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1、精品_精品资料_目录绪论2第 1 章 PLC 掌握系统设计 31.1 PLC掌握系统设计概要31.2 PLC 机型和容量的挑选步骤和原就6第 2 章 十字路口交通信号灯的PLC电气掌握系统 82.1 十字路口交通信号灯电气掌握系统设计任务书82.2十字路口交通信号灯掌握系统电路图102.3 十字路口交通信号灯 PLC硬件掌握电路设计 102.4 十字路口交通信号灯 PLC掌握程序设计 122.5 PLC系统电气工艺设计162.6 梯形图程序调试 17第 3 章 课程设计总结 18参考文献 19可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_绪论可编程序掌握器 Programmable Logi
2、c Controller）,简称 PLC,是在继电次序掌握基础上进展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化掌握装置.它是在继电接触器掌握和运算机掌握基础上开发的工业自动掌握装置,是运算机技术在工业掌握领域的一种应用技术.进入二十世纪八十岁月以来,随着微机技术和微电子技术的迅猛进展,极大推动了PLC 在世界范畴内的进展,其功能越来越强大,应用范畴越来越宽阔,已广泛应用在各种机械和生产过程的自动掌握中.20 世纪 60 岁月末期,美国汽车制造工业竞争猛烈,为了适应生产工艺不断更新的需要,在 1968 年美国通用汽车公司 GM）第一公开招标,对掌握系统提出的详细要求基本为：a.它的继电掌握系统设计
3、周期短,更换简洁,接线简洁成本低.b.它能把运算机的功能和继电器 掌握系统结合起来.但编程要比运算机简洁易学、操作便利.c.系统通用性强. 1969 年美国数字设备公司 DEC）依据上述要求,研制出世界上第一台PLC,并在GM公司汽车生产线上首次试用胜利,实现了生产的自动化.其后日本、德国等相继引入,可编程序掌握器快速进展起来,但是主要应用于次序掌握,只能进行规律运算,故称为可编程规律掌握器,简称PLC.其定义：可编程掌握器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的.它采纳一类可编程的储备器,用于其内部储备程序,执行规律运算,次序掌握,定时,计数与算术操作等面对用户的指令,并通过
4、数字或模拟式输入/输出掌握各种类型的机械或生产过程.可编程掌握器及其有关外部设备,都按易于与工业掌握系统联成一个整体,易于扩充其功能的原就设计.我国在七十岁月末期开头对PLC 进行争论、生产和应用.在近十年来,取得了特别好的成果.特殊是在应用方面,随着国力的增强和生产力的提高,PLC 已经渗透到了各个领域.在生产方面,为了提高生产效率和工业的自动化,我们引进了很多在世界上都处于领先技术的成套设备,大量的使用PLC 等先进技术.仍有三峡工程、秦川电站、天津开发区的康师傅便利面生产线等都用了PLC 掌握.现在 PLC 不但应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业自动掌握中,在其他领域它也有着广泛的应用.
5、例如,市政建设中的水处理.日常生活中的电梯、车库的自动化治理等.商业中的自动售货机,啤酒罐装及酿酒等.另外仍在环保、消遣业中也有应用.随着电子技术和运算机技术的迅猛进展,PLC 的功能也越来越强大,更多的具有运算机的功能,所以又简称PCPROGRAMMABLE CONTRO）LL,E但R 是为了不和PERSONAL COMPUTE混R淆,仍习惯称为PLC.目前 PLC 已经在智能化、网络化方面取得了很好的进展,并且现今已出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_现 SOFTPLC,更是 PLC领域无限的进展前景.第一章PLC 掌握系统设计1.1 掌握系统设计概要我们在学习了PLC 的大
6、量的相关学问后,要能够把其运用在实际训练当中.在这章学习PLC 掌握系统设计的基本规章、基本内容和步骤以及全书内容的相关习题.当然要设计经济、牢靠、简洁的 PLC掌握系统,需要丰富的专业学问和实际的工作体会.一、PLC掌握系统设计的基本原就1） 最大限度的满意被控对象的掌握要求.2） 保证掌握系统的高牢靠、安全.3） 满意上面条件的前提下,力求使掌握系统简洁、经济、有用和修理方便.4） 挑选 PLC时,要考虑生产和工艺改进所需的余量.二、PLC掌握系统设计的基本内容1) 挑选合适的用户输入设备、输出设备以及输出设备驱动的掌握对象.2) 安排 I/O ,设计电气接线图,考虑安全措施.3) 挑选适
