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1、1山东交通学院山东交通学院电控与电控与 PLCPLC 课程设计课程设计 报告书报告书院院( (部部) )别别 信息科学与电气工程学院信息科学与电气工程学院 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 时时 间间 2014.05.19-2014.05.302014.05.19-2014.05.30 2课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书题题 目目 基于基于 PLC 的机械手设计和多通道温湿度监控装置的机械手设计和多通道温湿度监控装置 院院 (部部) 信息科学与电气工程学院信息科学与电气工程学院 专专 业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 班班 级级 学生姓名学生姓名 学学 号
2、号 5 月月 19 日至日至 5 月月 30 日日 共共 2 周周指导教师指导教师(签字签字) 系系 主主 任任(签字签字) 2014 年年 3 月月 13 日日3一、一、 设计内容及要求设计内容及要求 (1) 分别有总的启、停按钮，开始时，按下启动按钮 SB 后，机械手处于原 始位 置，Y3 亮，过 1 秒钟，变为放松状态， 则 Y1 亮，Y7 亮，准备 1 秒钟后， 机械手开始顺序动作， 1、机械手下降：延时 1 秒后，Y1 灭，按 SQ1，表示到下限位的检测信号， 则 Y2 亮。 2、机械手夹紧：延时 2 秒后， Y3 亮，表示夹紧。 3、机械手上升：延时 1 秒后，Y2 灭，按 SQ2
3、，表示到上限位的检测信 号，则 Y4 亮， 4、机械手右行：延时 1 秒后，Y4 灭，按 SQ3，表示到右限位的检测信 号，则 Y5 亮， 5、机械手下降：延时 1 秒后，Y5 灭，按 SQ1，到下限位后，则 Y6 亮， 6、机械手放松：延时 1 秒后，Y3 灭，Y7 亮， 7、机械手上升：Y6 灭，按 SQ2，到上限位后，则 Y8 亮，延时 1 秒，Y8 灭， 8、机械手左移：按 SQ4，到左限位后，则 Y1 亮，回到原始位置。然后跳 到步 1，循环执行。9、 “停止”按钮应设有两个，一个实现立即完全停止，完全停电，而另 一个 停止按钮按下时，先完成整个工作过程，然后完全停电。用数码管显 示
4、机械手下降的时间。当按下非立马停止的 “停止”按键的同时，启动三 相异步电动机运转，当机械手完成整个工作过程，三相异步电动机停止。 三相异步电动机也应能独立控制启停。(2) 用稳压器给定 2 路输入信号为 0-10V 标准直流电压信号分别表示为温 度、湿度对应的电压信号。分别经过 EM235 转换之后，用 2 位 LED 交替显 示相应电压值的个位和第一个小数位 （静态显示方式） ，要实现可自动每隔 2 秒交替，也可手动按键交替显示。把其中的一路模拟量输入，通过 EM235 的模拟量输出端直接输出，可用万 用表测量。 要保证显示精度。 要有启动和停止按钮！二、设计原始资料二、设计原始资料PC
5、机；西门子 S200PLC三、设计完成后提交的文件和图表三、设计完成后提交的文件和图表 系统原理说明； I/O 端子分配图；4外部接线结构图； 梯形图及每一网络相应的注释； 使用的中间继电器、定时器、计数器等用途说明； 结合具体使用的 I/O，定时器，计数器等做系统原理的详细说明； 设计中遇到的问题，解决方法；设计心得展望等；四、进程安排四、进程安排教学内容 学时 地点集中学习 0.5 天 综合实验楼资料查阅与学习讨论 1 天 综合实验楼设计及调试 7 天 综合实验楼成果验收 1.5 天 综合实验楼 五、主要参考资料五、主要参考资料1 王永华，现代电气控制及 PLC 应用技术M，北京，北京航空
6、航天大学出版社 2007 年 11 月。2 所用三相电机，步进电机等原理介绍3 电控与 PLC 课程设计指导书51. 基于基于 PLC 的机械手控制的机械手控制 1.1 题目要求题目要求分别有总的启、停按钮，开始时，按下启动按钮 SB 后，机械手处于原始位 置，Y3 亮，过 1 秒钟，变为放松状态， 则 Y1 亮，Y7 亮，准备 1 秒钟后，机 械手开始顺序动作， 1、机械手下降：延时 1 秒后，Y1 灭，按 SQ1，表示到下限位的检测信号，则 Y2 亮。 2、机械手夹紧：延时 2 秒后， Y3 亮，表示夹紧。 3、机械手上升：延时 1 秒后，Y2 灭，按 SQ2，表示到上限位的检测信号，则
7、Y4 亮， 4、机械手右行：延时 1 秒后，Y4 灭，按 SQ3，表示到右限位的检测信号，则 Y5 亮， 5、机械手下降：延时 1 秒后，Y5 灭，按 SQ1，到下限位后，则 Y6 亮， 6、机械手放松：延时 1 秒后，Y3 灭，Y7 亮， 7、机械手上升：Y6 灭，按 SQ2，到上限位后，则 Y8 亮，延时 1 秒，Y8 灭， 8、机械手左移：按 SQ4，到左限位后，则 Y1 亮，回到原始位置。然后跳到步 1，循环执行。 9、 “停止”按钮应设有两个，一个实现立即完全停止，完全停电，而另一个 停 止按钮按下时，先完成整个工作过程，然后完全停电。用数码管显示机械手下 降的时间。当按下非立马停止
