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基于P L C 皮带传输系统的研究 Th e s t ud y o f PL C b el t t r an sm i s si on s ys t em 王泽平 WANG Z e p i n g 淮阴工学院，淮安 2 2 3 0 0 2 摘要皮带传输机是一种很常见的传统的输送工具，很多的企业当中都有很重要的应用。传统的皮 带传输机是一种由很多的继电器控制 ，电路复杂且易出现故障。采用P L O 来控制的皮带传输 机可以很好简化电路，且可以很好的提高可靠性、实用性。本文采用欧姆龙的P L C 来实现对 四段皮带传输系统的控制。 关键词皮带传输机 ；P L C 控制 中图分类号 T P2 7 文献标识码 A D o i 1 0 ． 3 9 6 9 } ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 0 1 3 4 ． 2 0 1 2 ． 9 上 ． 3 9 0 引言 皮带传输机是企业 当中很常见的一种传输设 备。由于其经济适用输送量大等特点被广泛应用于 轻工业 、化工 、机械等各个行业。随着很多的控制 元件的不断出现 ，有着突飞猛进的发展。其中应用 最 多的数 P L C即可编程控制器。P L C控制系统 以 其可靠性高、稳定性好、电路简单灵活等特点被广 泛的应用的于工业生产的自动化设备中。随着 P L C 技术的发展 ，已经成为一个智能控制大大的超出了 过 去的继 电器 电路 ，而且价格相对而言也便宜 不 少。被大量应用于各种的企业做出了很大的贡献。 本文中就使用 P L C控制系统来实现对皮带的控制。 传统 的由继 电器 系统控制的皮带传输 系统 电 路复杂，而且 出现的故障较多，P L C控制的皮带 传输 系统 可以很好 的简化 电路，提高 自动化 的程 度，可以实现对皮带传输机进行多种控制和保护。 P L C才用 的循环扫描的工作方式 ，P L C的 C P U每 次只能进行一个操作 ，而且 是按照 顺序执行 ，从 第一条指令开始执行直到最后一条，然后进行循 环执 行。P L C通 过用户编 写 的梯形 图进 行工作 ， 系统按照一定的频率扫描各个输入点，再进行运 算后向各个输出点进行输 出控制信号。 1 方案比较 首先选取 P L C型号 ，才能对系统的控制方案 做 出研 究。对于输入、输 出也就 是我 们常说的 I ／ O 口的选择 ，应该尽量比实际需要 的总点数多 出 2 0 ％ 左右 ，对于以后改造 系统才有帮助。而对于 P L C存储容量 只能作出估算。 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 2 0 9 上 一 0 1 1 8 一 O 3 P L C控制的皮带传输系统的被控制部分由强电 电路组成，控制部分由 P L C和部分按键组成，系统 的工作 由 P L C进行程序实现。本 文所设计的 P L C 控制的皮带传输 系统 ，要求的是对四段皮带传输机 的控制即由四台电动机带动四条皮带的传输机 。达 到的效果的是在启动系统时，最后一台皮带传输机 第一个工作 ，在 5 s 之后其他依次工作；在停止时， 第一皮带传输机和前面的皮带立即停止 ，然后依次 停止其他皮带 ；在故障时，先停止故障的皮带传输 机 ，在传完料后其它的传输机也停止工作。 如采用传统的继电器接触器控制系统时，由4 个接 触器 K M1 、K M2 、K M3 、K M4来 分别对 A、 B、C、D这 4段皮带传输机进行控制。为了满足 启动时要求各个接触器的工作 顺序应为 KM4吸 合经过 KT 1延时 5 s 后，K M3吸合经过 KT 2延时 5 s 之后， K M2吸合经过 KT 3延时 5 s 后， KM1 吸合 。 为了满足停止时的要求 K M1 动作经 K T 4延时后， K M2动作 经过 KT 5延 时后 ，K M3动作经过 K T 6 延时 后 ，K M4动作 。 