plc課程設(shè)計(jì)報(bào)告-搶答器+交通燈

1、<p><b>　　PLC課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.智能競賽搶答器.....................................................2</p><p>　　1.1學(xué)習(xí)目標(biāo)......................

2、................................2</p><p>　　1.2課設(shè)內(nèi)容......................................................2</p><p>　　1.2.1內(nèi)容概述....................................................2</p><p

3、>　　1.2.2 系統(tǒng)調(diào)試...................................................3</p><p>　　1.2.3所需的設(shè)備..................................................3</p><p>　　1.2.4搶答系統(tǒng)I/O分配表及I/O接線........................

4、........3</p><p>　　1.3心得體會......................................................4</p><p>　　2.交通燈............................................................. 5</p><p>　　2.1課設(shè)目的.....

5、.................................................5</p><p>　　2.2課設(shè)設(shè)備......................................................5</p><p>　　2.3控制要求及參考................................................5<

6、;/p><p>　　2.3.1控制要求....................................................5</p><p>　　2.3.2PLC參考圖...................................................6</p><p>　　2.4組態(tài)王簡介.....................

7、...............................7</p><p>　　2.4.1組態(tài)王基本特性..............................................7</p><p>　　2.4.2組態(tài)王與西門子S7-200的幾種通信方式.........................8</p><p>　　2.5交通燈系統(tǒng)組

8、態(tài)圖.............................................9</p><p>　　2.6交通燈控制時(shí)序圖.............................................13</p><p>　　2.7心得體會.....................................................13</p

9、><p>　　總結(jié)................................................................14</p><p>　　參考文獻(xiàn)............................................................ 15</p><p>　　附錄一：PLC繼電器型 ,晶體管型 ,晶閘管

10、型的區(qū)別.......................16</p><p>　　附錄二：搶答器程序...................................................17</p><p>　　附錄三：交通燈程序...................................................18</p><p>

11、　　附錄五：搶答器時(shí)序圖.................................................21</p><p><b>　　1.搶答器</b></p><p><b>　　1.1學(xué)習(xí)目標(biāo)</b></p><p>　　1.學(xué)會用PLC來解決實(shí)際問題的思路。</p><p&g

12、t;　　2.掌握定時(shí)器的格式及編程方法。</p><p>　　3.學(xué)會用互鎖和自鎖電路為基礎(chǔ)構(gòu)成各輸出電路。</p><p><b>　　1.2課設(shè)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1.2.1內(nèi)容概述</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)智能競賽搶答顯示系統(tǒng)，使用參加競賽人分為兒童組、學(xué)生

13、組、成人組,其中兒童兩人，學(xué)生為一人，成人二人，主持人一人。</p><p>　　控制要求：當(dāng)主持人按下SBO后,指示燈LO亮,表示搶答開始,參賽者方可開始按下按鈕搶答；為了公平，要求兒童組只需一人按下按鈕，其對應(yīng)的指示燈亮，而成人組需要二人同時(shí)按下二個(gè)按鈕對應(yīng)的指示燈才亮；當(dāng)一個(gè)問題回答完畢，主持人按下SB1，一切狀態(tài)復(fù)位；成年人一人違例搶答燈L3閃爍；當(dāng)搶答開始后</p><p>　　

14、時(shí)間超過30秒，無人搶答，此時(shí)鈴響，提示搶答時(shí)間已過，此題作廢。</p><p>　　圖1-1 搶答示意圖</p><p><b>　　1.2.2系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　1.輸入程序。按前面介紹的程序輸入方法,用手持式編程器(或計(jì)算機(jī))正確輸入程序。</p><p>　　2.系統(tǒng)調(diào)試。按設(shè)計(jì)的系統(tǒng)接線圖正確

15、連接好輸出設(shè)備,進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試,觀察是否能按照控制要求搶答，否則，檢查電路并修改、調(diào)試程序,直至能按控制要求顯示。</p><p>　　1.2.3所需的設(shè)備</p><p>　　1．CTSC-200 PLC 1臺</p><p>　　2．編程電纜 1根</p><p>　　3．連接導(dǎo)線

16、 若干</p><p>　　1.2.4搶答系統(tǒng)I/O分配表及I/O接線</p><p><b>　　1.I/O分配表</b></p><p>　　表1-1 I/O分配表</p><p><b>　　2.I/O接線</b></p><p>　　圖1-2智力競賽搶答器接線圖&

17、lt;/p><p><b>　　1.3心得體會</b></p><p>　　通過這次課設(shè)我對plc有了進(jìn)一步的了解，而且對V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP6編程軟件的有了一定了解。這次課設(shè)使我們對課本上的知識有了更深的理解。我們自己獨(dú)立編程使我們知道自鎖的重要和在什麼情況下用自鎖及自鎖的作用。這次課設(shè)我學(xué)到了V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP

