plc課程設(shè)計(jì)--電氣控制及可編程控制器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　課 程：電氣控制及可編程控制器課程設(shè)計(jì)</p><p>　專 業(yè)：建筑電氣與智能化</p><p>　班 級：建電1102班</p><p>　學(xué) 號：</p><p>　姓 名：xx</p

2、><p>　指導(dǎo)老師：xxxxxxx</p><p>　完成日期：2014年6月27日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 任務(wù)書2</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)課題2</b></p>

3、<p>　　1.2、概況及控制要求2</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)目的及要求3</p><p><b>　　1.4課題要求4</b></p><p><b>　　1.5日程安排4</b></p><p>　　2 課題分析與方案選擇4</p><p>　

4、　2.1 系統(tǒng)概述4</p><p>　　2.2 方案論證5</p><p>　　3 具體軟件硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 流程圖6</p><p>　　3.2 主電路7</p><p>　　3.3 I/O分配7</p><p>　　3.4 I/O接線圖8<

5、;/p><p>　　3.5 元器件選型8</p><p>　　3.6 軟件設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.6.1梯形圖9</p><p>　　3.6.2指令助記符12</p><p>　　4.心 得 體 會14</p><p>　　5參 考 文 獻(xiàn)15</p><p&

6、gt;<b>　　1 任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)課題</b></p><p>　　消防泵2用2備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.2、概況及控制要求</p><p>　　小區(qū)供水系統(tǒng)用于對小區(qū)內(nèi)生活、消防和噴淋用水的自動供給，是小區(qū)公用設(shè)施的重要組成部分。供水系統(tǒng)通過

7、對水泵、閥門等設(shè)備的開、關(guān)和聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)小區(qū)的正常供水，從而達(dá)到居民正常生活和人員、設(shè)備安全的目的。</p><p>　　1、自動狀態(tài)下，輸入自動啟泵信號，提示燈閃光3次（工作2秒停止2秒），蜂鳴器發(fā)出3聲提示音，12秒后按星形方式啟動第一臺泵，15秒后轉(zhuǎn)為按三角形方式運(yùn)行，30秒后按相同的方式啟動第二臺泵?？勺詣訝顟B(tài)下強(qiáng)制停泵。</p><p>　　2、當(dāng)其中運(yùn)行中的一臺過載，30秒后啟動

8、備用泵。</p><p>　　3、自動狀態(tài)只能啟動2臺泵（內(nèi)有互鎖）。</p><p>　　4、手動狀態(tài)下可以手動一臺臺啟動泵。</p><p>　　5、當(dāng)水泵啟動（星形）時，該泵運(yùn)行指示燈閃爍，運(yùn)行三角（形）時運(yùn)行指示燈常亮，當(dāng)過載時該泵運(yùn)行指示燈閃爍，并蜂鳴器和過載燈光信號輸出工作，直到過載信號消失，可按下聲音消除按鈕關(guān)閉蜂鳴器。</p><

9、p>　　6、在自動手動切換過程中應(yīng)該停止所有運(yùn)行的泵。</p><p>　　7、自動狀態(tài)下在沒有消防用水需求下，第一臺水泵啟動（星形）15秒鐘，運(yùn)行（三角形）10秒后，停機(jī)待命120小時（五天）。待命期間如果沒有消防用水，則第二臺水泵啟動15秒，運(yùn)行10秒，停機(jī)待命120小時，如此周而復(fù)始地循環(huán)。在有消防用水需求時，泵組立即自動啟動，加壓供水，充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用。</p><p>

10、　　1.3設(shè)計(jì)目的及要求</p><p>　　1、熟悉電氣控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)程序。</p><p>　　2、掌握電氣設(shè)計(jì)制圖的基本規(guī)范，熟練掌握PLC程序設(shè)計(jì)的方法和步驟。</p><p>　　3、學(xué)會收集、分析、運(yùn)用電氣設(shè)計(jì)有關(guān)資料及數(shù)據(jù)。</p><p>　　4、培養(yǎng)獨(dú)立工作能力、工程設(shè)計(jì)能力以及綜合運(yùn)用專業(yè)知識解決實(shí)