7、合系统的PLC.4) 设计程序5) 调试程序 , 一个是模拟调试,一个是联机调试.6) 设计掌握柜,编写系统交付使用的技术文件,说明书、电气图、电气元件明细表.7) 验收、交付使用.三、PLC掌握系统设计的一般步骤1. 流程图功能说明1） 分析生产工艺过程.2） 依据掌握要求确定所需的用户输入、输出设备,安排I/O .3） 挑选 PLC.4） 设计 PLC接线图以及电气施工图.5） 程序设计和掌握柜接线施工.2. PLC程序设计的步骤1） 对于复杂的掌握系统,最好绘制编程流程图,相当于设计思路.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2） 设计梯形图.3） 程序输入 PLC模拟调试,修
8、改,直到满意要求为止.4） 现场施工完毕后进行联机调试,直至牢靠的满意掌握要求.5） 编写技术文件6） 交付使用.3. 设计步骤框图如下：分析掌握要求确定 I/O 设备挑选 PLC安排 I/O 、设计电气图编写流程图设计梯形图设计掌握柜编制程序清单输入程序并检查现场连接N调试满意Y联机调试NN满意编制技术文件交付使用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_四、掌握系统执行程序的过程及特点PLC执行程序的过程分为三个阶段,即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段.1输入采样阶段在输入采样阶段,PLC 以扫描工作方式按次序对全部输入端的输入状态进行采样,并存入输入映象寄存器中,此时输入映
9、象寄存器被刷新.接着进入程序处理阶段,在程序执行阶段或 其它阶段,即使输入状态发生变化,输入映象寄存器的内容也不会转变,输入状态的变化只有 在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到.2. 程序执行阶段在程序执行阶段,PLC 对程序按次序进行扫描执行.如程序用梯形图来表示,就总是按先上后下,先左后右的次序进行.当遇到程序跳转指令时,就依据跳转条件是否满意来打算程序是否跳转.当指令中涉及到输入、输出状态时,PLC 从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出,依据用户程序进行运算,运算的结果再存入元件映象寄存器中.对于元件映象寄存器来说,其内容会随程序执行的过程而变化.3. 输出刷新阶段程序执行完毕后
10、,进入输出处理阶段.在这一阶段里,PLC 将输出映象寄存器中与输出有关的状态 合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式.整体式 PLC的每一个 I O点的平均价格比模块式的廉价,且体积相对较小 , 一般用于系统工艺过程较为固定的小型掌握系统中.而模块式 PLC的功能扩展敏捷便利 , 在 I O点数、输入点数与输出点数的比例、 I O 模块的种类等方面挑选余的大,且修理便利,一般于较复杂的掌握系统.2 安装方式的挑选PLC系统的安装方式分为集中式、远程I O式以及多台 PLC联网的分布式.集中式不需要设置驱动远程I O硬件,系统反应快、成本低.远程I O式适用于大型系统,系统的装置分
11、布范畴很广,远程I O 可以分散安装在现场装置邻近,连线短,但需要增设驱动器和远程I O 电源.多台 PLC 联网的分布式适用于多台设备分别独立掌握,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必需要附加通讯模块.3相应的功能要求一般小型 低档 PLC 具有规律运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量掌握的设备都可满意.对于以开关量掌握为主,带少量模拟量掌握的系统,可选用能带A D 和 DA 转换单元, 具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对于掌握较复杂,要求实现PID 运算、闭环掌握、通信联网等功能,可视掌握规模大小及复杂程度,选用
