湖 南 工 程 学 院
课 程 设 计
课程名称 PLC原理与应用 课题名称 皮带运输机电气控制系统设计 专业班级 测控技术1102班 姓 名 黄龙 学 号指导教师 赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲
2014年11月23日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称 PLC原理与应用 课题名称 皮带运输机电气控制系统设计 专业班级 测控技术1102班 姓 名 学 号 指导教师 赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲 审 批 汪超、刘星平
任务书下达日期2014年11月23日 课程设计完成日期2014年12月5日
电气信息学院课程设计评分表
指导教师签名：________________ 日 期：________________
注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
第一章 概述
1.1控制对象概述
皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动，如图1所示。
M1
M2
M3
M4
图1 皮带运输机系统示意图
1.2控制要求
① 启动时先起动最末一台皮带机，经过5S延时，再依次起动其它皮带机：
5S5S5S
M4−−→M3−−→M2−−→M1
② 停止时应先停止第一台皮带机(M1)，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机：
5S5S5SM1−−→M2−−→M3−−→M4
③ 当某台皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停止。例如当M2故障时，M1、M2应立即停，经过5S延时后，M3停，再过5S后M4停。
④ 要求皮带运输机控制系统具有手动和自动两种工作方式。
1.3设计任务
1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。
2.绘制皮带运输机电气控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，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.上机调试程序。 5.编写设计说明书。
第二章 控制方案论证
2.1继电器控制方案
继电器控制系统具有以下特点： （1）逻辑控制
继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。
（2）控制速度
继电器控制系统依靠机械触点的动作实现，工作频率低，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，且机械触点还会出现抖动问题。
（3）顺序控制
继电器的控制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制。时间继电器内部的机械结构易受环境温度变化的影响，造成定时的精度不高。
（4）灵活性及可控制性
继电器安装后，受电器设备触点数目的有限性和连接复杂等原因的影响，系统在今后的灵活性、扩展性很差。
(5)计数功能
继电器控制可实现逻辑功能，但不具备计数功能。
(6)可靠性和可维护性
继电器控制使用大量的机械触点，触点在开闭时会产生电弧，造成损伤并
伴有机械磨损，使用寿命短，运行可靠性差，不易维护。
2.2单片机控制方案
单片机控制具有体积小，功耗低，性能可靠，价格低廉，使用方便灵活，易于产品化等诸多优点，特别是强大的面向控制的能力，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了极为广泛的应用。
但与此同时，由于单片机控制系统所有的电路集中在一块电路板上，其实现的功能、输入输出的点数受到限制，而且系统的散热性，维护性受到考验，若其中一部分损坏，其只能全部更换。另外，单片机控制系统开发周期长，一旦要有变化修改比较麻烦。
2.3PLC控制方案
2.4本课题的方案论证
经过比较，我们发现PLC控制系统具有以下鲜明的特点， （1）系统结构灵活，扩展容易，以开关量控制为其长。
（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图，逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。
（3）能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
（4）故选用PLC控制方案。
第三章 控制系统硬件 第四章 PLC控制系统程序设计
第五章 PLC程序的调试
湖 南 工 程 学 院
课 程 设 计
课程名称 PLC原理与应用 课题名称 皮带运输机电气控制系统设计 专业班级 测控技术1102班 姓 名 黄龙 学 号指导教师 赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲
2014年11月23日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称 PLC原理与应用 课题名称 皮带运输机电气控制系统设计 专业班级 测控技术1102班 姓 名 学 号 指导教师 赖指南、刘星平、谭梅、余晓菲 审 批 汪超、刘星平
任务书下达日期2014年11月23日 课程设计完成日期2014年12月5日
电气信息学院课程设计评分表
指导教师签名：________________ 日 期：________________
注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
第一章 概述
1.1控制对象概述
皮带运输机由4台皮带机组成，4台皮带机分别用4台电动机(M1～M4)拖动，如图1所示。
M1
M2
M3
M4
图1 皮带运输机系统示意图
1.2控制要求
① 启动时先起动最末一台皮带机，经过5S延时，再依次起动其它皮带机：
5S5S5S
M4−−→M3−−→M2−−→M1
② 停止时应先停止第一台皮带机(M1)，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机：
5S5S5SM1−−→M2−−→M3−−→M4
③ 当某台皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机后面的皮带机待料运完后才停止。例如当M2故障时，M1、M2应立即停，经过5S延时后，M3停，再过5S后M4停。
④ 要求皮带运输机控制系统具有手动和自动两种工作方式。
1.3设计任务
1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。
2.绘制皮带运输机电气控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，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.上机调试程序。 5.编写设计说明书。
第二章 控制方案论证
2.1继电器控制方案
继电器控制系统具有以下特点： （1）逻辑控制
继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。
（2）控制速度
继电器控制系统依靠机械触点的动作实现，工作频率低，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，且机械触点还会出现抖动问题。
（3）顺序控制
继电器的控制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制。时间继电器内部的机械结构易受环境温度变化的影响，造成定时的精度不高。
（4）灵活性及可控制性
继电器安装后，受电器设备触点数目的有限性和连接复杂等原因的影响，系统在今后的灵活性、扩展性很差。
(5)计数功能
继电器控制可实现逻辑功能，但不具备计数功能。
(6)可靠性和可维护性
继电器控制使用大量的机械触点，触点在开闭时会产生电弧，造成损伤并
伴有机械磨损，使用寿命短，运行可靠性差，不易维护。
2.2单片机控制方案
单片机控制具有体积小，功耗低，性能可靠，价格低廉，使用方便灵活，易于产品化等诸多优点，特别是强大的面向控制的能力，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了极为广泛的应用。
但与此同时，由于单片机控制系统所有的电路集中在一块电路板上，其实现的功能、输入输出的点数受到限制，而且系统的散热性，维护性受到考验，若其中一部分损坏，其只能全部更换。另外，单片机控制系统开发周期长，一旦要有变化修改比较麻烦。
2.3PLC控制方案
2.4本课题的方案论证
经过比较，我们发现PLC控制系统具有以下鲜明的特点， （1）系统结构灵活，扩展容易，以开关量控制为其长。
（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图，逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。
（3）能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
（4）故选用PLC控制方案。
第三章 控制系统硬件 第四章 PLC控制系统程序设计
第五章 PLC程序的调试