PLC优秀课程设计.doc

PLC编程及应用 课程设计汇报书题 目：抢 答 器组员 ：廖宗豪 3581042 王勇杰 3581049 桂林港 3581040专 业： 电气工程及其自动化指导老师：乐程放设计时间：6月9号摘要3引言4一、设计背景和选题51应用背景1.1 设计背景1.2 设计目标二、PLC编程和硬件接线6 抢答器2.1四路抢答器概述2.2四路抢答器工作原理三程序设计和调试3.1 PLC选型83.2 I/O分配83.3 PLC外部硬件接线图83.4工作步骤图93.5语句表103.6 PLC梯形图13四、控制系统程序调试16总结17课程设计体会18参考文件19摘要 伴伴随科技飞速发展，PLC应用正在不停地走向深入大家生活。同时带动传统控制检测日新月益换代和更新。PLC结构简单、编程方便、可靠性高、适用性能优越、实用性强可等优点，已广泛用于工业过程和日常生活中自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多一个设备。在当今社会和以后生活中可编程控制器将成为工业控制关键手段和关键基础设备之一。PLC将成为工业生产关键原因之一。因为PLC含有对使用环境适应性强，同时其内部定时器资源十分丰富。可对现在普遍使用“渐进式”信号灯进行正确控制，尤其对多岔路口控制可方便地实现。所以现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中，将同一条道路上信号灯组成一局域网进行统一调度管理可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理，降低了交通事故发生。在实时检测和自动控制PLC应用系统中，PLC往往是作为一个关键部件来使用，依据具体硬件结构和针对具体应用对象特点软件结合加以完善。十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中实际应用。引言 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来一个新型工业控制装置。它含有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多一个设备。教授认为，可编程控制器将成为以后工业控制关键手段和关键基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产三大支柱。因为PLC含有对使用环境适应性强特征，同时其内部定时器资源十分丰富，可对现在普遍使用信号灯进行正确控制，尤其对多岔路口控制可方便地实现。所以现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时，PLC本身还含有通讯联网功效，将同一条道路上信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。在该设计中，还引入FX2N-16MR触摸屏模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中实际应用。 一.设计背景 抢答器广泛应用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了大家业余生活。本文介绍一个抢答器，能使四个人同时参与抢答赛，四个参赛台总体设计选择西门子S7-200PLC控制抢答操作方便，在很多场所全部能够使用，而且给人视觉效果很好。 抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢新型电器。伴随社会科技技术不停发展，她应用场所也随之增加；技术含量大提升；愈加方便可靠。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC控制程序，便可改变竞赛抢答器抢答方案。此任务抢答器可依据应答者抢答情况自动设定答题时间，并依据情况用灯光和声音现实其回复正确和错误。四路智力抢答器有四个抢答按钮最先按下按钮有效，在此以后按下按钮无效，伴有灯光和声音指示，并开始计时答题时间。计时时间到声音提醒停止答题，同时有警报响起。主持人有开始和停止按钮，及系统自带复位按钮。 二. 设计目标 熟悉PLC主机结构及编程环境； 深入熟悉编程器及STEP7使用方法，掌握输入输出、定时器计数器、微分、保持继电器等常见指令功效和编程方法； 了解联锁、跳转、数据比较、数据位移、数据传送、数据转换、运算等指令功效，掌握其使用方法； 经过基础训练，设计一个PLC控制抢答器装置。