基于MCGS和PLC控制的五节传送带控制系统的设计与制作

张 斌

(江西应用工程职业学院，江西 萍乡 337000)

0 引言

近年来，传送带在很多领域具有广泛的应用[1]，传送带输送机技术也在不断完善，不仅可以完成车间内部的传送，而且可以实现企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。笔者基于高职机电专业毕业设计课题制作，设计了模拟五节传送带实物，并对其进行安装、接线及调试工作，在设计制作过程中提升了学生对S7-200PLC及组态技术理论水平，同时锻炼了学生动手实践能力,做到了理论与实践相结合，很好地满足了毕业设计的教学目标和技能培养要求。

1 五节传送带的概况及控制要求

五节传送带由5台带式输送机组成，5台带式输送机分别用5台电动机(J5～J1)拖动，如图1所示。

图1 五节传送带输送机示意图

五节传送带输送机控制要求如下：

(1)采用PLC控制，工作方式应具有手动/自动(连续)控制功能。(2)启动前，机头、机尾应有电铃报警，启﹑停各输送带时，有对应的红、绿灯显示，有短路和过载保护等功能。(3)按下正常启动按钮，电铃报警4 s，J1～J5顺序依次延时3 s启动。(4)按下正常停车按钮，J5～J1逆序依次延时3 s停止；按下紧急停车按钮，所有电动机立即停车。(5)当电动机出现故障时，必须实现以下控制要求：①J1出现故障，按下J1急停按钮，J5～J1立即停车；②J2出现故障，按下J2急停按钮，J5～J2立即停车,J1延时3 s停车；③J3出现故障，按下J3急停按钮，J5～J3立即停车,J2,J1依次逆序延时3 s停车；④J4出现故障，按下J4急停按钮，J5,J4立即停车,J3～J1依次逆序延时3 s停车；⑤J5出现故障，按下J5急停按钮，J5立即停车,J4～J1依次逆序延时3 s停车，且保证线上不余留货载，以利下次空载启动。(6)能够利用MCGS软件构建系统控制图，建立触摸屏与PLC的连接。

2 I/O口分配表

结合控制系统要求，并考虑模拟系统功能实现，对PLC进行I/O口分配，如表1所示。

表1 I/O口分配表

3 系统电路图

结合PLCI/O口分配及控制要求，设计传送带系统电路如图2所示。

图2 系统电路图

4 PLC顺序功能图

根据I/O口分配设置，结合系统控制要求,设计了五节传送带PLC顺序功能图[2],如图3所示。

图3 五节传送带PLC顺序功能图

5 MCGS组态模拟设计

打开MCGS嵌入版组态环境，新建工程[3]，在“用户窗口”中点击“新建窗口”，则产生“窗口0”“窗口1”，选中“窗口0”，点击“窗口属性”按钮，进入窗口属性设置界面，将窗口名称和窗口标题选项中的内容改为“操作页面”，将“窗口1”的窗口名称和窗口标题选项中的内容改为“登录页面”，将“登录页面”设置为启动窗口，用户窗口页面及窗口属性设置如图4所示。

图4 用户窗口页面及属性设置

选中创建的“操作页面”用户窗口，单击“动画组态”，进入动画制作窗口。根据设计要求，构建出五节传送带组态画面，如图5所示。

图5 五节传送带组态画面

在组态工作台界面单击“设备窗口”选项，出现设备窗口图标并双击进入设备组态窗口，在此窗口中通过设备工具箱，完成设备组态。双击“通用串口父设备0”，进入通用串口父设备属性编辑界面，根据设备通讯要求和连接情况，完成通用串口父设备属性编辑界面中相关的参数设置。设备组态图如图6所示。

图6 设备组态图

6 实物安装及系统调试

根据系统原理，绘制电气元器件安装图[4]，如图7所示，同时通过元器件组合安装了模拟带式输送机实物，如图8所示。

图7 电气元器件安装图

图8 传送带实物图

7 结论

随着智能制造时代的来临，机加工装备未来发展的趋势是智能机床生产线[5]。基于PLC技术与组态技术支持下对于五节传送带进行设计，通过对PLC控制流程图及外部接线图设计，同时对系统进行MCGS组态构建，模拟安装了成品车间五节传送带实物。在此过程中，学生掌握了五节传送带原理及安装、接线、调试等相关理论与技能，基于生产实际的毕业设计项目实施，不但夯实了学生专业知识技能基础，提高了学生的就业竞争力，同时，也进一步凸显了高职类型教育的独特内涵和优势。