11、際工程技術(shù)問題的能力</p><p><b>　　1.4課題要求</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)原則：國家現(xiàn)行有關(guān)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范及主管部門規(guī)定等。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)范圍：控制系統(tǒng)主電路及控制電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)成果：課程設(shè)計(jì)報(bào)告（設(shè)計(jì)說明書及計(jì)算書等），主電路圖、

12、控制電路圖、流程圖、I/O端子接線圖、梯形圖及程序。（所有成果均應(yīng)為打印稿）</p><p><b>　　1.5日程安排</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)時間共1周，進(jìn)度安排如下：</p><p>　　設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，熟悉有關(guān)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，熟悉課題設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容。（1天）</p><p>　　分析控制要求、主電路及控制

13、電路方案設(shè)計(jì)。（1天）</p><p>　　繪制控制流程圖、I/O端子接線圖。（1天）</p><p>　　梯形圖設(shè)計(jì)、編制程序及程序說明。（1天）</p><p>　　整理計(jì)算書及圖紙、寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（1天）</p><p>　　2 課題分析與方案選擇</p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)概述<

14、/b></p><p>　　區(qū)供水系統(tǒng)用于對小區(qū)內(nèi)生活、消防和噴淋用水的自動供給，是小區(qū)公用設(shè)施的重要組成部分。供水系統(tǒng)通過對水泵、閥門等設(shè)備的開、關(guān)和聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)小區(qū)的正常供水，從而達(dá)到居民正常生活和人員、設(shè)備安全的目的。</p><p><b>　　具體要求如下：</b></p><p>　　1、自動狀態(tài)下，輸入自動啟泵信號，提示燈閃光

15、3次（工作2秒停止2秒），蜂鳴器發(fā)出3聲提示音，12秒后按星形方式啟動第一臺泵，15秒后轉(zhuǎn)為按三角形方式運(yùn)行，30秒后按相同的方式啟動第二臺泵?？勺詣訝顟B(tài)下強(qiáng)制停泵。 </p><p>　　2、當(dāng)其中運(yùn)行中的一臺過載，30秒后啟動備用泵。 3、自動狀態(tài)只能啟動2臺泵（內(nèi)有互鎖）。 4、手動狀態(tài)下可以手動一臺臺啟動泵。 </p><p>　　5、當(dāng)水泵

16、啟動（星形）時，該泵運(yùn)行指示燈閃爍，運(yùn)行三角（形）時運(yùn)行指示燈常亮，當(dāng)過載時該泵運(yùn)行指示燈閃爍，并蜂鳴器和過載燈光信號輸出工作，直到過載信號消失，可按下聲音消除按鈕關(guān)閉蜂鳴器。 </p><p>　　6、在自動手動切換過程中應(yīng)該停止所有運(yùn)行的泵。 </p><p>　　7、自動狀態(tài)下在沒有消防用水需求下，第一臺水泵啟動（星形）15秒鐘，運(yùn)行（三角形）10秒后，停機(jī)待命1

17、20小時（五天）。待命期間如果沒有消防用水，則第二臺水泵啟動15秒，運(yùn)行10秒，停機(jī)待命120小時，如此周而復(fù)始地循環(huán)。在有消防用水需求時，泵組立即自動啟動，加壓供水，充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用</p><p><b>　　2.2 方案論證</b></p><p>　　對于PLC型號的選擇問題，則有以下幾個方面要考慮：</p><p>　　1功能方

18、面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力完成控制任務(wù)。如對PLC與PLC，PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通訊要求；或?qū)LC的計(jì)算速度，用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。</p><p>　　2價格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似，質(zhì)量相當(dāng)

