南京化工职业技术学院毕业设计（论文）

1.2 皮带运输机的电气控制要求

（1）启动时先启动最后一台皮带机，然后每隔15S，依次从后向前启动各台皮带机。

（2）停车时首先停止最前面一台皮带机，待料运送完毕后，每隔30S依次从前向后停止各台皮带机。

（3）当某台皮带机发生故障时，该皮带机和前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待料运送完后停止。例如，电机M2发生故障，M1、M2立即停止，经过30S延时后M3停止，再过30S，M4停止。

1.3 皮带运输机的总体方案确定

皮带运输机控制可采用PLC控制与传统采用继电器控制两种控制方法，两种控制方法的比较如下：

（1）方式：继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。

（2）速度：继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。

（3）控制：继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。 通过对两种控制方式的比较，PLC控制方式控制效果比较好，可实现皮带运输机的自动化；而采用继电器控制方式，这种控制方式还停留在人工操作，效果也就不是很明显。为此采用PLC控制皮带运输机是一个很好的选择。

而PLC控制方式又分集中控制和分散控制两块。集中控制就是一台多个I/O点PLC控制多台设备，实行的是一对多的控制方式；分散控制是多台PLC，而每台的PLC的I/O点相对来说就比较少，实现的是多对多的控制方式。

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两者的优缺点比较如表2-1所示:

表2-1方案比较

方案 集中控制 优点 控制集中、紧凑、易于安缺点 一旦故障影响全装置、运行时装、占地少、费用少。 难于维护。 控制分散、互不影响、便于维护。 占地较大、费用略高。 分散控制

考虑到控制成本，占地等综合因数还是采用PLC集中控制方式较为合理。结合PLC控制与集中控制，本篇论文对皮带运输机就采用PLC集中控制方案。

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第3章 控制系统的硬件电路设计

3.1 PLC选型

3.1.1信号的确定

（1）输入信号如表3-1所示：

表3-1输入点

信号类型 启动开关 停车开关 故障开关 所需输入端个数 需要1个输入端 需要1个输入端 需要4个输入端

以上共需6个输入信号点，考虑到以后对系统的调整与扩充，留有15%的备用点，共需7个输入点。

（2）输出信号如表3-2所示

表3-2输入点

信号类型 电动机 报警灯 停车 故障 所需输出端个数 需要4个输出端 需要1个输出端 需要1个输出端 需要4个输出端

以上共需10个输入信号点，考虑到以后对系统的调整与扩充，留有15%的备用点，共需要12个输出点。

3.1.2 PLC型号确定

根据信号类型的确定，可以知道一共需要7个输入点12个输出点，所以我们选

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用日本OMRON公司CPM2A系列30点I/O（输入为18点输出为12点）的可编程控制器。如图3-1所示：

图3.1OMRON欧姆龙PLC CPM2A-30CDR-A

它具有以下几个特点： （1）同步控制

CPM2A/2C的高速计数功能可以和脉冲输出功能结合起来，依照输入脉冲频率按比例产生一个特定的输出脉冲。 （2）高速处理

高速处理包括50ms的快速响应输入，更短的扫描周期 （0.64ms/LD）和1ms的定时器，高速处理可以在很大程度上提高生产效率，以包装机械为例，这可以显著缩短检测标签记号和检测产品之间的时间间隔。 （3）高速计数器

CPM2A/2C支持单轴高速计数20kHz单相或5kHz双相，线形计数方式（加/减）从-8388608到388607四轴高速计算（中断计数方式）2kHz 单相 加或减从0000到FFFF

（4）脉冲输出位置控制

CPM2A/2C 支持4种脉冲方式2点：10-10kHz脉冲输出 1点：10-10kHz(加/减速定位)脉冲输出2点：PWM输出0.1-999.9Hz 0-100% 1点：同步控制功能 （5）RS232端口

CPM2A/2C提供一个内置的RS232C端口能方便地连接可编程终端，确认操作环境和调试时能实现可视化。

(6)价格低廉

在价格方面PLC也是比较便宜的，因为1个PLC就可以控制整个控制系统。

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