8、的 “停止”按键的同时，启动三相异步电动机运 转，当机械手完成整个工作过程，三相异步电动机停止。 三相异步电动机也应 能独立控制启停。 1.2 方案说明方案说明6原始位置 （SQ2SQ4）右端 （SQ2SQ 3）低端 （SQ1）低端 （SQ1）延时 1 秒 Y7 亮Y2 亮，延时 2秒 Y3 亮，Y7 灭延时 1 秒 Y2 灭Y4 亮延时 1 秒 Y4 灭Y5 亮，延时 1 秒 Y5 灭Y6 亮，延时 1 秒 Y7 亮，Y6 灭Y8 延时 1 秒Y8 灭跳转第步按钮SB 原始位置Y3 亮，延时 1秒Y1，Y7 亮1.3 端子分配端子分配输入端输出端 机械手启动按钮(SB)I0.0Y1Q0.1
9、下限位(SQ1)I0.1Y2Q0.2 上限位(SQ2)I0.2Y3Q0.3 右限位(SQ3)I0.3Y4Q0.4 左限位(SQ4)I0.4Y5Q0.5 完全停止按钮I0.5Y6Q0.6 非完全停止按钮I0.6Y7Q0.7 电机单独启动I0.7Y8Q1.0 电机单独停止I1.1电动机Q1.171.4程序设计程序设计8910111.51.5图片图片122. 基基 PLC 的多通道温湿度监控装置的多通道温湿度监控装置2.12.1 题目要求：题目要求： 用稳压器给定 2 路输入信号为 0-10V 标准直流电压信号分别表示为温度、湿 度对应的电压信号。分别经过 EM235 转换之后，用 2 位 LED
10、交替显示相应电 压值的个位和第一个小数位 （静态显示方式） ，要实现可自动每隔 2 秒交替， 也可手动按键交替显示。把其中的一路模拟量输入，通过 EM235 的模拟量输出 端直接输出，可用万用表测量。要保证显示精度。要有启动和停止按钮！ 2.22.2 方案说明及方案说明及 EM235EM235 模块的要点：模块的要点： （1）温度湿度对应的电压信号可以自动实现 2S 交替，也可以用手动控制，二 个手动按钮分别控制温度与湿度对应的电压信号，输出的电压信号经过 EM235 的转换把模拟量转换成数字量，在通过数码管分别显示个位与小数点第一位。 （2）EM235 是最常用的模拟量扩展模块，它实现了 4
11、 路模拟量输入和 1 路模拟 量输出功能。下面以 EM235 为例讲解模拟量扩展模块接线图，如下图 1 所示。没没13图 1 图 1 演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接 接入 X和 X；对于电流信号，将 RX 和 X短接后接入电流输入信号的 “”端；未连接传感器的通道要将 X和 X短接。 对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入 量程和分辨率。 （后面将详细介绍） EM235 的常用技术参数： 模拟量输入特性 模拟量输入点数4 电压（单极性）010V 05V 01V 0500mV 0100mV 050mV 电压（双极性）10V 5V 2.5V
12、1V 500mV 250mV 100mV 50mV 25mV输入范围电流 020mA 数据字格式双极性 全量程范围-32000+32000 单极性 全量程范围 032000分辨率12 位 A/D 转换器 模拟量输出特性 模拟量输出点数1 信号范围电压输出 10V 电流输出 020mA数据字格式电压-32000+32000 电流 032000 分辨率电流电压 12 位 电流 11 位 下表说明如何用 DIP 开关设置 EM235 扩展模块，开关 1 到 6 可选择输入模 拟量的单/双极性、增益和衰减。EM235EM235 开关开关 SW1SW1 SW2SW2 SW3SW3 SW4SW4 SW5S
13、W5 SW6SW6单单/ /双极性选择双极性选择增益选择增益选择衰减选择衰减选择ON单极性OFF 双极性 OFF OFF X1 OFF ON X10 ONOFF X100 ONON 无效ONOFF OFF 0.8 OFF ONOFF 0.4 OFF OFF ON 0.214由上表可知，DIP 开关 SW6 决定模拟量输入的单双极性，当 SW6 为 ON 时， 模拟量输入为单极性输入，SW6 为 OFF 时，模拟量输入为双极性输入。SW4 和 SW5 决定输入模拟量的增益选择，而 SW1，SW2，SW3 共同决定了模拟量的衰减 选择。 根据上表 6 个 DIP 开关的功能进行排列组合，所有的输入设置如下表：6 个 DIP 开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模 块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。输入校准模拟量输入模块使用前 应进行输入校准。其实出厂前已经进行了输入校准，如果 OFFSET 和 GAIN 电位 器已被重新调整，需要重新进行输入校准。其步骤如下： A