12、中档或高档PLC.但是中、高档PLC 价格较贵,一般用于大规模过程掌握和集散掌握系统等场合.4响应速度要求PLC是为工业自动化设计的通用掌握器,不同档次PLC 的响应速度一般都能满意其应用范畴内的需要.假如要跨范畴使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,就应当慎 重考虑 PLC 的响应速度,可选用具有高速I O 处理功能的 PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等.5系统牢靠性的要求对于一般系统 PLC的牢靠性均能满意.对牢靠性要求很高的系统,应考虑是否采纳冗余系统或热备用系统.6机型尽量统一一个企业,应尽量做到PLC的机型统一.主要考虑到以下三方面问题： 机型统一,其
13、模块可互为备用,便于备品备件的选购和治理. 机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力气的培训和技术水平的提高. 机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位运算机后易于形成一个多级分布式掌握系统.二、 PLC容量的挑选步骤与原就PLC的容量包括 I O点数和用户储备容量两个方面.1I O点数的挑选PLC平均的 I O 点的价格仍比较高,因此应当合理选用PLC的 I O 点的数量,在满意控制要求的前提下力争使用的I O点最少,但必需留有肯定的裕量.通常 I O 点数是依据被控对象的输入、输出信号的实际需要,再加上1015的裕量来确定.2 储备容量的挑选用户程序所需的储备容量大小
14、不仅与PLC系统的功能有关,而且仍与功能实现的方法、程序编写水平有关.一个有体会的程序员和一个初学者,在完成同一复杂功能时,其程序量可能相差 25之多,所以对于初学者应当在储备容量估算时多留裕量.PLC的 I O 点数的多少,在很大程序上反映了PLC系统的功能要求,因此可在I O 点数确定的基础上,按下式估算储备容量后,再加20 30的裕量.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_储备容量 字节）开关量 I O点数 10 模拟量 I O通道数 100另外,在储备容量挑选的同时,留意对储备器的类型的挑选.其次章 十字路口交通信号灯的 PLC 电气掌握系统2.1十字路口交通信号灯电气掌握系
15、统设计任务书2.1.1 十字路口交通信号灯的掌握要求随着城市和经济的进展,交通信号灯发挥的作用越来越大,正由于有了交通信号灯,才使车流、人流有了规范,同时,削减了交通事故发生的概率.然而,交通信号灯不合理使用或设置,也会影响交通的顺畅.交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成.红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示.交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯.交通信号灯用于道路平面交叉路口,通过对车辆、行人发出行进或停止的指令,使各同时到达的人、车交通流尽可能削减相互干扰,从而提高路口的通行才能,保证路
16、口畅通和安全.十字路口交通信号灯现场示意图如图2-1 所示,南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯,为确保交通安全,要求如下.1）采纳 PLC 构成十字路口的南北向和东西向交通信号灯的电气掌握.系统上电后,交通指挥信号掌握系统由由一个 3 位转换开关SA1 掌握. SA1 手柄指向左 45 时,接点SA1-1 接通,交通指挥系统开头按常规正常控制功能工作,依据如图3-2 所示工作时序周而复始,循环往复工作. SA1 手柄指向中间0时,接点SA1-2 接通,交通指挥系统南北向绿灯常亮,东西向红灯常亮,. SA1 手柄指向右45时,接点 SA1-3 接通,交通指挥系统东西向绿灯常亮,南北向红灯
17、常亮. 2）正常掌握时图 2-1交通信号灯现场示意图当东西方向答应通行绿灯）时,南北方向应禁止通行红灯）.同样,当南北方向答应通行 绿灯）时,东西方向应禁止通行 硬件结构设计.明白各个掌握对象的驱动要求,如：驱动电压的等级、负载的性质等.分析对象的掌握要求,确定输入/ 输出接口 依据上述硬件选型及工艺要求,绘制PLC掌握电路接线图,编制I/O 接口功能表.据信号掌握要求, I/O 安排及其接线如图7-11 所示.输 入输 出Y6Y5RX3SB3- 2Y4X2FXSB2X1COM2Y2SB1X0SAY1RUNCOMY0N2 2 0V ACLCOM1南 北 红 灯南 北 黄 灯南 北 绿 灯止停东