可以看 出传统 的继 电器接触器 系统使用很多 的接触器 和时 间继 电器 ，又有很 多的触 点，多达 几十个 。电路很复杂 ，接线也 比较麻 烦。对于传 统的系统维修起来很不方便 ，一 旦发生故障 ，就 对生产造成了一定的影响。综上分析 P L C控制 系 统有一定的优势 。 2 P L C 控制系统硬件组成 由按钮 S B1 和 S B 2来作为皮带传输机控制装 置 的输 入器件 ，作 为启动 和停止 的信号 ，K M1 、 收稿日期2 0 1 2 -0 6 - 2 6 作者简介王泽 平 1 9 5 9 一，男，海南海 口人 ，工程师 ，研 究方 向为机械与制造 。 【 1 1 8 1 第3 4 卷第9 期2 0 1 2 - 9 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 匐 似 K M2 、K M3 、l 4作为输出器件 ，连接主机输入 点 0 ． 0 1 0 ． 0 4作为故 障或重载设 定。 系统进 行 顺 序控 制 ，我 们 结 合输 入 输 出来 选 用 欧 姆 龙 的 系 统 ，选用 C P U2 2的 C P U型号 ， C J 1 M 的设备类型， S YS MAC WA Y的网络类型 。P L C控制皮带传输 系 统中 I ／ O口如图 l 和表 1的分配。 X0 0 0 Yl 0I X0 0 2 Yl 04 X0 O 3 CoM X0 05 图1 I ／ O口的分配与接线 表1 I ／ O口分配 启动按钮 S B1 0 ．0 0 故障或重载皮带 A S Q1 0 ．O 1 故障或重载皮带 B S Q2 O ．O 2 故障或重载皮带 C S Q3 0 ．0 3 故障或重载皮带 D S Q4 0 ，0 4 停止按钮 S B2 O ．O 5 皮带 A输出 K M1 1 ． 0 1 皮带 B输出 K M2 1 ． 0 2 皮带 C输出 K M3 1 ． 0 3 皮带 D输出 KM4 1 ． 0 4 3 P t_ C 控制皮带传输系统的软件设计 要设计好一个软件控制系统，首先就要认识 P L C控制 系统是如何进行控制 的，而且要设计 出 一 些常规 问题 的解决办法的程序 ，最后才能准确 的设计 出该控制系统。 3 ． 1 P L C 控制系统的相关运行状态 3 ． 1 ． 1正常运行过程 按下 启动 按钮 S B1 时 ，皮带 系统开始 工作 ， P L C输 出 1 ． 0 4置位 ，皮带 D开始工作。然后线圈 M1 得电，常开触点闭合。 定时器 T I M0 0 开始工作 ， 5 s 延时结束后 ，常开触点 T 0 0 0 0闭合，皮带 C开 始工作 。线圈 M2得电， M2线圈的常开触点闭合 ， T I M0 1 开始工作 ，延时 5 s 后，常开触点 M3闭合 ， 皮带 B开始 工作。线 圈 M3得 电，M3线 圈的 常 开触点 闭合 ，T I M0 2开始工作 ，延时 5 s 后。线圈 T 0 0 0 2的常开触点闭合 ，A皮带开始工作 。 按下停止按钮 S B 2时 ，A皮带输 出为 1 ． 0 1 时 ， 停止工作 。M4线圈得电，常开触点闭合。定时器 T I M0 3开始工作，5 s 延时后，线 圈 T 0 0 0 3的常开 触 点闭合 ，皮带 B输 出 1 ． 0 2停止工作。线 圈 M5 得 电，M5的常开触点 闭合 ，T I M0 4开始延时，5 s 后，T I M0 4停止工作。线圈 T 0 0 0 4常开触点闭合 ， C皮带输 出 1 ． 0 3开始 工作。线 圈 M6得电 ，常开 触 点 闭合 ，T I M0 5开 始工 作 ，延 时 5 s 后，线 圈 T 0 0 0 5闭合 ，D皮带输 出 1 ． 0 4停止工作。 3 ． 1 ． 2故障状态 当皮带 A 出现输 入 为 0 ． O 1 高 电平 时 ，为 故 障。此 时 A皮 带立 即停止 工作。线 圈 M7得 电， 线 圈的常开触点闭合 ，T I M0 6开始延时，定时 5 s 后，线 圈 T 0 0 0 6闭合 ，B皮带输 l出 1 ． 