞速发展。日、美、德、英等在结合现代微处理器控制技术、