18、 西 红 灯东 西 黄 灯东 西 绿 灯电 源图 2-5 十字路口交通信号灯PLC 外部 I/O 安排及其接线图中用一个输出点驱动两个信号灯,假如PLC 输出点的输出电流不够,可以用一个输出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_启 动X0S0Y6南 北 红 灯Y6Y0东 西 绿 灯S20Y0S30Y6T0T0K250T3S31Y4S21T1K5T1T4K250T1S22Y0S32T5K5T5T2C0T2C0T2K5S33Y4C0K3T6K5S23Y1T6C1T6C1C1K3T3T3K20S34Y5S24Y2T7K20RSTC0RSTC1T7点驱动一个信号灯,也可以在PLC 输出端增设
19、中间继电器,由中间继器再去驱动信号灯2.4 PLC 掌握程序设计2.4.1 PLC 的状态转移在设计较为复杂的程序时,仅仅采纳简洁的规律处理已经很难保证程序的正确性和易读性,所以就需要采纳别的方法来编制程序.为了保证程序规律的正确以及程序的易读性,我们可以将一个掌握过程分为如干个阶段,在每一个阶段均设立一个掌握标志,当每一个阶段执行完毕,就启动下一个阶段的掌握标志,将本阶段的掌握标志清除.所谓“状态”是指特定的功能,因此状态转移实际上就是掌握系统的功能转移.机电自控系统中机械的自动工作循环过程就是电气掌握系统的状态自动、有序、逐步转移的过程.这种功能流程图完整的表现了掌握系统的掌握过程,各状态
20、的功能、状态转移次序和条件,它是PLC 应用掌握程序设计的极好工具.2.4.2 PLC的状态转移图 如图 2-6 所示）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2-6十字路口交通信号灯PLC的状态转移图2.4.3 十字路口交通信号灯PLC的程序设计说明据图 2-6 所示的状态转移,说明 十字路口交通信号灯PLC的程序设计.1）PLC开头运行时, M8002产生一初始脉冲,使初始状态S0 置 1.2） 当 SA1 手柄指向中间 0时,触点 X1 接通,交通指挥系统南北向绿灯Y1 常亮,东西向红灯常亮.3） 当 SA1 手柄指向右45时,触点 X2 接通,交通指挥系统东西向绿灯Y1 常
21、亮,南北向红灯常亮.4） 当 SA1 手柄指向左 45时,触点 X0 接通,状态转移到S20 和 S30,使 S20 和 S30 置1,同时 S0 在下一扫描周期自动复位,Y1 线圈得电南北绿灯亮与此同时Y6 线圈得电,东西红灯亮.5） 延时 25S 后,转移条件 T0 闭合,状态从 S20 转移到 S21,使 S21 置 1,同时驱动 T1 记时,而 S20 在下一扫描周期自动复位.6） 延时 5S 后,转移条件 T1 闭合,状态从S21 转移 S22,使 S22 置 1 产生 0.5S 接通和断开的时针脉冲信号,从而使南北绿灯闪耀,同时驱动计数器C0 记数,如记数次数未到三次, C0 的常
22、闭触点接通,状态转移到S21,连续循环共计三次.7） 次数到三, C0 常开触点闭合,状态由S22 转移到 S23,使 S23 置 1 同时 S22 在下一扫描周期自动复位,Y2 线圈得电南北黄灯亮.8） 延时 2S 后,转移条件 T3 闭合,一方面状态从 S23 转移到 S24,使 S24 置 1, S23 在下一扫描周期自动复位, Y3 线圈得电南北红灯亮,计数器 C0 复位.另一方面状态 S30 转移到S31,使 S31 置 1 同时 S30在下一扫描周期自动复位,线圈 Y4 得电东西绿灯亮.9） 延时 25S 后,转移条件 T4 闭合,状态从 S31 转移到 S32,使 S32 置 1
23、,同时驱动 T5 记时,而 S31 在下一扫描周期自动复位.10） 延时 5S 后,转移条件 T5 闭合,状态从 S32 转移 S33,使 S33 置 1 产生 0.5S 接通和断开的时针脉冲信号,从而使东西绿灯闪耀,同时驱动计数器C1 记数,如记数次数未到三次, C1 的常闭触点接通,状态转移到S32,连续循环共计三次.11） 次数到三, C1 常开触点闭合,状态由 S33 转移到 S34,使 S34 置 1 同时 S33 在下一扫描周期自动复位, Y5 线圈得电东西黄灯亮,计数器 C1 复位.12） 延时 2S 后,回到初始状态S0 进行循环执行.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品
