plc課程設計報告-搶答器+交通燈

1、<p><b>　　PLC課程設計</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.智能競賽搶答器.....................................................2</p><p>　　1.1學習目標......................

2、................................2</p><p>　　1.2課設內容......................................................2</p><p>　　1.2.1內容概述....................................................2</p><p

3、>　　1.2.2 系統調試...................................................3</p><p>　　1.2.3所需的設備..................................................3</p><p>　　1.2.4搶答系統I/O分配表及I/O接線........................

4、........3</p><p>　　1.3心得體會......................................................4</p><p>　　2.交通燈............................................................. 5</p><p>　　2.1課設目的.....

5、.................................................5</p><p>　　2.2課設設備......................................................5</p><p>　　2.3控制要求及參考................................................5<

6、;/p><p>　　2.3.1控制要求....................................................5</p><p>　　2.3.2PLC參考圖...................................................6</p><p>　　2.4組態(tài)王簡介.....................

7、...............................7</p><p>　　2.4.1組態(tài)王基本特性..............................................7</p><p>　　2.4.2組態(tài)王與西門子S7-200的幾種通信方式.........................8</p><p>　　2.5交通燈系統組

8、態(tài)圖.............................................9</p><p>　　2.6交通燈控制時序圖.............................................13</p><p>　　2.7心得體會.....................................................13</p

9、><p>　　總結................................................................14</p><p>　　參考文獻............................................................ 15</p><p>　　附錄一：PLC繼電器型 ,晶體管型 ,晶閘管

10、型的區(qū)別.......................16</p><p>　　附錄二：搶答器程序...................................................17</p><p>　　附錄三：交通燈程序...................................................18</p><p>

11、　　附錄五：搶答器時序圖.................................................21</p><p><b>　　1.搶答器</b></p><p><b>　　1.1學習目標</b></p><p>　　1.學會用PLC來解決實際問題的思路。</p><p&g

12、t;　　2.掌握定時器的格式及編程方法。</p><p>　　3.學會用互鎖和自鎖電路為基礎構成各輸出電路。</p><p><b>　　1.2課設內容</b></p><p><b>　　1.2.1內容概述</b></p><p>　　設計一個智能競賽搶答顯示系統，使用參加競賽人分為兒童組、學生

13、組、成人組,其中兒童兩人，學生為一人，成人二人，主持人一人。</p><p>　　控制要求：當主持人按下SBO后,指示燈LO亮,表示搶答開始,參賽者方可開始按下按鈕搶答；為了公平，要求兒童組只需一人按下按鈕，其對應的指示燈亮，而成人組需要二人同時按下二個按鈕對應的指示燈才亮；當一個問題回答完畢，主持人按下SB1，一切狀態(tài)復位；成年人一人違例搶答燈L3閃爍；當搶答開始后</p><p>　　

14、時間超過30秒，無人搶答，此時鈴響，提示搶答時間已過，此題作廢。</p><p>　　圖1-1 搶答示意圖</p><p><b>　　1.2.2系統調試</b></p><p>　　1.輸入程序。按前面介紹的程序輸入方法,用手持式編程器(或計算機)正確輸入程序。</p><p>　　2.系統調試。按設計的系統接線圖正確

15、連接好輸出設備,進行系統的調試,觀察是否能按照控制要求搶答，否則，檢查電路并修改、調試程序,直至能按控制要求顯示。</p><p>　　1.2.3所需的設備</p><p>　　1．CTSC-200 PLC 1臺</p><p>　　2．編程電纜 1根</p><p>　　3．連接導線

16、 若干</p><p>　　1.2.4搶答系統I/O分配表及I/O接線</p><p><b>　　1.I/O分配表</b></p><p>　　表1-1 I/O分配表</p><p><b>　　2.I/O接線</b></p><p>　　圖1-2智力競賽搶答器接線圖&

17、lt;/p><p><b>　　1.3心得體會</b></p><p>　　通過這次課設我對plc有了進一步的了解，而且對V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP6編程軟件的有了一定了解。這次課設使我們對課本上的知識有了更深的理解。我們自己獨立編程使我們知道自鎖的重要和在什麼情況下用自鎖及自鎖的作用。這次課設我學到了V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP

18、6編程軟件的應用。</p><p><b>　　2．交通燈</b></p><p><b>　　2.1課設目的</b></p><p>　　1.練習定時器、計數器的基本使用方法。</p><p>　　2.掌握PLC的編程和調試方法。</p><p>　　3.對應用PLC解決實