0 2 ，停 止工 作。线圈 M8得电，线圈的常开触点闭合 ，T I M0 7 开始工作 ，延时 5 s 后，线圈 T 0 0 0 7常开触点闭合 ， C皮带输 出 1 ． O 3停止工作 。线 圈 M9得 电，线 圈 的常开触 点闭合 ，T I M0 8开 始工作，延时 5 s 后 ， 线圈 T 0 0 0 8触点 闭合 ，D皮带输出 1 ． 0 4停止工作。 当输入为 0 ． 0 2高电平 时，皮带 B出现 故障。 此时 A皮带首先输出 1 ． 0 1停止工作，同时 B皮带 输出 1 ． 0 2停止工作。此时线圈 M1 0得电，线圈常 开触点闭合 ，T I M0 9开始延时，延时 5 s 后，线圈 T 0 0 0 9常开触点 闭合，皮带 C输 出 1 ． 0 3后停止工 作。线 圈 M1 1 得 电，其 常开触点闭合，T I M1 0开 始延时 ，延时 5 s 后，线 圈 T 0 0 1 0常开触点 闭合 ， 皮带 D输 出为 1 ． 0 4停止工作。 当 皮带 C输 出为 0 ． 0 3高 电平 时，皮 带 C出 现故障。皮带 A输 出 1 ． 0 1 、皮带 B输出 1 ． 0 2 、皮 带 C输出 1 ． 0 3后停止工作。线圈 M1 2得电，线 圈 M1 2常开触点 闭合，定时器 T I M1 1开始工作，延 时 5 s 后，线圈 T 0 0 1 1 常开触点闭合，皮带 D输 出 1 ． 0 4停止工作 。 当皮带输 出为 1 ． 0 4高 电平 皮带 D出现故 障。 皮带 A输 出 1 ． 0 1 ，皮带 B输出 1 ． 0 2 ，皮带 C输 出 1 ． 0 3 ，皮带 D输出 1 ． 0 4停止工作。 3 ． 1 ． 3重载状态 当皮带 A输入为 0 ． O 1 高电平时，皮带 A开始 工作 。此时定时器 T I M0 6开始工作 ，延时 5 s 后 ， 线圈 T 0 0 0 6常开触点闭合，皮带 A输出 1 ． 0 1 停 止 工作。线圈 M7得 电 ，常开触 点闭合 ，T I M0 7开 始延时 ，5 s后延时结束。线 圈 T 0 0 0 7常开触点 闭 合 ，皮带 B输出 1 ． 0 2停止工作。线圈 M8 得 电同 时常开触点闭合 ，定时器 T I M0 8开始延时，5 s后 【 下转 第1 3 9 页】 第3 4 卷第9 期2 0 1 2 - 9 上 1 1 1 9 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 务l 匐 化 2 ． 5 监控界面设计 系统界面即监控界面 ，这是人操控 系统 监视 系统运行状态的媒介 ，在过程监视 系统 中，系统 界面实现系统功能都是通过参数设置及图形修改 完成的。在整个柔性制造系统 中，系统的编程 和 单元模块的创建都是通过画面设计实现的，因此， 画面设计就是实现 系统 监控功能的核心。如图 3 所示为监控仿真界面截图。 3 结束语 本 系统 的一 类主 站 采用 的是 wI N C C和 S 7 3 0 0 ，从站采用的是 S 7 2 0 0 ，系统的管理和监控都 是通过 Wl NC C实现 的，Wl NC C可以将现场的实 际情况用动态的画面显示出来 ，系统的实时性和 可靠性 因此得到 了提高。过程现场总线集中式的 控制 ，不仅让系统对底层设备 实行分控 ，还可以 进行实时管理 ，现场总线的应用让物流系统和加 工单元融合在一起 ，硬件设计和软件编程逐渐走 向了标准化，柔性制造系统的设计难度随之下降。 参考文献 【 1 】陆春 元， 陆欢林． 基于现场总线技 术的柔性制造 系统 的 组态监控 f J ] ． 机床与液压， 2 0 0 9 ， 3 7 9 ． 【 2 】梁延德， 赵律． 现场总线在柔性制造系统中的应用[ J ] ． 组 合机床与自动化加工技术， 2 0 0 6 4 6 5 - 6 7 ． 【 3 】陆春元， 陆欢林． 基于现场 总线技术的柔性 制造 系统 的 组 态监控 【 J 】 ． 机床与液压， 2 0 0 9 ， 3 7 9 ． 