按控制要求选择PLC机型和外部设备，设计PLC外部电路接线图。编写控制程序，并学习上机调试程序方法；抢答器第一部分 1.1四路抢答器概述 抢答器广泛应用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了大家业余生活。本文介绍一个数字式抢答器，能使八个队同时参与抢答,赛场中设有1个主持人参赛台总体设计选择西门子PLC控制抢答操作方便，在很多场所全部能够使用，而且给人视觉效果很好。 抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢新型电器。伴随社会科技技术不停发展，她应用场所也随之增加；技术含量大大提升；愈加方便可靠。现在, 形式多样、功效完备抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企机关,它为多种竞赛增添了刺激性、娱乐性, 在一定程度上丰富了大家业余生活。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC控制程序，便可改变竞赛抢答器抢答方案。 可编程控制器（PLC）：所谓PLC系统就是采取现在市场上各大工业控制厂家生产可编程控制器，依据要求选择不一样模块，在此基础上设计程序以达成所设计功效。这种形式现在在工业现场应用最为广泛。 PLC可靠性：进口PLC采取CPU全部是生产厂家专门设计工业级专用处理器，其它各元件也是直接向生产厂家购置，经过严格挑选工业级元件，另外它电源模块也是集各大企业工业控制经验而尤其设计，抗干扰性尤其是抗电源干扰能力有很大提升，即使在电源很差和变频调速干扰下仍能正常工作。PLC可扩展性：要增加一个功效只要增加对应模块和修正对应程序，而PLC编程相对比较简单，这么对于开发周期会缩短。 PLC可维护性：PLC本身有很强自诊疗功效，一旦系统出现故障，依据自诊疗很轻易诊疗出故障元件，即使非专业人员也能维修，假如故障因为程序设计不合理引发，因为它提供完善调试工具，要找出故障也较为简单。操作：PLC操作采取触摸式操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽操作指南，即使第一次使用，也能依据提醒顺利操作，这就降低了对操作人员要求，通常工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提醒画面，提醒故障原因和排除方法。甚至能够显示故障在机器上位置，维修人员能够依据提醒很快排除故障。 特点：价格和前二种控制器相比略贵，可靠性好，操作简单。 1.2四路抢答器工作原理 这次设计PLC智能抢答器是适合四人抢答四路抢答器。给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始、复位、停止计时，每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答器按钮，则数码管就显示该组编号，音响电路发出声响提醒信号以指示抢答成功，并对其后抢答信号不在对应，选手答题完成后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。若选手在未开始抢答时提前抢答了，则视为违规，违规时数码管显示其编号同时音响电路发出声响而且有音响警报。按下开启按钮定时器T37计时（设定30秒）若30秒限制到时仍无人抢答音响电路发出声响，以示选手放弃该题。此设定为30秒，选手必需在设定时间内完成答题，不然，音响电路发出超时报警信号。其中以上功效全部经过编制PLC程序来控制一个数码管和一个蜂鸣器来实现。 此次设计用到三个定时器，T37、T38和T39。在主持人按下开启按钮后用定时器T38定时5S，在5S内按下抢答按钮是有效，超出5S此题将作废，主持人按下复位按钮重新开始下一题。T39用来延时1S，当抢答有效时，蜂鸣器回响1S。 第二部分2.1 控制系统硬件组成结构图 2.2 系统IO分配表 抢答器PLC控制系统输出端口如表输入端口输出端口其它器件 抢答器1 I0.1指示灯1 Q1.0定时器1 T37 抢答器2 I0.2指示灯2 Q1.1定时器2 T38 抢答器3 I0.3指示灯3 Q1.2定时器3 T39 抢答器4 I0.4指示灯4 Q1.3 开启 I1.0数码显示1 Q1.4 停止 I1.1数码显示2 Q1.5数码显示4 Q1.6警报 Q0.0彩球 Q0.12.3 次序功效图2.4系统硬件连接图 依据系统要求和所需要硬件，系统数字量输入点总计6个，输出点总计9个点。