24、资料_2.4.4 十字路口交通信号灯PLC掌握程序 如图 2-6 所示）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2-7 十字路口交通信号灯PLC掌握梯形图 续 1）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2-7 十字路口交通信号灯PLC掌握梯形图 续 2）图 2-7 十字路口交通信号灯PLC掌握梯形图 先依据掌握系统要求和电气设备的结构,确定电器元器件的总体布局以及电控箱内装配板与掌握面板上应安装的电器元件.2 依据用户要求满意操作便利、美观大方、布局匀称对称等设计原就,绘制电控箱电器板元件布置图、电器面板元件布置图、电气接线图等,如图2-8 所示.进出引线采纳接线端
25、子板连接,接线图略.3 依据电器元件布置图及电器元器件的形状尺寸、安装尺寸,绘制电器板、控 制面板、垫板等零部件加工图.图中应注 明形状尺寸、安装孔径、定位尺寸与公差、板材厚度以及加工要求等.本设计所涉及的钣金加工技术图从略.4 依据电器安装板、掌握面板尺寸设计电控箱,绘制电控箱安装图.本设计从 略.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2-7十字路口交通信号灯PLC2.6 十字路口交通信号灯梯形图程序调试在调试系统掌握程序时,全部的输入信号均用开关信号来代替,全部的输出均用指示灯来表示.调试时,第一按掌握系统PLC接线图完成硬件接线,并认真检查接线是否有误,特殊要留意接线时不能
26、显现短路、断路及反接等情形,否就会造成硬件损坏及人身意外.第一电源开关打开,将指令输入PLC,程序监控状态,打开PLC,手动开电动阀旋钮开关,观看输出指示灯是否按估计成效闪灭,并通过监控状态观看程序的运行过程及输入输出信 号、内部元件状态的变化,从中可以发觉硬件接线是否有误及程序实现方案、结构是否正确.进行手动切换看是否满意十字路口交通信号灯的掌握要求,要分析并描述实际显现的问题,最终解决问题.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 3 章课程设计总结PLC是一门侧重应用方向的学科.所以要多一点实践.不要看不起小的工程,在其中你能总结出设计程序的规律思维方法,总结中不断进步.在学完
27、 PLC理论课程后我们做了课程设计,此次设计以分组的方式进行,每组有一个题目.我们做的是十字路口交通信号灯的PLC 电气掌握.由于平常大家都是学理论,没有过实际开发设计的体会,拿到的时候都不知道怎么做.但通过各方面的查资料并学习.我们基本学 会了 PLC设计的步聚和基本方法.分组工作的方式给了我与同学合作的机会,提高了与人合作的意识与才能.通过这次设计实践.我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的懂得.在对理论的运用中,提高了我们的工程素养,在没有做实践设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题显
28、现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合.能过解决一个个在调试中显现的问题,我们对PLC 的懂得得到加强,看到了实践与理论的差距.在课程设计过程中我明白到,PLC 并不是一门单一的编程技术,它是一门系统专业课程. PLC 可以广义的认为是一台背嵌入操作系统的高牢靠性PC 机.第一需要精深PLC 本身的编程语言梯形图、语句表语言.达到这个水平你只能读懂编好的程序,并可以设计一些工程需要程序.在这行业仍需要应用VB 、VC 实现串口的通信,集散掌握系统.在一些大型程序中仍需要用到数据库的学问,LC 入门很快但要不断进取努力.通过合作,我们的合作意识得到加强.合作才能得到提高.上高校后
29、,很多同学都没有过深化的沟通,在设计的过程中,我们用了分工与合作的方式,每个人互责肯定的部分,同时在肯定的阶段共同争论,以解决分工中个人不能解决的问题,在沟通中大家积极发言,和提出看法,同时我们仍向别的同学请教.在此过程中,每个人都想自己的方案得到实现,积极向同学说明自己的想法.能过比较选出最好的方案.在这过程也提高了我们的表过才能.在设计的过程中我们仍得到了老师的帮忙与看法.在学习的过程中,不是每一个问题都能自己解决,向老师请教或向同学争论是一个很好的方法,不是有句话叫做思而不学者殆.做事要学思结合.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_参考文献：1 贺哲荣,石帅军流行 PLC有用程序及设计西安电子科技高校出版社2 阮友德电气掌握与 PLC实训教程人民邮电出版社3 宋君烈可编程掌握器试验教程东北高校出版社4 李俊秀可编程掌握器应用技术化学工业出版社5 张万忠可编程掌握器入门与应用实例中国电力出版社6 高钦和可编程掌握器应用技术与设计实例人民邮电出版社可编辑资料 - - - 欢迎下载