湖北理工学院plc实训

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1、电气与电子信息工程学院电气与电子信息工程学院电气控制与电气控制与 PLCPLC 实训实训 设计报告设计报告名名 称：称： 基于基于 PLCPLC 的花式喷泉控制的花式喷泉控制 专业名称：专业名称： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 班班 级：级： 1111 级级 3 3 班班 学学 号：号： 20114022032011402203 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 高海高海洲洲、胡学芝、胡学芝 设计时间：设计时间： 20142014 年年 5 5 月月 1212 日日5 5 月月 2525 日日 设计地点：设计地点： K3-218K3-218 PLCPLC 实验室实验室 2电气控制与

2、 PLC 实训成绩评定表姓 名学号201140专业班级11 级电气工程及其自动化 3 班题目：基于 PLC 的花式喷泉控制答辩记录：1. 高老师提的问题 1 在 GX Developer 中怎样修改端口？ 答：点击“在线”“传输设置”“串行 usb”“COM 端口”即可进行 修改端口。2. 高老师提的问题 2在 GX Developer 中的梯形图怎样进行调试？梯形图做完后先选变换菜单或 F4 进行变换，完成后选工具菜单中的“梯形图逻辑测试启动”或点“梯形图逻辑测试启动/结束”就可以进行仿真了。然后右键点要测试的元件进行“软元件测试” ，看运行结果是否与你的思路相吻合，不吻合的话可以一边修改一

3、边仿真，直到符合要求。成绩评定及依据：1.考勤情况（10%）：2.设计调试情况（30%）：3.设计答辩（20%）：4.设计报告（完成情况、报告规范性等情况 40%）：最终评定成绩（以分数和优、良、中、及格、不及格评定）：指导教师签字： 3设计任务书设计任务书2013201320142014 学年第学年第 2 2 学期学期学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级：11 级电气工程及其自动化级电气工程及其自动化 3 班班 指导教师：指导教师： 胡学芝、高海洲胡学芝、高海洲 工作部门：工作部门： 电气与电子信息工程学电气与电子信息工程学 院院一、设计题目一、设计题目 课题课题 1 ：.电动机的综合控

4、制方向课题课题 2 ：竟猜抢答系统的设计方向课题课题 3 ：交通灯控制方向课题课题 4 ：电梯控制方向课题课题 5 ：喷泉或彩灯控制方向二、设计内容二、设计内容（含技术指标） 1、用 PLC 实现四台以上电动机综合控制，要求模拟实际的工况，包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。2、用 PLC 实验装置设计竟猜抢答系统，要求不少于 5 组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。3、用 PLC 实现各种路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况基

5、本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。4、用 PLC 实现电梯控制，要求与实际基本相符，电梯层数不少于 4 层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。5、用 PLC 实现喷泉控制，要求花样不少于 6 种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令4的有加分。7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。三、设计进度安排三、设计进度安排序 号内 容学时安排（天）1选题、讲解设计要求、查资

6、料； 12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计答辩1合 计10设计指导答辩地点：K3PLC 实验室四、基本要求四、基本要求设计报告：不少于 5000 字，幅面，统一复印封面。 封面、设计任务书 目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC 选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O 分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明） 4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等） 附录-

7、参考文献五、设计考核办法与成绩评定五、设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分 0100 分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评定项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计答辩回答问题等情况205设计报告完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090100 分：优；8089 分：良；7079 分：中；6069 分，及格；60 分以下：不及格六、参考资料六、参考资料1李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，20002陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，20013王仁祥主

8、编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，20024郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，20015 佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20006 王海，李洪奎，刘晓。基于 PLC 的多轴控制研究J。机械工程学报,2008, 6(4): 470-472.7 杨东, 黄永红, 张新华, 吉敬华. 用 PLC 基本指令实现自动运动定位控制的 研究J. 微计算机信息, 2010, 26(2-1): 62-64。 8 秦琴，王忠庆.。利用 PLC 的高速计数功能实现轴的精确定位控制.。电气技术。2009(3)。9 陈婵娟, 薛恺. 基于 P

9、LC 的步进电动机单双轴运动控制的实现. 机械设计与制造. 2009(3)。10 杨涛, 王启江等。 基于 PLC 绕线机控制系统设计J。组合机床与自动化加工技术，2005(8)：58-59。6目 录一 方案选择及论证71.1 任务详解及要求71.2 设计思路71.3 型号选择7二 系统硬件设计82.1 系统功能及原理82.2 系统组成框图8 82.3 I/O 的分配及接线9三 系统软件设计93.1 各软件模块的功能，梯形图及说明9四 系统调试104.1 硬件调试:104.2 软件调试104.3 运行调试114.4 错误调试与修改方法11五 结果分析与展望12附录137一方案设计及论证1.1

