皮带运输机传输系统梯形图控制程序设计与调试(3)

第三章 硬件设计

FX2C、FX1S、FX2N、FX2NC9个系列。每个系列又有14、16、32、48、64、80、128点等不同输入输出点数的机型，每个系列还有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种输出形式。

FX2N系列PLC是三菱公司高性能小型机的代表作，系统最大I/O点数为128点，配置扩展单元后可达256点。FX2系列基本执行指令的速度为0.48μs/步，用户程序存储器的容量可扩展至8K步。 FX2N系列PLC在我国应用比较广泛。

通过对PLC的工作原理及性能的了解，并结合设计要求，设计中选择了FX2N系列的小型PLC。

分析要求，可以确定需要12个输入点，手动工作时，分别为M1,M2,M3，M4启动按钮，停止按钮，通常用于系统的检测维护；一个急停按钮；自动工作时，传感器开与关时的两个不同信号输入以及停止按钮。因为有三台皮带机，故需要三个输出点。又为了便于日后的功能增加等因素，选择了48点的基本输入输出单元，因为输出的是220V的交流电，为了增加它的耐用性，采用了可控硅输出。

综上所述，设计中最终选择了FX2N-48MS的PLC，这种PLC技术成熟，性能好，故障少，价格低廉，对于本项目又留有一定的余量，可以为以后改进留下余地。 3.2.4 PLC的端子分配及外部接线

PLC的I/O元件地址分配 SA0 ———自动/手动按钮 SB1 ———自动启动按钮 SB2 ———正常停止按钮 SB3 ———急停按钮

SB4 ———点动DT电磁阀按钮

SB5～SB8 ———M1～M4的点动启动按钮 SQ1———满仓信号按钮 SQ2———空仓信号按钮 SB9 ———故障启动按钮

KA1———控制DT的起动和停止

HL1～HL4———M1～M4接通指示灯

KM1～KM4 ———交流接触器, 分别控制M1～M4 的起动和停止。

220VQSFU1SA0自动/手动转换SB1自动起动正常停止SB2SB3急停SB4点动DT电磁阀SB5点动M1SB6点动M2SB7点动M3SB8点动M4SQ1满仓信号SQ2空仓信号SB9故障起动X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13COMLNY0COM1HD0DT电磁阀KA1-AC 220VFU3DC 24V+HL1KM1HL2KM2HL3KM3HL4KM4FU4M1电机M2电机M3电机M4电机FU2FX2N-48MRY1Y2Y3Y5图(三)

COM2-3第三章 硬件设计

3.3 皮带电机的选型及其外部接线

3.3.1 Y2系列异步电机

本次设计中的电机采用普通的三项异步电动机，因为本系统中没有对电机的什么特别要求，因此选用普通的三相异步电机，本设计中选用Y2型异步电机。

Y2系列电动机是我国20世纪90年代中期最新设计的三相异步电动机基本系列产品，为全封闭自扇冷式笼型电动机，包括基本设计系列（Y2系列）和提高效率设计系列（Y2E系列）两个系列产品，产品的技术性能指标达到国外同类产品20世纪90年代的水平，是用以替代Y系列的更新换代产品，从90年代末期起我国已开始实现由Y系列向Y2系列过渡Y2系列电动机是我国20世纪90年代中期最新设计的三相异步电动机基本系列产品，为全封闭自扇冷式笼型电动机，包括基本设计系列（Y2系列）和提高效率设计系列（Y2E系列）两个系列产品，产品的技术性能指标达到国外同类产品20世纪90年代的水平，是用以替代Y系列的更新换代产品，从90年代末期起我国已开始实现由Y系列向Y2系列过渡。 Y2系列电动机采用F级绝缘等级，但温升仍按B级绝缘考核（除机座为315部分及355部分规格外），故电动机的温升裕度较大。防护等级提高到IP54，机座用平行垂直分布的散热筋，接线盒置于电动机机座的上方，以方便接线。Y2系列电动机在Y系列电动机的基础上改进了电磁和结构设计，降低了电机的噪声及振动，节约了材料，并使电动机结构更合理，外形新颖、美观。Y2系列电动机（除个别延伸的机座和规格外）的功率等级与安装尺寸的对应关系与Y系列电动机完全相同，有利于Y2系列电动机逐步取代Y系列电动机。Y2E系列电机是为了提高电动机效率而设计的系列产品，其满载效率比Y2系列提高1.79%，主要适用于运行时间长，负载率较高的各种机械设备上。 3.3.2主回路电机的外部接线图

本次设计因为有三级皮带机，故需要三个电机来拖动，当然需要有一些短路、过载等保护，继电器、空开的选型后面后详细介绍，具体的主电路接线图如下：

图(四)

第三章 硬件设计

3.4其它硬件选型

3.4.1 接触器

选用CJ29-10/16型接触器

其中“C”表示接触器，“J”表示交流，20为设计编号，10/16为主触头额定电流 相关元件主要技术参数及原理如下： （1）操作频率为1200/h （2）机电寿命为1000万次 （1）主触头额定电流为10/16（A） （2）额定电压为380/220（V） （3）功率为2.5KW 3.4.2 热继电器

选用JR16B-60/3D型热继电器

其中“J”表示继电器，“D”带断相保护 相关元件主要技术参数及原理如下： （1） 额定电流为20A （2） 热元件额定电流为32/4

第四章 软件设计

第四章 软件设计

4.1 控制要求

（1）某一生产线的末端有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3、M4三台电动机拖动，有手动和自动两种控制方式。

（2）手动时，为了便于调试，每一台电机都可以单独启动，按停止按钮都可以停下。 （3）自动控制时，有料进皮带后，通过检测传感器让皮带运行，M1→M2→M3→M4的顺序启动，间隔均为5秒，若无料进入皮带，通过安装在一号皮带机上的传感器，30秒钟后让皮带机按M4→M3→M2→M1的顺序停止否则继续运行，如此循环往复；当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而其后的皮带机则待料运完后才停止，即仍为顺序停止。

（4）为防止在自动运行时传感器误动作，要求按下保护按钮(即后文中的SA2按钮)后，系统才处于待运行状态，否则传感器不动作。

（5）为保证意外发生时的安全，还要有急停按钮，当急停按钮按下时所有电机立即停止运行。

（6）要有必要的短路、过载、连锁保护。

4.2 程序的实现

在3.2.4PLC外部接线的分析过程中已经列出了PLC的I/O分配表，外了使程序的过程更为明了，采用子程序跳转的方式将程序分为三大块，即公共程序，手动和自动子程序。 一、公共程序：

在该程序中输入点X1执行调用手动子程序P0,输入点X2执行调用手动子程序P1。

图(五)

二、手动程序：

手动程序相对比较简单，一般采用经验设计法进行设计，手动控制子程序见下图，手动按钮X10~X15,分别控制M1、M2、M3、M4电机的启动和停止。

第四章 软件设计

图(六)

三、自动程序：

自动程序相对比较复杂，对于顺序控制系统一般采用顺序控制设计法，其流程图如下：

图(七)

对于顺序控制可用多种方法进行编写，本系统的梯形图程序采用截图形式如下：