综合考虑到系统性价比和系统可扩展性，输入、输出点留出一定富裕量，所以PLC选择SIEMENSS7-200系列CPU226继电器输出型和数字量扩展模块EM223。输入、输出端子电气接线图图所表示。 第三部分 程序设计和调试 系统软件设计 3.1 整体设计 依据PLC智能抢答器控制要求，应用程序采取一体化结构。经过PLC控制程序来实现整体运行，系统仅需要少许按钮和接口，通常PLC配置全部可运行。该系统本着简单易懂、可靠性强、适应性强等方面进行设计。在抢答时只需按动按钮即可数码管在系统程序控制下自动显示组号和倒计时时间。安全、可靠、省时、省力、价格廉价。控制软件应用SIEMENS编程软件，采取梯形图语言编写工作系统自动控制步骤框图图4.1.所表示。依据系统控制要求，进行针对性设计，要充足确保系统安全，确保整个系统运行安全可靠。自动条件下，必需复位后在满足自动条件下才能进行自动运行程序，当中充足应用各个过程互锁来确保系统安全。 3.2 PLC梯形图3.3 软件指令表 3.4 软件调试 将设计好程序写入PLC后，首先要做就是仔细检验程序，并更正写入时出现错误。用户程序通常先在试验室模拟调试，通常不用接PLC实际负载(如接触器、电磁阀等)。也能够依据功效表图，在合适时候用开关或按钮来模拟实际反馈信号。在调试时应充足考虑多种可能情况，对系统多种不一样工作方法、有选择序列功效表图中每一条支路、多种可能进展路线，全部应逐一检验，不能遗漏。发觉问题后应立即修改梯形图和PLC中程序，直到在多种可能情况下输入量和输出量之间关系完全符合要求。 完成上述工作后，就能够进行现场调试工作。首先将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中有可能将会显示出系统中原先可能存在传感器、实施器和硬接线等方面问题，和PLC外部接线图和梯形图程序设计中问题，应对出现问题立即加以处理。假如调试达不到指标要求，则能够对对应硬件和软件部分设计作合适调整，通常只需要略微修改程序就可能出现实际效果。全部调试经过后，再经过一段时间试验，系统才能够投入到实际利用当中。 调试过程中碰到问题和处理方法： （1） 程序下载不到PLCCPU中，有可能是CPU模式没有设置正确。需要将CPU设置在RUN模式。 （2） 调试结果和设计不完全吻合，此时需检验程序看是否存在逻辑上错误或是双线圈输出问题。 （3） 不停地调试和检验，使得在满足要求前提设计出运行最稳定程序最简单程序。 第四部分 分析和总结 结论分析 此次程序调试结果和课程设计要求基础相符，不过在完成了基础任务以后我们也在思索还有哪些没有开发出来功效或是程序还有能够简化地方。譬如，能够经过中间继电器使用，从而避免程序中双线圈输出，这一点也是在程序犯错以后才意识到问题。只有经过不停地调整、思索、改善我们才能愈加深入了解PLC及其编程内涵所在。 最终在上交结果时候，老师很多问题和意见也深深启发了我们。充足利用现有资源结合所学知识，能够设计出功效相对比较丰富抢答器。 课程设计体会 失败总是难免，调试程序也不是一次两次就能够成功。关键怎样在失败和错误中有所反思和总结，只有在失败中才能真正体会到成功不易。 在此次课程设计过程中碰到了多种多样问题。从硬件接线、设备运行模式到软件编程和程序调试全部有不一样问题出现。我们利用现有资源，向老师请教，向同学问询，包含上网查询资料等，这些大大帮助了我们，是我们少走了很多弯路。 这次电器和PLC控制技术课程设计给我最大感受就是，这门课程综合分析实践性很强，应用范围也很广泛。和其它课程不一样是这门课程理论性不是很强，关键强调是逻辑思维能力和动手操作实践能力。只有亲自动手实践了才能对课程中知识有愈加深入了解。所谓眼过千遍，不如手过一遍就是这个道理。 还有一点我想在此强调一下：团体合作在这次课程设计中间发挥了极大作用，经过团体合作我们能够相互学习填补各自缺点，能够借鉴她人优异想法和构思启发自己。团体协作能够处理不一样人问题，以加深对理论学习。一样团体中间竞争意识也激发了大家潜能，发挥本身最大优势，争取有所创新，调高了个人综合实力。 参考文件 1 张万忠、刘明芹. 电器和PLC控制技术. 北京：化学工业出版社，. 2 西门子企业. SIMATIC S7-200系统手册，. 3 陈立定等. 电气控制及可编程控制器. 广州: 华南理工大学出版社，.