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1、大连海洋大学职业技术学院电气控制与 PLC 课程设计 题 目： 运料小车控制与交通信号灯控制系统 指 导 教 师： 姜秀玲 姓 名： 段一平 2010 年 12 月 14 日课程设计成绩评定课程设计成绩评定专专 业业应用电子技术应用电子技术班班 级级电子电子 0808 班班姓姓 名名段一平段一平学学 号号2008122920081229教研室主任教研室主任姜秀玲姜秀玲指导教师指导教师姜秀玲姜秀玲指导教师评语：指导教师评语：签字：签字：年年 月月 日日设计成绩：设计成绩：签字：签字：年年 月月 日日前 言PLC 是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装
2、置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于 PLC 内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。PLC 基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而 PLC 则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。随着电子技术的飞速发展， 人们对于生产过程提出了更高的要求，然而由于控制过程与对象越加复杂，因此要实现生产加工过程的理想控制就更加困难。可编程控制器（Programmable Logic Controller），简称 PLC。它是 20 世
3、纪 70 年代以来，随着社会生产的发展和技术进步，工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展， PLC 的功能和性能已经有了很大的提高，从当初用于逻辑控制和顺序控制领域，扩展到运动控制和过程控制领域。现在的可编程控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。它以其功能强大、可靠性高、编程简单、使用方便以及体积小、功耗低等突出的优越性，迅速普及并成为当代工业自动化的支柱设备之一。这次课程设计服从于电气控制与 PLC课程设计指导书及任务书的要求，编写时力求结合编程及调试实际过程、突出 PLC 应
4、用及特点。其中可编程控制器为松下 FP1 系列，包括 PLC 硬件组成、工作原理、基本指令，PLC 实例两项，并通过在网上和图书馆查阅相关文献以及对老师进行咨询，并且亲自进行编程调试达到控制的要求和目的。由于现代化工行业的发展都离不开物料的混合和加热处理，且严格要求精度和时间；交通等的出现不仅减少了交通事故，使人们的出行安全有了一定的保障，而且现代化社会建设也已经少不了交通等的的支持，因此这次课程设计以这两项为主题进行编写。设计的第一部分主要对 PLC 的定义与产生、特点及应用、工作原理、结构组成、主要性能和指标技术、编程语言进行简要介绍。本次课程设计在编写过程中参考了有关文献资料，在此，对文
5、献资料的编写者表示衷心谢意。由于学生水平有限，难免有错误和疏漏，恳请老师提出宝贵意见。目目 录录第一部分 PLC 的基本知识 .11.1PLC 的概述 .11.2.PLC 的产生与定义 .11.3.PLC 的特点及应用 .21.3.1.PLC 的特点 .21.3.2.PLC 的应用 .21.4.PLC 的工作原理 .2第二部分 小车运送物料的总体设计.32.1 控制要求： .32.2 系统硬件设备配置 .42.2.1 运料小车控制的主回路设计 .42.2.2、分析控制要求，确定输入、输出设备.52.2.3 分配 I/O 接口.62.2.4I/O 外围接线图 .62.2.5 PLC 的选型 .7
6、第三部分 控制系统设计.83.1 控制功能图以及逻辑表达式 .83.1.1 功能图表达式 .83.1.2 逻辑表达式 .103.1.3 根据逻辑表达式画出梯形图 .10第四部分 系统调试结果分析.114.1 结果分析.114.2 系统调试与解决的问题 .114.2.1 调试 .114.2.2 检查电路 .11第五部分 交通信号灯系统控制.125.1.设计目的.125.2.设计要求.125.3.I/O 分配表 .135.4.梯形图.135.5时序图.145.6.I/O 硬件连接图 .143.7.指令表.15心得体会.16参考文献.17第一部分 PLC 的基本知识1.1PLC 的概述可编程控制器（
7、Programmable Logical Controller）是一种将计算机技术用于自动控 制领域的新型工业控制装置。它以微处理器为核心，通过数字量或模拟量的输入、输出来 控制机械设备和生产过程。它把计算机的编程灵活、功能齐全的优点与继电器系统的控制 简单、使用方便、价格便宜等优点结合起来，已成为 21 世纪工业自动化的主流控制系统。1.2.PLC 的产生与定义早期工业生产中广泛使用的电器自动控制系统是继电器-接触器控制系统，简称继电器 控制系统，但这种系统体积大、耗电多、可靠性差。随着 20 世纪工业生产的迅速发展，市 场竞争越来越激烈，工业产品更新换代的周期日趋缩短，新产品不断涌现，传统
8、的继电器 控制系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求， 为了改变这一现状，在 1968 年美国通用汽车公司（GM 公司）为适应生茶需要，提出要用 新型控制装置取代继电器-接触器控制，要求新一代控制系统应具备 10 项技术指标，即：1、编程方便，现场可修改程序； 2、维修方便，采用模块化结构； 3、可靠性高于继电器控制装置； 4、体积小于继电器控制装置； 5、数据可直接送入管理计算机； 6、成本可与继电器控制装置竞争； 7、输入可以是交流 115V； 8、输出为交流 115V，2A 以上，能直接驱动电磁阀，接触器等； 9、在扩展时，原系统只要很小变更； 10、用
9、户程序存储器容量至少能扩展到 4KB。 根据这些需要，美国设备公司（DEC 公司）于 1969 年研制成了第一名可编程序控制器， 型号为 PDP-14，并成功地应用于 GM 公司的汽车生产线控制，取得满意得效果。随后，日 本、德国等也相继研发出自己的 PLC。从此开创了 PLC 开发和应用的新纪元。PLC 自问世以来，发展迅速，在工业控制领域得到十分广泛的应用。为了规范 PLC 的 生产和发展，统一 PLC 的标准，国际电工委员会（IEC）在 1987 年 2 月颁布的第三稿中给 PLC 做了如下定义：“PLC 是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程的存储器，用来其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运 算操作等面向用户的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生 产过程。PLC 及其有关设备都应该按易于与工业控制系统联成一体、易于扩充其功能的原 则设计。 1.3.PLC 的特点及应用1.3.1.PLC 的特点1.可靠性高、抗干扰能力强 2.功能完善、扩展方便、组合灵活、实用性强 3.编程简单、使用方便 4.体积小、质量轻，是实现“机电一体化“的理想产品 5.性价比高1.3.2.PLC 的应用根据 PLC 在工业控制中的特点，可将其