10、任务详解及要求在花式喷泉控制系统的设计过程中主要考虑一下几点:（1）深入了解和分析花式喷泉的工艺条件和控制要求。（2）确定 I/O 设备。根据花式喷泉控制系统的功能要求，确定系统所需的输入，输出设备。（3）根据 IO 点数选择合适 的 plc 类型。（4）分配 IO 点，分配 plc 的输入输出点，编制出输入输出分配表或输入输出端子的接线图。（5）设计花式喷泉系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图。（6）程序，这是整个花式喷泉系统设计的核心工作。1.2 设计思路（1）由于输出有限（有 21 个灯，只有 16 个输出） ，不得不将有些灯连在一起输出。为了好变形状，我将第二圈和第三圈

11、对应的连在一起了，如 L1 和 L3,L2 和 L4，L5 和 L9 等。（2）设计了四种可供选择。按下启动按钮，喷泉即开始工作，按下停止按钮，则停止喷水。可实现自动循环，手动循环，手动，加速，变速，选择花样功能。（3）该花式喷泉有四种喷水花样可供选择：花样一：4-3-2-1 间隔 0.2 依次喷水，一起工作 0.8 秒且循环 5 次后，如果为单循环方式，则继续循环下去。如果为自动循环工作方式，则进入下一个花样.花样二：此花样为火轮形状的转动。转 8 圈后结束。如果为单循环工作方式，则继续循环下去。如果为自动循环方式，则进入下一个花样。花样三：4-3-2-1 间隔 0.2 秒依次向外喷水，一起

12、工作 0.8,秒后全部都亮了，然后又从外圈向内圈熄灭。如此循环 5 次后，如果为单循环，则继续循环下去。如果为自动循环方式，则进入下一个花样。8花样四：相邻的两条灯构成 X 型，然后围绕中心点转动。速度由慢变快，然后又由快变慢，循环次数可以设定。1.3 PLC 型号选择：本次花样喷泉控制系统选用的 PLC 为三菱公司的 FX0N 系列，型号为 FX0N-40MR。此系列的 PLC 体积小，重量轻，使用寿命长，编程和维护方便，故障率低，通过扩展模块的连接，可以增加输入/输出的点数。本次花样喷泉系统共 4 个输入，15 个输出。FX0N-40MR完全可以满足要求。二系统硬件设计2.1 系统的功能及

13、原理此系统的功能：利用 plc 控制喷泉的花样，对其实现控制。此系统的原理：基于 plc 的应用。2.2 系统组成框图及喷泉电路图本系统有 4 个开关输入按钮，分别为 X0 启动，X1 停止，X3 选择自动循环模式，X4 选择检测模式,15 个输出，Y0Y16 依次控制 0 号14 号喷头。如图 2 所示9图 2 喷泉框图2.3 功能分配表及 I/O 分配表功能分配表10I/O 分配表三 系统软件设计与说明3.1 各软件模块的功能，梯形图及说明X23 为停止，启动按钮 X21 为手动输入 X24 花样一 X25 花样二 X26 花样三 X27 花样四四 系统调试4.1 硬件调试按照 I/O 分

14、配表接 plc 外部线路，COME 端都要接+24V114.2 软件调试对比梯形图，对每步进行调试。对上述程序的仿真及调试的具体步骤如下： （1）在 step7 中从主程序导出 111.awl 程序； （2）在 S7_200 汉化仿真 V2.0 软件中导入 111.awl 程序； （3）从软件中选择 CPU 型号为 cpu226；（4）在仿真软件系运行程序打开开关 I0.0； （5）依次观察个花样的仿真结果。4.3 运行调试软件和硬件调试结束后，进行系统运行调试，按下启动按钮，系统开始工作，观察系统运行是否符合控制要求，并随时进行更正，同时随机按下停止按钮，观察系统是否能够停止。经过不断调试和修正，本系统可达到本次课程设计的基本控制要求。4.4 错误调试与修改方法考虑到花样喷泉的花样复杂，选择了子程序控制，这样简单，明了。但还是遇到许多的问题，比如在输入程序时的不小心，或者出现程序错误 ，由于是四种花样工作，设计了自锁，同时，没必要的自锁导致核程序的复杂，在自己设计程序的时候没有输入复位指令，导致程序不能调用现象。经过自己的认真检查，调试过程顺利进行。12五 结果分析及展望通过这次设计实践。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理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，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