【 4 】于瀛， 邢吉哲， 母佳庆， 张伟． P r o fi b u s 总线在人机协 同柔 性制造系统中的应用[ J 】 ． 新技术新工艺， 2 0 0 9 6 ． { { { { { ‘ ，{ 靠● { { 出‘ { { { {盘‘ { { { { { { {盎‘ {矗I { {杰‘ 【 上接第1 1 9 页】 延时结束。线圈 T 0 0 0 8常开触点 闭合 ，皮带 C输 出 1 ． 0 3停 止 工 作。线 圈 M9得 电，其 常开 触 点 闭 合，T I M0 9开 始 延 时 ，5 s 后 延 时 结束 。线 圈 T 0 0 0 9闭合，皮带 D输出 1 ． 0 4停止工作。 当皮带 B载物时，输入为 0 ． 0 2高 电平时，皮 带 A同时停止工作。线圈 M1 0 得 电，其常开触点 闭合，定时器 T I M1 0延时 5 s 后结束，线 圈 T 0 0 1 0 常开触点 闭合，皮带 B输 出 1 ． 0 2 停 止工作。此 时 线圈 M1 1 得 电，其常开触 点闭合 ，定 时器 T I MI l 延时 5 s 后结束。线圈 T 0 0 1 l 常开触点闭合 ，皮带 C 输 出为 1 ． 0 3停止工作 。此时线圈 M1 2得电，其常 开触点闭合，定时器 T I M1 2开始延时，5 s 后结束 ， T OOl 2线圈的常开触点闭合，皮带 D停止工作。 当输入为 0 ． 0 3时 ，皮带 C开始载物。皮带 A 输 出 1 ． 0 1 ，皮带 B输 出 1 ． 0 2皆停止工作。此时线 圈 M1 3得电，其常开触点闭合，定时器 T I M1 3开 始延时 5 s 后，线圈 T 0 0 1 3闭合 ，皮带 C输出 1 ． 0 3 停止工作。此时线圈 M1 4得电，其常开触点闭合 ， 定时器 T I M1 4延时 5 s 后停止工作，线圈 T 0 0 1 4闭 合，皮带 D输出 1 ． 0 4停止工作 。 3 ． 2 程序设计 P L C程序基本的要求是能够正常的运转，正 确的进行各个部件的分配。程序也要具有一定的可 靠性，P L C能在不同的条件下进行工作。为了保证 P L C在很多突发事件的情况下，也能正常工作 ，所 以在实际的现场，具有一定的可靠性的 P L C系统 很重要。程序应尽可能的短，扫描周期也应缩短。 编程是我们利用 P L C进行控制皮带传输 系统 的核心内容，基于对工作流程 图的分析。我们可以 利用两种方法进行编程，一是设计好梯形图后 ，先 将编好的梯形图转换为指令助记符，然后利用 P L C 的辅助编程软件通过 电缆来将程序下载到 P L C当 中去。二是直接利用指令助记符进行编程 ，然后直 接下载到 P L C当中去。输入 P L C的程序先要进行 测试工作 ，为 了排除程序设计 过程 中的疏漏 的地 方。一切正常时，我们可以制作 P L C硬件好，进 行现场的整个系统的调试 ，将问题一一排除。 4 结束语 以上是基于 P L C皮带传输 系统的设计 ，可以 说整个设计核心的是软件的设计。相较于继电器接 触器系统没有复杂的硬件电路，改变控制状态时也 不需要重新设计和安装，只需要改变程序设计。使 更新的周期缩短 了，加大了硬件 的使用效率。P L C 目前在工业上有着很重要的应用 ，很多的企业都加 以使用 ，大大提高了生产效率减小了投入资金 。 参考文献 【 1 】廖常初． P L C 编程及应用【 M】 ． 机械工业 出版社， 2 0 0 3 ． [ 2 】王振民． P L C 原理及应用[ M】 ． 大庆 大庆石油学院， 1 9 9 8 ． [ 3 】俞元 奎，罗耀 华．可编 程序 调节 器控 制其 原理 与 应用 【 M】 ． 哈尔滨工程大学出版社， 1 9 9 7 ． 【 4 】钟肇新． 可编程序控制器原理[ M】 ． 华南理工大学出版 社 ， 2 0 01 ． 第3 4 卷第9 期2 0 1 2 9 上 [ 1 3 9 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m