19、際問題的全過程有個初步了解。</p><p><b>　　2.2課設設備</b></p><p>　　1.編程器1臺（PC機）。</p><p>　　2.實驗裝置1臺（含S7-200 24點CPU）。</p><p><b>　　3.導線若干。 </b></p><p>　

20、　圖2-1 交通燈模擬控制板 </p><p>　　2.3控制要求及參考 </p><p><b>　　2.3.1控制要求</b></p><p>　　交通路口紅、黃、綠燈的基本控制要求如下： </p><p>　　路口某方向綠燈顯示（另一方向亮紅燈）10秒后，黃燈以占空比為50

21、％</p><p>　　的一秒周期（0.5秒脈沖寬度）閃爍3次（另一方向亮紅燈），然后變?yōu)榧t燈（另</p><p>　　一 方向綠燈亮、黃燈閃爍），如此循環(huán)工作。</p><p>　　表2-1 I/O端口分配</p><p>　　PLC I/O端口分配：</p><p>　　SB1

22、 I0.0 起動按鈕</p><p>　　SB2 I0.1 停止按鈕</p><p>　　HL1（HL7） Q0.0 東西紅燈</p><p>　　HL2（HL8） Q0.1 東西黃燈</p><p&g

23、t;　　HL3（HL9） Q0.2 東西綠燈</p><p>　　HL4（HL10） Q0.4 南北紅燈</p><p>　　HL5（HL11） Q0.5 南北黃燈</p><p>　　HL6（HL12） Q0.6 南北綠燈<

24、;/p><p>　　2.3.2 PLC參考電路</p><p>　　圖2 -2 紅綠燈控制PLC電氣原理圖</p><p><b>　　2.4組態(tài)王簡介</b></p><p>　　2.4.1組態(tài)王基本特性</p><p><b>　　1.定義</b></p>&l

25、t;p>　　組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統，它以標準的工業(yè)計</p><p>　　算機軟、硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統。</p><p><b>　　2.特點</b></p><p>　　它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構

26、。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數據、動畫。通過對監(jiān)控系統要求及實現功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統進行設計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生

27、成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數據鏈接功能。</p><p><b>　　3.實踐</b></p><p>　　使用組態(tài)王實現控制系統實驗仿真的基本方法： 　　</p><p>　　(1)圖形界面的設計 　　</p><p>　　(2)構造數據庫 　　</p><p>　

28、　(3)建立動畫連接 　　</p><p>　　(4)運行和調試 　　</p><p>　　使用組態(tài)王軟件開發(fā)具有以下幾個特點: 　　</p><p>　　(1)實驗全部用軟件來實現,只需利用現有的計算機就可完成自動控制系統課程的實驗,從而大大減少購置儀器的經費。 　　</p><p>　　(2)該系統是中文界面,具有人機界面友好、結果可視化

29、的優(yōu)點。對用戶而</p><p>　　言,操作簡單易學且編程簡單,參數輸入與修改靈活,具有多次或重復仿真運行</p><p>　　的控制能力,可以實時地顯示參數變化前后系統的特性曲線,能很直觀地顯示</p><p>　　控制系統的實時趨勢曲線,這些很強的交互能力使其在自動控制系統的實驗中可以發(fā)揮理想的效果。 　　</p><p>　　3.在采

30、用組態(tài)王開發(fā)系統編制應用程序過程中要考慮以下三個方面:</p><p>　　(1)圖形,是用抽象的圖形畫面來模擬實際的工業(yè)現場和相應的工控設備。 　　 </p><p>　　(2)數據,就是創(chuàng)建一個具體的數據庫,并用此數據庫中的變量描述工控對象的各種屬性,比如水位、流量等。 　　</p><p>　　(3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動畫來模擬現場設備的運行,以

31、及怎樣讓操作者輸入控制設備的指令。</p><p>　　2.4.2組態(tài)王與西門子S7-200的幾種通信方式 1.組態(tài)王的通訊機制 組態(tài)王把每一臺與之通訊的設備看作是外部設備，為實現和外部設備的通訊，組態(tài)王內置有大量的設備驅動作為外部設備的通訊接口。在開發(fā)過程中，只需根據工程瀏覽器提供的“設備配置向導”，一步步完成連接過程，即可實現組態(tài)王和相應外部設備驅動的連接。在運行期間，組態(tài)王可以通過驅動接口和外部

