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1、枣庄学院课程设计摘要PLC 作为一种成熟可靠的管制器，目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用，现在我想把它运用到与我们息息相关生活中，作为一名大学生的我，用自己的专业知识来完善教室的使用及资源整合利用。智能课堂电力供应系统是结合当今现在的大学生上课模式设计的，多媒体在教学中充当着非常重要的角色。这套智能课堂电力供应系统在老师还未到达教室时，就已经统计好了学生的上课人数以及自动开启多媒体，避免老师上课点名所占用的时间。很大程度上提高了老师的上课效率。本文介绍了基于 S7-200 PLC 顺序控制指令完成智能课堂电力供应系统的相应动作设计方案。我的设计思路是：智能课堂电力供应系统在相应的条件下
2、的各个系统的顺序启动，及相应的关闭。关键词关键词：智能、顺序控制、S7-200 PLC枣庄学院课程设计目录目录摘要1一、绪论21.1 多媒体教学的应用现状.21.2 智能课堂电力供应系统实现功能2二、硬件电路的实现32.1 主控电路设计.32.1.1 PLC 简介 .32.1.2 控制器 I/O 口分配表 32.1.3 主控电路的接线图 4三、软件程序实现63.1 软件开发环境简介63.2 智能课堂电力供应系统程序流程图.83.3 智能课堂电力供应系统功能梯形图编程实现93.4 系统调试12结束语14参考文献15附录16枣庄学院课程设计一、绪论1.1 多媒体教学的应用现状目前在教学的过程中，随
3、着科技的进步，越来越多的老师都会更倾向多媒体教学。首先，使用多媒体教学可使原来抽象、枯燥的学习内容通过图形、动画等表现形式而变得直观,增强了学生的学习兴趣。其次，能有效实施以教师为主导、学生为主体的教学模式。由于多媒体教学系统具有交互性、集成性和多维性的特点,因此,在教学中,能够尊重学生的个性,充分发挥教师的作用,实现教师与学生的双向交流,进行个性化教学。第三，能促进以知识传授为主的教学模式向以素质教育为主的教学模式转变。多媒体教学系统可为学生创造一个自主学习的教学环境1.2 智能课堂电力供应系统实现功能在上课前学生进入教室时，PLC 开始记录，当教室的学生们达到一定的数量时，则启动智能课堂电
4、力供应系统。学生们陆续出教室时，PLC 记录小于其设定值时，则智能课堂电力供应系统在 PLC 的控制下相应的关闭。在老师提前到达教室时，也可以通过启动按钮 SB1 来启动智能课堂电力供应系统。当按下 SB1 时，智能课堂电力供应系统启动，电脑控制系统得电，电脑开启。延时几秒，幕布系统得电，幕布下降。延时几秒，投影仪系统得电，投影仪开启。在老师不用相应的教学仪器时，也可以通过停止按钮 SB2 来关闭智能课堂电力供应系统。当按下 SB1 时，智能课堂电力供应系统关闭，各个系统依次延时关闭。枣庄学院课程设计二、硬件电路的实现本篇课程设计所设计的智能课堂电力供应系统所包含的硬件电路主要有：主控电路设计
5、、数码显示设计等。2.1 主控电路设计2.1.1 PLC 简介 本文设计的智能课堂电力供应系统采用的控制器为西门子公司 S7-200 系列 PLC。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC） ，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成有：电源、中央处理单元(CPU) 、存储器存、储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块构成。因作者水平
6、有限，此次设计未曾使用通信模块。2.1.2 控制器 I/O 口分配表表 2.1 控制器 I/O 口分配表输入输出I0.0 脉冲 +Q0.0 电脑系统I0.1 脉冲 -Q0.1 幕布系统I0.2 启动 Q0.2 投影仪系统I0.3 停止 枣庄学院课程设计2.1.3 主控电路的接线图图 2.1 控制系统 I/O 的接线图图 2.2 控制电路接线实物图枣庄学院课程设计图 2.3 PLC 输入输出接线实物图图 2.4 被控面板接线实物图 枣庄学院课程设计三、软件程序实现根据智能课堂电力供应系统功能要求，软件设计主要完成以下功能：1. 教室内的检测装置检测到有同学进入时，给 PLC 一个脉冲信号，使计数
7、器加一。2.当计数器累加到设定值时（本文中将设定值设置为 40）或按下启动按钮时，系统将顺序启动。电脑系统开启，电脑开启。3.电脑开启 10s 后，启动延时器。4.延时器时间到，启动幕布系统，幕布开始下降，启动延时器。5.延时器时间到，启动投影仪系统，投影仪开启。智能课堂电力供应系统启动完毕，方能开始上课。6.当教室内的检测装置检测到同学们陆续离开教室，计数器减少到设定值或 下停止按钮系统则顺序关闭。7.当教师上课时不需要多媒体。也可以按下停止按钮，来关闭系统。8.系统关闭时，投影仪先关闭，依次是幕布系统，电脑系统，当电脑关闭时，智能课堂电力供应系统完全关闭。3.1 软件开发环境简介STEP