19、，I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價當(dāng)然是必須考慮的因素。</p><p>　　3個人喜好方面 有些工程技術(shù)人員對某些品牌的PLC熟悉，所以一般比較喜歡使用這種產(chǎn)品。另外，甚至一些政治因素或個人情感有時也會成為選擇的理由。</p><p>　　對于本課設(shè)來說不需要擴(kuò)展單元與模擬量單元，可知PLC可以選擇我們所熟悉的西門子系列PLC,根據(jù)以上的

20、分析可知我們可以選擇西門子S7-200系列PLC。</p><p>　　3 具體軟件硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 流程圖</b></p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)原理方框圖</p><p><b>　　3.2 主電路</b></p><p>　　圖3.

21、2 系統(tǒng)主電路</p><p>　　3.3 I/O分配</p><p>　　表3-1 I/O地址分配表</p><p>　　3.4 I/O接線圖</p><p>　　圖3.3 I/O接線圖</p><p><b>　　3.5 元器件選型</b></p><p>

22、;　　在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.輸入輸出（I/O）

23、點(diǎn)數(shù)的估算</p><p>　　I/O點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增加10%到20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入10點(diǎn)，輸出10點(diǎn)。</p><p>　　2.存儲器容量的選擇</p><p>　　存儲器容量是可編程

24、序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器的容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時，能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來代替，存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的形式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總

25、字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按次數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲索要儲存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。</p><p><b>　　3.6 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.6.1梯形圖</b></p><p>　　圖3.4閃光提示音梯形圖</p>

26、<p>　　圖3.5星三角減壓啟動</p><p>　　圖3.6過載切換保護(hù)</p><p>　　圖3.7星形啟動燈光閃爍</p><p>　　圖3.8運(yùn)行指示燈光</p><p><b>　　圖3.9自動巡檢</b></p><p>　　3.6.2指令助記符</p>&

27、lt;p><b>　　LD 0.00</b></p><p>　　ANDNOT 0.01</p><p>　　ANDNOT CNT000</p><p>　　ANDNOT TIM001</p><p><b>　　OUT 10.02</b></p><p><b&

28、gt;　　OUT 10.01</b></p><p>　　TIM 001 #20</p><p><b>　　LD TIM001</b></p><p><b>　　AND 0.01</b></p><p>　　ANDNOT CNT000</p><p>　　AN

29、DNOT TIM002</p><p>　　OUT 200.11</p><p>　　TIM 002 #20</p><p><b>　　LD TIM002</b></p><p><b>　　LD 0.00</b></p><p>　　CNT 000 #3</p>

30、;<p><b>　　LD 0.00</b></p><p><b>　　OR TIM003</b></p><p>　　TIM 003 #120</p><p>　　TIM 004 #150</p><p><b>　　LD 0.00</b></p>

31、<p><b>　　OR 10.01</b></p><p><b>　　OR TIM001</b></p><p>　　ANDNOT 0.01</p><p>　　ANDNOT CNT000</p><p>　　ANDNOT TIM001</p><p>&l

32、t;b>　　OUT 10.01</b></p><p><b>　　OUT 10.02</b></p><p>　　TIM 001 #20</p><p><b>　　LD TIM003</b></p><p><b>　　OR 10.00</b></p

33、><p>　　ANDNOT 0.01</p><p>　　ANDNOT 0.02</p><p><b>　　OUT 10.00</b></p><p><b>　　LD 10.00</b></p><p>　　ANDNOT 10.02</p><p>　

34、　TIM 003 #30</p><p>　　ANDNOT TIM003</p><p><b>　　OUT 10.03</b></p><p><b>　　LD TIM003</b></p><p><b>　　OR 10.04</b></p><p>

35、;　　ANDNOT 10.00</p><p>　　ANDNOT 10.03</p><p><b>　　OUT 10.04</b></p><p><b>　　LD TIM004</b></p><p><b>　　OR 10.05</b></p><p&