18、6編程軟件的應(yīng)用。</p><p><b>　　2．交通燈</b></p><p><b>　　2.1課設(shè)目的</b></p><p>　　1.練習(xí)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的基本使用方法。</p><p>　　2.掌握PLC的編程和調(diào)試方法。</p><p>　　3.對應(yīng)用PLC解決實(shí)

19、際問題的全過程有個(gè)初步了解。</p><p><b>　　2.2課設(shè)設(shè)備</b></p><p>　　1.編程器1臺（PC機(jī)）。</p><p>　　2.實(shí)驗(yàn)裝置1臺（含S7-200 24點(diǎn)CPU）。</p><p><b>　　3.導(dǎo)線若干。 </b></p><p>　

20、　圖2-1 交通燈模擬控制板 </p><p>　　2.3控制要求及參考 </p><p><b>　　2.3.1控制要求</b></p><p>　　交通路口紅、黃、綠燈的基本控制要求如下： </p><p>　　路口某方向綠燈顯示（另一方向亮紅燈）10秒后，黃燈以占空比為50

21、％</p><p>　　的一秒周期（0.5秒脈沖寬度）閃爍3次（另一方向亮紅燈），然后變?yōu)榧t燈（另</p><p>　　一 方向綠燈亮、黃燈閃爍），如此循環(huán)工作。</p><p>　　表2-1 I/O端口分配</p><p>　　PLC I/O端口分配：</p><p>　　SB1

22、 I0.0 起動(dòng)按鈕</p><p>　　SB2 I0.1 停止按鈕</p><p>　　HL1（HL7） Q0.0 東西紅燈</p><p>　　HL2（HL8） Q0.1 東西黃燈</p><p&g

23、t;　　HL3（HL9） Q0.2 東西綠燈</p><p>　　HL4（HL10） Q0.4 南北紅燈</p><p>　　HL5（HL11） Q0.5 南北黃燈</p><p>　　HL6（HL12） Q0.6 南北綠燈<

24、;/p><p>　　2.3.2 PLC參考電路</p><p>　　圖2 -2 紅綠燈控制PLC電氣原理圖</p><p><b>　　2.4組態(tài)王簡介</b></p><p>　　2.4.1組態(tài)王基本特性</p><p><b>　　1.定義</b></p>&l

25、t;p>　　組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)</p><p>　　算機(jī)軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.特點(diǎn)</b></p><p>　　它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)

26、。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢曲線等，可便利的生

27、成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。</p><p><b>　　3.實(shí)踐</b></p><p>　　使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本方法： 　　</p><p>　　(1)圖形界面的設(shè)計(jì) 　　</p><p>　　(2)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 　　</p><p>　

28、　(3)建立動(dòng)畫連接 　　</p><p>　　(4)運(yùn)行和調(diào)試 　　</p><p>　　使用組態(tài)王軟件開發(fā)具有以下幾個(gè)特點(diǎn): 　　</p><p>　　(1)實(shí)驗(yàn)全部用軟件來實(shí)現(xiàn),只需利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)就可完成自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn),從而大大減少購置儀器的經(jīng)費(fèi)。 　　</p><p>　　(2)該系統(tǒng)是中文界面,具有人機(jī)界面友好、結(jié)果可視化

29、的優(yōu)點(diǎn)。對用戶而</p><p>　　言,操作簡單易學(xué)且編程簡單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運(yùn)行</p><p>　　的控制能力,可以實(shí)時(shí)地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示</p><p>　　控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢曲線,這些很強(qiáng)的交互能力使其在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮理想的效果。 　　</p><p>　　3.在采

30、用組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)編制應(yīng)用程序過程中要考慮以下三個(gè)方面:</p><p>　　(1)圖形,是用抽象的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場和相應(yīng)的工控設(shè)備。 　　 </p><p>　　(2)數(shù)據(jù),就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫,并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性,比如水位、流量等。 　　</p><p>　　(3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行,以

31、及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。</p><p>　　2.4.2組態(tài)王與西門子S7-200的幾種通信方式 1.組態(tài)王的通訊機(jī)制 組態(tài)王把每一臺與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置有大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)作為外部設(shè)備的通訊接口。在開發(fā)過程中，只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А?，一步步完成連接過程，即可實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)的連接。在運(yùn)行期間，組態(tài)王可以通過驅(qū)動(dòng)接口和外部

32、設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)或指令。組態(tài)王的驅(qū)動(dòng)程序采用ActiveX技術(shù)，每一驅(qū)動(dòng)都是一個(gè)COM對象，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，從而保證運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，如圖1所示。因此，組態(tài)王可以與一些常用I/O設(shè)備直接進(jìn)行通訊，如可編程控制器(PLC)、智能模塊、板卡、智能儀表等。組態(tài)王與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用五種方式:串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、人機(jī)接口卡方式。</p><