8、7 编程软件用于西门子系列工控产品包括 SIMATIC S7、M7、C7 和基于 PC 的 WinAC 的编程、监控和参数设置，是 SIMATIC 工业软件的重要组成部分。西门子 STEP7 是用于创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。STEP 7 具有以下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。STEP 7 的所有功能均有大量的在线帮助，用鼠标打开或选中某一对象，按 F1 可以得到该对象的相关帮助。在 STEP 7 中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。STEP 7 用SIMATIC 管理器对项
9、目进行集中管理，它可以方便地浏览 SIMATIC S7、M7、C7和 WinAC 的数据。实现 STEP 7 各种功能所需的 SIMATIC 软件工具都集成在STEP 7 中。枣庄学院课程设计图 3.1 STEP 7 MicroWIN 的启动画面图 3.2 STEP 7 MicroWIN 工作界面枣庄学院课程设计3.2 智能课堂电力供应系统程序流程图图 3.3 智能课堂电力供应系统程序流程图枣庄学院课程设计3.3 智能课堂电力供应系统功能梯形图编程实现本文设计所采用的编程方法主要是为下面根据智能课堂电力供应系统所需实现的功能对梯形图进行分析。智能课堂电力供应系统主程序，网络 2 中 I0.0、
10、 I0.1 为检测装置给的脉冲信号，I0.0 在上升沿处脉信号冲与累加器加一记录 C1。I0.1 在下降沿处脉冲信号与累减器减一记录 C1。I0.3 为复位按钮，按下使 C1 计数器复位 0。读网络 6 时，特殊存储器 SM0.0 为运行监控，始终保持接通状态（ON） 。这时调用子程序。枣庄学院课程设计智能课堂电力供应系统的子程序，网络 1 为初始化脉冲 SM0.1 将状态继电器 S0.0 置位。复位全部单元系统，全部停止工作。网络 2，初始顺序控制器 S0.0 开始。系统等待，当 C1 计数值为 40 或 I0.2按钮按下时，程序跳转到 S0.1枣庄学院课程设计网格 79,S0.1 状态的转
11、移条件和转移方向。当 S0.1 为活动状态时，网络7 中对 Q0.0 置 1，电脑系统得电 ，电脑开启，同时定时器 T37 开始延时 10s；网络 8 中，当 T37 延时时间到，T37 常开触点接通，顺序控制继电器 S0.2 置位，转移到 S0.2，同时 S0.1 自动复位；网络 9 为 S0.1 顺序控制状态结束。枣庄学院课程设计网络 2628，S0.6 状态的转移条件和转移方向。当 S0.6 活动状态时，继电器 Q0.0 复位，电脑系统关闭。顺序控制继电器 S0.0 置位，转移到 S0.0 等待再一次启动，同时 S0.6 自动复位。网络 28 为 S0.6 顺序控制状态结束。3.4 系统
12、调试连接好 PLC，打开 V4.0 STEP 7 MicroWIN 软件。首先用软件远程使 PLC 停止工作，RUN 灯变黄。然后将程序下载到 PLC，再用软件启动 PLC，RUN 指示灯绿，程序运行时，按下 I0.0 按钮，给 PLC 40 个脉冲信号，并将实时参数传送到数码管显示。当 VB0 大于 40 时，智能课堂电力供应系统工作开始。先是电脑开启，Q0.0 小灯点亮，延时 10s。计时完毕，幕布下降，Q0.1 小灯点亮。再次延时 10s，投影仪开启 I0.2 小灯点亮。这时系统已经完全开启，等待下次脉冲指令。按下 I0.1 按钮，使 VB0 小于 40 个脉冲信号，使智能课堂电力供应系
13、统关闭，首先关闭投影仪，Q0.2 小灯熄灭，延时 10s。计时器计时时间到，幕布上升，Q0.1 小灯熄灭，延时 10s。最后延时器时间到，电脑关闭。按下 I0.2 启动按钮，系统按照开启顺序开启。按下 I0.3 停止按钮，系枣庄学院课程设计统顺序关闭。运行过程中并没有按预想的程序走完，很是伤心，近一周的课程设计在自己的努力下，还是有很多的要收获及要学习的东西。最后在老师的帮助下我最终调试好了我的程序，程序设计的并不那么高大上，但让我了解了 PLC 这个控制器，学习了好多关于他的指令。嗯嗯。可以交课程设计了。老师给打高分啊，虽然程序简单，会有冗余，但是，我还会努力的。以上枣庄学院课程设计结束语经
14、过一个学期的学习，及一个多星期智能课堂电力供应系统 PLC 课程设计，让我有很多的收获，不仅了解了 PLC 的接线，同时也熟悉了 PLC 硬件电路的构成。还学会了 PLC 软件开发环境的使用、各种编程指令的应用等。此次软件编程使用的主要为 SCR 指令。SCR 指令简单，直观，易于阅读，使用它来控制智能课堂电力供应系统的工作过程，很是方便。通过此次课程设计的锻炼，让我们加深了对 PLC 的认识和理解，也知道了PLC 应用于工业控制的优点所在，更重要的是让我看到了自己知识的匮乏，也坚定了以后要不断的学习，不断的向身边的人虚心请教，同时要借助于图书馆和网络来扩充自己的知识面的决心。也只有这样，在以后的社会竞争中，自己才能有立足之地，才能有所作为。枣庄学院课程设计参考文献1.西门子公司.SIMATIC S7-200 可编程序控制器手册，20082.赵春生.可编程序控制器应用技术（第 2 版）北京：人民邮电出版社，20123.廖常初.PLC 基础及应用.第 2 版. 北京.机械工业出版社.2015枣庄学院课程设计附录
