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1、1 绪论可编程逻辑控制器(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。当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段， 可编程逻辑控制器， 即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在 整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。一、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将
2、它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶 段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数 据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期， 才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路， 并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算 的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对
3、应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化, 而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化, 而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图 起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周 期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的 话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序
4、直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器 会被立即更新，这跟立即输入有些区别。三、输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。2 设计任务2.1 设计目的1 能够根据功能要求选择PLC的类型及其根据I/O点的要求选择该类PLC的型号。2 根据所选的PLC类型，掌握该PLC的编程软件并能够利用该软件绘制设计课题的梯形 图。3根据绘制的梯形图，编写完整的程序清单。2.2 设计内容和要求控制要求：某物业供水系统有水泵4台，供水管道
5、安装压力检测开关K1, K2和K3。K1接通，表 示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1 自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工 作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增 设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维 持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。2 各水泵工作时，均应有工作状态显示。3 手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有过 载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（注：若输入点不够，可
6、减少一个过载保护输入）。4 设置“自动/手动”切换开关（ON手动，OFF自动），另设自动运行控制开关（ON自动运行，OFF自动运行停止）画出系统动作流程图；设计外部输入、输出点（I/O）；画出PLC外部接线图；设计完整 梯形图；写出完整的软件程序。2.3 设计工作内容及工作量的要求按照任务书要求，完成课程设计说明书一份；PLC外部接线图一份；O编址与I/O端 子接线图；PLC实验梯形图一份；PLC实验程序清单一份。3 设计内容3.1 设计方案的选择由设计内容和要求可知，本设计需要用到四台水泵，水泵的型号都为:J02-41-4, 4.0kw,1440转/分,380v, 8.4A。在设计主电路时水
7、泵以电动机代替，图中的KM为接触器线圈,FR为热继电器，主电路并设有短路过载保护3.2硬件电路设计3.2.1硬件主电路设计L13.2.2 I/O点分配表本设计的控制部分由PLC完成，由于本系统控制分手动和自动运行，手动运行时，每台水泵分别有启动和停止开关输入，自动运行时，需要有自动运行/停止开关输入，水压判断 开关以及保护输入等，还有四个水泵输出PLC 的 I/O 点分配表如表 3.3.2 所示输入点对应信号输入点对应信号输出点对应信号X0自动/手动切换X11自动启动/停止Y0供水水泵1X1手动启动泵1X12低压开关K1Y1供水水泵2X2手动停止泵1X13水压正常反馈K2Y2供水水泵3X3手动
8、启动泵2X14高压开关K3Y3供水水泵4X4手动停止泵2X15泵1的过载保护X5手动启动泵3X16泵2的过载保护X6手动停止泵3X17泵3的过载保护X7手动启动泵4X20泵4的过载保护X10手动停止泵4表 3.3.2 I/O 地址分配表3.3.3 I/O外部接线图元件数量（个数）型号PLC1三菱机电FX2N-24M三相异步电动机4J02-41-4, 4.0KW熔断器5RL6-60接触器43TB43图3.3.3 I/O外部接线图4电气元件选择热继电器4DH48S开关3M301583按钮18LA4-3A5软件设计5.1流程图设计5.2 软件图设计5.2.1 梯形图设计IIdodLLMi：L肮1T1
9、1T HU2T卜T卜imHFM23卄憐T卜MEST卜M33HF处QIF腳卄卄HEBHI壮1dbHI井T卜T卜折4卜H20欄1NEOT卜井井弊靠T卜井卄N28T卜H2D卄-PF一“阴M2ST旧T阳8口H21EI脚SHpnEISH删7打帽3口龍1SEI阳anH2SF?n-I I-nN2LT卜H：2井PET卜4-F曲P2N15说1II1LII订IILO-H d 一甘MlMSIHI恫畀JbTII1STM20N31-kH30H2jT卜U20-I卜H211122T卜T卜I： 21-I卜pSTH2E-I i-ME2T卜HI-毗E4F腔UIU22-IFH晋T卜JiST阿K孙5.2.2 指令表(J LDIX(K
10、X2斗 OUTM 31 CJP IIZ3 1)MHtMJO4 L-O2& CJRZ5 C：JlJO29 PlS P(JM L JJXCJ 3 j9 LJAl ANIxe)t)e)IO ORMAJ32= OUTM斗 1 八3-3- LDXO122 OUTMO34- ANOM4u LnXCKJS335 ANIXC) 1 3114 ORM 13-0 ANITUIi5 ANFX(437 OUTTOK3OOre- ourl1 1I nXO1417LDX(M541ANDM4ISORM242ANI|：9ANIX(J(J643ANTT!20QU 丁M244OUTT|K30021LDX00747LD1M2O22
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