32、設備交換數據，包括采集數據和發(fā)送數據或指令。組態(tài)王的驅動程序采用ActiveX技術，每一驅動都是一個COM對象，這種方式使驅動和組態(tài)王構成一個完整的系統，從而保證運行系統的高效率，如圖1所示。因此，組態(tài)王可以與一些常用I/O設備直接進行通訊，如可編程控制器(PLC)、智能模塊、板卡、智能儀表等。組態(tài)王與I/O設備之間的數據交換采用五種方式:串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網絡節(jié)點方式、人機接口卡方式。</p><

33、p>　　2 組態(tài)王與S7-200的PPI通信方式 PPI(Point-to-Point)是西門子專為S7-200系列開發(fā)的一個通訊協議，為主/從協議，PC機為主站，S7-200為從站。該方式下有兩種硬件連接方法，一種是使用PPI電纜將PC機串口和S7-200的通訊口相連，采用串行通訊方式。另一種是PC機通過CP5611通訊卡與S7-200相連。在第一種方式下，使用PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN32安裝通訊硬

34、件，在“SET PG/PC Interface”對話框中配置PC/PPI cable,選擇Interface Parameter Assignment為PPI，并設置PPI參數默認值,雙擊通訊框中得刷新圖標后建立與S7-200的通信連接。</p><p>　　在第二種方式下，將CP5611卡安裝在PC機的插槽中，用連接帶纜將CP5611卡與S7-200的PORT口相連，安裝STEP 7-Micro/WIN32和S

35、TEP 7 V5.0 +ServicePack5(或STEP 7 V5.1+ServicePack 2)，運行PG/PC-interface ，</p><p>　　將用戶界面配置為CP5611 (PPI)方式。這兩種方式的上位機組態(tài)王的設置基本相同，首先使用“設備配置向導” 定義外部設備，分別選擇西門子S7-200系列PPI通信和西門子S7-200系列通訊卡通信，并設定如下通信參數:波特率9600bps,數據位

36、8位，停止位1位，偶校驗。在設定PLC地址時，兩種方式有所不同，前者將PLC地址設為默認地址2。后者采用“PLC地址.2”地址格式，小數點前的數字為有效地址PLC的地址(即站號)，小數點后為數字2，所設定的地址范圍為2.2～126.2，其中PLC的地址可通過編程軟件STEP 7-Micro/WIN設置來實現。 在組態(tài)王的“數據字典”中定義相關變量，選擇變量類型為I/O型，并選擇連接設備，指定所訪問的寄存器名及寄存器類型。注意，組

37、態(tài)王只支持V寄存器，如果要監(jiān)控Q、Ｉ、M寄存器，可以先在PLC程序中將Q、Ｉ、M寄存器傳至V寄存器，組態(tài)王通過對V寄存器的操作來實現對Q、Ｉ、M寄存器的監(jiān)控。另外，組態(tài)王不支持直接以I/O離散變量的定義，需以字節(jié)(BYTE)形式存取，每一BYTE類型(8個BIT位)對應8個開關量的輸入或輸出狀態(tài)，即BYTE的</p><p>　　2.5交通燈系統組態(tài)圖</p><p><b>　

38、　1.普通界面</b></p><p>　　圖2-3交通燈系統組態(tài)王普通界面</p><p><b>　　2.演示畫面</b></p><p>　　圖2-4交通燈系統組態(tài)王演示畫面</p><p><b>　　3.東西綠</b></p><p><b>

39、　　圖2-5東西綠</b></p><p><b>　　4.東西黃閃爍</b></p><p><b>　　圖2-6東西黃閃爍</b></p><p><b>　　5.南北綠</b></p><p><b>　　圖2-7南北綠</b></

40、p><p><b>　　6.南北黃閃爍</b></p><p><b>　　圖2-8南北黃閃爍</b></p><p>　　2.6交通燈控制時序圖</p><p>　　圖2-9交通燈控制時序圖</p><p><b>　　2.7心得體會</b></p&

41、gt;<p>　　通過交通燈課設我們有對定時器，計數器從新的學習了一遍。這次課設加強了我們對定時器，計數器的記憶和應用的熟練程度。同時這次課設也讓我們對組態(tài)王有了一定的了解，通過自己的自學我們能夠用組態(tài)王做出簡單的畫面連接。</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　通過兩周的課程設計，我們不僅加深了對監(jiān)控組態(tài)軟件的應用和PLC的編程