33、p>　　2 組態(tài)王與S7-200的PPI通信方式 PPI(Point-to-Point)是西門子專為S7-200系列開發(fā)的一個(gè)通訊協(xié)議，為主/從協(xié)議，PC機(jī)為主站，S7-200為從站。該方式下有兩種硬件連接方法，一種是使用PPI電纜將PC機(jī)串口和S7-200的通訊口相連，采用串行通訊方式。另一種是PC機(jī)通過CP5611通訊卡與S7-200相連。在第一種方式下，使用PLC編程軟件STEP 7-Micro/WIN32安裝通訊硬

34、件，在“SET PG/PC Interface”對話框中配置PC/PPI cable,選擇Interface Parameter Assignment為PPI，并設(shè)置PPI參數(shù)默認(rèn)值,雙擊通訊框中得刷新圖標(biāo)后建立與S7-200的通信連接。</p><p>　　在第二種方式下，將CP5611卡安裝在PC機(jī)的插槽中，用連接帶纜將CP5611卡與S7-200的PORT口相連，安裝STEP 7-Micro/WIN32和S

35、TEP 7 V5.0 +ServicePack5(或STEP 7 V5.1+ServicePack 2)，運(yùn)行PG/PC-interface ，</p><p>　　將用戶界面配置為CP5611 (PPI)方式。這兩種方式的上位機(jī)組態(tài)王的設(shè)置基本相同，首先使用“設(shè)備配置向?qū)А?定義外部設(shè)備，分別選擇西門子S7-200系列PPI通信和西門子S7-200系列通訊卡通信，并設(shè)定如下通信參數(shù):波特率9600bps,數(shù)據(jù)位

36、8位，停止位1位，偶校驗(yàn)。在設(shè)定PLC地址時(shí)，兩種方式有所不同，前者將PLC地址設(shè)為默認(rèn)地址2。后者采用“PLC地址.2”地址格式，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字為有效地址PLC的地址(即站號)，小數(shù)點(diǎn)后為數(shù)字2，所設(shè)定的地址范圍為2.2～126.2，其中PLC的地址可通過編程軟件STEP 7-Micro/WIN設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。 在組態(tài)王的“數(shù)據(jù)字典”中定義相關(guān)變量，選擇變量類型為I/O型，并選擇連接設(shè)備，指定所訪問的寄存器名及寄存器類型。注意，組

37、態(tài)王只支持V寄存器，如果要監(jiān)控Q、Ｉ、M寄存器，可以先在PLC程序中將Q、Ｉ、M寄存器傳至V寄存器，組態(tài)王通過對V寄存器的操作來實(shí)現(xiàn)對Q、Ｉ、M寄存器的監(jiān)控。另外，組態(tài)王不支持直接以I/O離散變量的定義，需以字節(jié)(BYTE)形式存取，每一BYTE類型(8個(gè)BIT位)對應(yīng)8個(gè)開關(guān)量的輸入或輸出狀態(tài)，即BYTE的</p><p>　　2.5交通燈系統(tǒng)組態(tài)圖</p><p><b>　

38、　1.普通界面</b></p><p>　　圖2-3交通燈系統(tǒng)組態(tài)王普通界面</p><p><b>　　2.演示畫面</b></p><p>　　圖2-4交通燈系統(tǒng)組態(tài)王演示畫面</p><p><b>　　3.東西綠</b></p><p><b>

39、　　圖2-5東西綠</b></p><p><b>　　4.東西黃閃爍</b></p><p><b>　　圖2-6東西黃閃爍</b></p><p><b>　　5.南北綠</b></p><p><b>　　圖2-7南北綠</b></

40、p><p><b>　　6.南北黃閃爍</b></p><p><b>　　圖2-8南北黃閃爍</b></p><p>　　2.6交通燈控制時(shí)序圖</p><p>　　圖2-9交通燈控制時(shí)序圖</p><p><b>　　2.7心得體會</b></p&

41、gt;<p>　　通過交通燈課設(shè)我們有對定時(shí)器，計(jì)數(shù)器從新的學(xué)習(xí)了一遍。這次課設(shè)加強(qiáng)了我們對定時(shí)器，計(jì)數(shù)器的記憶和應(yīng)用的熟練程度。同時(shí)這次課設(shè)也讓我們對組態(tài)王有了一定的了解，通過自己的自學(xué)我們能夠用組態(tài)王做出簡單的畫面連接。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過兩周的課程設(shè)計(jì)，我們不僅加深了對監(jiān)控組態(tài)軟件的應(yīng)用和PLC的編程

