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1、可编程控制器课程设计报告系 别：机电与自动化学院专业班级：机电一体化0803学生姓名：余登指导教师：李静（课程设计时间：2011年1月10日2011年1月16日）华中科技大学武昌分校4.总结子在川上曰：逝者如斯夫。_孔子时间过得好快好快，为期一周的可编程控制器课程设计就要结束了，时间虽短但也 学到了很多知识.可编程序控制器在交通灯系统上应用时,我想这个课题是很容易的，这样我更应该做 的更好。当真正做起来的时候，还是觉得有点困难的，有些东西以前学了，但现在用起 来可能又有点疑问，遇到问题的时候都能让你主动去翻书，复习这些陌生的知识。我认为 这是一种最好的学习方法一一通过实践去检验自己的知识。这个
2、只有你自己投入进去你 才能发现自己知识点的欠缺。做为一名机电专业的学生对电器原理图的了解更应该有深 刻的认识，知道它的重要性。要能看的懂，给你一张电气原理图，你要能够写出梯形图。 在程序设计过程中，我对以前的编程方法做了归纳，之前我习惯用功能流程图写程序， 遇到难点的时候习惯翻书，对照例子提取点精华。现在能灵活运用经验设计法、顺序控 制设计法。特别多顺序控制设计有了一定的了解。只要你能熟悉掌握，灵活应用的话， 那么编程对你来说将变的非常容易。一个流程图无论多么复杂，都可以拆分上面的形式, 然后就可以利用上面的方法编程了。通过这次对交通灯的PLC控制，让我了解了 PLC状 态转移图、梯形图、指令
3、表、外部接线图有了更深层次的了解和学习，也提高了自己的 转换能力，如：根据系统要求，画出状态转移图。根据状态转移图，画出梯形图，再列 出指令表。同时也更透彻的了解了关于PLC的设计原理。有很多设计理念都来源于实际 生活中的经验知识。相信这次课程设计给自己做了一次很好的锻炼；为自己一年的所学做了较好的归纳;为明年的毕业设计打下坚实的基础。参考文献1 姜新桥，石建华.可编程控制应用基础.武汉：华中科技大学出版社.2007田效伍.电气控制与PLC应用技术.北京：机械工业出版社.20072 杨长能.可编程序控制器基础及应用.重庆:重庆大学出版社.1999郁汉琪.机床电气及可编程控制器实验、课程设计指导
4、书.北京:高等教育出版社2001课程设计成绩:项目业务考核成绩（70%）（百分制记分）平时成绩（30%）（百分制记分）综合总成绩（百分制记分）注:教师按学生实际成绩（平时成绩和业务考核成绩）登记并录入教务MIS系统，由系统 自动转化为“优秀（9010。分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069 分）和不及格（60分以下）”五等。指导教师评语：指导教师（签名）：20 年 月曰.课程设计目的 11.1课程设计目的 11.2可编程控制器概况 11 .课程设计题目描述和要求 41题目描述 42. 2题目要求 4 课程设计报告内容 43.1 I/O 分配 43. 2梯形图 53. 3状
5、态转移图 64指令表 63.5系统接线 73.6系统调试 74. 总结 8参考文献 91. 课程设计目的1.1课程设计目的根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识， 进行工业洗衣机PLC控制系统设计、完成硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提 高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力，从而初步学会从 理论到实践的过渡，为今后的设计积累经验。1.2可编程控制器的概况可编程控制器概述可编程控制器是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可 编程控制器称作可编程逻辑控制器，简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随 着技术的
6、发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置 称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混 淆，所以将可编程控制器简称PLC可编程控制器的定义可编程控制器简称PC,它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、 可编程序逻辑控制器PLC和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机(PC)相 区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可 以编制程序的存储器，
7、用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术 运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生 产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展 其功能的原则而设计。”PLC的特点1) 可靠性高，抗干扰能力强PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬 件，接线可减少到继电器控制系统的1 /1CT1/1OO,因触点接触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用 严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如
8、三 菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平 均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规 模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也 就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时町及时发出警报信息。 在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的 电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，己经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且己经标准化、
9、 系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行 系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子 连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以 用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据 运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到 了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技 术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算
10、机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言 易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近, 只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电 子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。 对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及 建造的周期大为缩短，同时维护也
11、变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序 改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100顾，仅相当于几个继电器的大 小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g,功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。可编程控制器的趋势与动向1）当代PLC技术的发展趋势发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；PLC与个人计 算机（PC）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。2）当代PLC技术的发展动向美国通用汽
12、车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件，这十大条件是： 编程方便，可在现场修改程序； 维修方便，最好是插件式； 可靠性高于继电器控制柜； 体积小于继电器控制柜； 可将数据直接送入管理计算机； 在成本上可与继电器控制竞争； 输入可以是交流H5V； 输出为交流H5V/2A以上，能直接驱动电磁阀； 在扩展时，原有系统只要很小变更； 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。可编程控制器的应用随着PLC的性能价格比的不断提高：微处理器的芯片及有关的元件价格大大降低, PC的成本下降PLC的功能大大增强，因而PLC的应用日益广泛。目前，PLC在国内外己 广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械
13、制造、汽车、装卸、造纸、纺 织、环保等各行各业。其应用范围大致可归纳为以下几种：1）开关量的逻辑控制一一这是PLC最基本、最广泛的应用领域。它取代传统的继电 器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制。开关量的逻辑控制可用于单机控制，也可用于 多机群控，亦可用于自动生产线的控制等等。2）运动控制一一PLC可用于直线运动或圆周运动的控制。早期直接用开关量I/O模 块连接位置传感器和执行机械，现在一般使用专用的运动模块。目前，制造商己提供了 拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。3）闭环过程控制一一PLC通过模拟量的I/O模块实现模拟量与数字量的A/D、D/A 转换，可实现对温度、压力、流量等连
14、续变化的模拟量的PID控制。4）数据处理一一现代的PLC具有数学运算，数据传递、排序和查表、位操作等功能;可以完成数据的采集、分析和处理。数据处理一般用在大中型控制系统中；具有CNC功 能：把支持顺序控制的PLC与数字控制设备紧密结合。2. 课程设计题目描述和要求2.1题目描述：设计一个用PLC控制的十字路口交通灯的控制系统。其控制要求如下：1）自动运行自动运行时，按启动按钮，信号灯系统按下图工作（绿灯闪烁的周期为Is）；按停止 按钮，所有信号灯都熄灭。东西向I红灯充11S|绿灯，尤4s|绿灯闪4s |黄灯闪3s |南北向I绿灯亮4s |绿灯闪4s |黄灯亮3s |红灯亮Ils|2）手动运行手
15、动运行时，两方向的黄灯同时闪动，周期Is。其它灯灭。2.2题目要求1）根据系统要求，画出状态转移图2）根据状态转移图，画出梯形图3）列出指令表4）系统接线课程设计报告内容3. 1 I/O 分配：输入输出X000：自动启动按钮Y000：东西向绿灯X001：手动启动按钮Y001：东西向黄灯X002：停止按钮Y002：东西向红灯Y004：南北向绿灯Y005：南北向黄灯Y006：南北向红灯3. 2梯形图SETSOM8002ISTUiSTLh1STLFX00IM80I3 -I HZRST S20$27 Y005 J Y001 JSETSETT0S20S24 Y006 JK110SET Y004T1K40SETT2M8013T2SETS22K40 Y004S23图2.梯形图041014212629343741433. 3状态转移图图3-1梯形图S24S2O二 _TOYOOOS21S25-T5S23S27T6RET END二T1S22二 T4S26T1YOO6TOY004二=K30Y