42、設計的了解和使用，還學到了許多課本上沒有涉及知識，練習了SQL連接的方法和原理。</p><p>　　經過一段時間的課程設計，在湯老師的帶領下，我們學到了很多知識。讓我對之前在課本上很多不明的知識在實踐設計中有了新的領悟和認識，才體會到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的真正含義。</p><p>　　我們原來認為自己已基本掌握的東西可能僅僅是一些膚淺的表面或是總體的一個方面，如果沒有實踐

43、體驗，是發(fā)現不了這些問題的。這次課程設計給了我們一個很好的機會去學習那些書本上不能學到的知識，增長了我們的見識 ，使我們對設計操作有了一定的直觀認識。</p><p>　　在做課程設計的組態(tài)設計時，由于交通燈系統涉及到的控制變量較多，需要對每個變量進行定義和編程，要考慮函數定義的類型和它所對應的PLC程序中的端口號。開始編程的時候因為考慮不周到，總會丟掉一些變量條件，或是變量定義類型不對，組態(tài)運行屢屢失敗，經過多

44、次改進和調試，程序終于運行成功。</p><p>　　課程設計的過程也是復習和再學習的過程，要完成設計任務，就必須將書本上的知識與實際相結合，這使我們上課學到的知識得到系統的重新認知，讓我們更加清晰的記憶了相應的原理和操作運行方式。</p><p>　　兩周的設計操作中，我們參加了設計的各個方面的討論和動手實踐，獲得了寶貴的經驗，這是我們在將來的日子里最需要擁有的財富，同時，我們小組成員的

45、協力合作，也使我們體會到了團隊精神的重要性。經過這段時間的鍛煉，我們熟悉了一個設計的整個流程，提高了自己的動手能力，為以后的設計打下了基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]殷洪義.可編程序控制器選擇設計與維護.北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[2]戴仙金.西門子S7-200系列PLC

46、應用與開發(fā).北京：中國水利水電出版社，2007</p><p>　　[3]廖常初. PLC基礎及應用.北京：機械工業(yè)出版社 </p><p>　　[4]史國生. 電氣控制與可編程控制器技術.北京：化學工業(yè)出版社，2003 </p><p>　　[5]孫振強. 可編程控制器原理及應用教程.北京：清華大學出版社 </p><p>　　[6]阮友德

47、. 電氣控制與PLC實訓教程.北京：人民郵電出版社，2006</p><p>　　[7]王宇 . PLC電氣控制與組態(tài)設計. 北京：電子工業(yè)出版社 ，2010</p><p>　　PLC繼電器 ,晶體管 ,晶閘管的區(qū)別</p><p>　　1.負載電壓、電流類型不同 </p><p>　　負載類型：晶體管只能帶直流負載，而繼電器帶交、直流負載

48、均可。 </p><p>　　電流：晶體管電流0.2A-0.3A，繼電器2A。 </p><p>　　電壓：晶體管可接直流24V（一般最大在直流30V左右，繼電器可以接直流24V或交流220V。 </p><p><b>　　2.負載能力不同 </b></p><p>　　晶體管帶負載的能力小于繼電器帶負載的能力，用晶體

49、管時，有時候要加其他東西來帶動大負載（如繼電器，固態(tài)繼電器等）。 </p><p>　　3.晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 </p><p>　　一般來說，存在沖擊電流較大的情況時（例如燈泡、感性負載等），晶體管過載能力較小，需要降額更多。 </p><p>　　4.晶體管響應速度快于繼電器 </p><p>　　繼電器輸出型原理是CPU

50、驅動繼電器線圈，令觸點吸合，使外部電源通過閉合的觸點驅動外部負載，其開路漏電流為零，響應時間慢（約10ms）。 </p><p>　　晶體管輸出型原理是CPU通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負載，響應時間快（約0.2ms甚至更?。＞w管輸出一般用于高速輸出，如伺服／步進等，用于動作頻率高的輸出：如溫度ＰＩＤ控制， 主要用在步進電機控制，也有伺服控制，還有電磁閥控制（閥動作頻率高）。 </p>

51、<p>　　5. 在額定工作情況下，繼電器有動作次數壽命，晶體管只有老化沒有使用次數限制 </p><p>　　繼電器是機械元件所以有動作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數限制。繼電器的每分鐘開關次數也是有限制的，而晶體管則沒有。 </p><p>　　6. 晶體管輸出的價格稍貴一點. </p><p><b>　　搶答器程序<