42、設(shè)計(jì)的了解和使用，還學(xué)到了許多課本上沒有涉及知識，練習(xí)了SQL連接的方法和原理。</p><p>　　經(jīng)過一段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，在湯老師的帶領(lǐng)下，我們學(xué)到了很多知識。讓我對之前在課本上很多不明的知識在實(shí)踐設(shè)計(jì)中有了新的領(lǐng)悟和認(rèn)識，才體會到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的真正含義。</p><p>　　我們原來認(rèn)為自己已基本掌握的東西可能僅僅是一些膚淺的表面或是總體的一個(gè)方面，如果沒有實(shí)踐

43、體驗(yàn)，是發(fā)現(xiàn)不了這些問題的。這次課程設(shè)計(jì)給了我們一個(gè)很好的機(jī)會去學(xué)習(xí)那些書本上不能學(xué)到的知識，增長了我們的見識 ，使我們對設(shè)計(jì)操作有了一定的直觀認(rèn)識。</p><p>　　在做課程設(shè)計(jì)的組態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，由于交通燈系統(tǒng)涉及到的控制變量較多，需要對每個(gè)變量進(jìn)行定義和編程，要考慮函數(shù)定義的類型和它所對應(yīng)的PLC程序中的端口號。開始編程的時(shí)候因?yàn)榭紤]不周到，總會丟掉一些變量條件，或是變量定義類型不對，組態(tài)運(yùn)行屢屢失敗，經(jīng)過多

44、次改進(jìn)和調(diào)試，程序終于運(yùn)行成功。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的過程也是復(fù)習(xí)和再學(xué)習(xí)的過程，要完成設(shè)計(jì)任務(wù)，就必須將書本上的知識與實(shí)際相結(jié)合，這使我們上課學(xué)到的知識得到系統(tǒng)的重新認(rèn)知，讓我們更加清晰的記憶了相應(yīng)的原理和操作運(yùn)行方式。</p><p>　　兩周的設(shè)計(jì)操作中，我們參加了設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的討論和動(dòng)手實(shí)踐，獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，這是我們在將來的日子里最需要擁有的財(cái)富，同時(shí)，我們小組成員的

45、協(xié)力合作，也使我們體會到了團(tuán)隊(duì)精神的重要性。經(jīng)過這段時(shí)間的鍛煉，我們熟悉了一個(gè)設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，提高了自己的動(dòng)手能力，為以后的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]殷洪義.可編程序控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[2]戴仙金.西門子S7-200系列PLC

46、應(yīng)用與開發(fā).北京：中國水利水電出版社，2007</p><p>　　[3]廖常初. PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　[4]史國生. 電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 </p><p>　　[5]孫振強(qiáng). 可編程控制器原理及應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社 </p><p>　　[6]阮友德

47、. 電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程.北京：人民郵電出版社，2006</p><p>　　[7]王宇 . PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì). 北京：電子工業(yè)出版社 ，2010</p><p>　　PLC繼電器 ,晶體管 ,晶閘管的區(qū)別</p><p>　　1.負(fù)載電壓、電流類型不同 </p><p>　　負(fù)載類型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交、直流負(fù)載

48、均可。 </p><p>　　電流：晶體管電流0.2A-0.3A，繼電器2A。 </p><p>　　電壓：晶體管可接直流24V（一般最大在直流30V左右，繼電器可以接直流24V或交流220V。 </p><p><b>　　2.負(fù)載能力不同 </b></p><p>　　晶體管帶負(fù)載的能力小于繼電器帶負(fù)載的能力，用晶體

49、管時(shí)，有時(shí)候要加其他東西來帶動(dòng)大負(fù)載（如繼電器，固態(tài)繼電器等）。 </p><p>　　3.晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 </p><p>　　一般來說，存在沖擊電流較大的情況時(shí)（例如燈泡、感性負(fù)載等），晶體管過載能力較小，需要降額更多。 </p><p>　　4.晶體管響應(yīng)速度快于繼電器 </p><p>　　繼電器輸出型原理是CPU

50、驅(qū)動(dòng)繼電器線圈，令觸點(diǎn)吸合，使外部電源通過閉合的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，其開路漏電流為零，響應(yīng)時(shí)間慢（約10ms）。 </p><p>　　晶體管輸出型原理是CPU通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時(shí)間快（約0.2ms甚至更?。?。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服／步進(jìn)等，用于動(dòng)作頻率高的輸出：如溫度ＰＩＤ控制， 主要用在步進(jìn)電機(jī)控制，也有伺服控制，還有電磁閥控制（閥動(dòng)作頻率高）。 </p>

51、<p>　　5. 在額定工作情況下，繼電器有動(dòng)作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)限制 </p><p>　　繼電器是機(jī)械元件所以有動(dòng)作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也是有限制的，而晶體管則沒有。 </p><p>　　6. 晶體管輸出的價(jià)格稍貴一點(diǎn). </p><p><b>　　搶答器程序<