36、gt;　　ANDNOT 0.01</p><p>　　ANDNOT 0.03</p><p><b>　　OUT 10.05</b></p><p><b>　　LD 10.05</b></p><p><b>　　AND 10.06</b></p><p&

37、gt;　　TIM 004 #150</p><p>　　ANDNOT TIM004</p><p><b>　　OUT 10.06</b></p><p><b>　　LD TIM004</b></p><p><b>　　OR 10.07</b></p><

38、;p>　　ANDNOT 10.05</p><p>　　ANDNOT 10.06</p><p><b>　　OUT 10.07</b></p><p><b>　　LD TIM005</b></p><p><b>　　AND 0.02</b></p>&

39、lt;p>　　ANDNOT 10.03</p><p><b>　　OUT 10.09</b></p><p><b>　　LD TIM006</b></p><p><b>　　AND 0.03</b></p><p>　　ANDNOT 10.07</p>

40、<p><b>　　OUT 11.00</b></p><p><b>　　LD 0.02</b></p><p><b>　　OR TIM005</b></p><p>　　TIM 005 #30</p><p><b>　　LD 0.03</b&

41、gt;</p><p><b>　　OR TIM006</b></p><p>　　TIM 006 #300</p><p><b>　　LD 10.05</b></p><p><b>　　OR 10.03</b></p><p><b>　

42、　OR 200.02</b></p><p>　　ANDNOT TIM007</p><p><b>　　OUT 11.01</b></p><p>　　TIM 007 #10</p><p><b>　　LD TIM007</b></p><p>　　ANDNO

43、T TIM009</p><p>　　OUT 200.01</p><p>　　TIM 009 #10</p><p><b>　　LD 10.04</b></p><p><b>　　OR 10.07</b></p><p><b>　　OUT 11.02<

44、/b></p><p><b>　　LD 0.02</b></p><p><b>　　OR 0.03</b></p><p>　　OUT 200.02</p><p><b>　　LD 0.04</b></p><p><b>　　OR

45、 11.02</b></p><p>　　ANDNOT 0.01</p><p>　　ANDNOT 0.02</p><p><b>　　OUT 11.02</b></p><p><b>　　LD 11.02</b></p><p>　　ANDNOT 11.03

46、</p><p>　　TIM 010 #150</p><p>　　ANDNOT TIM010</p><p><b>　　OUT 10.03</b></p><p><b>　　LD TIM010</b></p><p><b>　　OR 10.02</b&

47、gt;</p><p>　　ANDNOT 10.02</p><p>　　ANDNOT 10.03</p><p><b>　　OUT TR0</b></p><p>　　AND TIM011</p><p><b>　　OUT 10.02</b></p>&l

48、t;p><b>　　LD TR0</b></p><p>　　TIM 011 #600</p><p><b>　　LD TIM012</b></p><p><b>　　LD CNT013</b></p><p>　　CNT 013 #60</p><

49、;p><b>　　LD CNT013</b></p><p><b>　　LD CNT014</b></p><p>　　CNT 014 #120</p><p><b>　　LD TIM015</b></p><p><b>　　OR 11.04</b&

50、gt;</p><p><b>　　AND 0.04</b></p><p><b>　　AND 0.01</b></p><p>　　ANDNOT 0.03</p><p><b>　　OUT 11.04</b></p><p><b>　　

51、LD 11.04</b></p><p>　　ANDNOT 11.05</p><p>　　TIM 016 #150</p><p>　　ANDNOT TIM016</p><p><b>　　OUT 10.06</b></p><p><b>　　LD TIM016<

52、/b></p><p><b>　　OR 10.07</b></p><p>　　ANDNOT 11.04</p><p>　　ANDNOT 10.06</p><p><b>　　OUT TR0</b></p><p>　　AND TIM017</p>

53、<p><b>　　OUT 10.07</b></p><p><b>　　LD TR0</b></p><p>　　TIM 017 #100</p><p><b>　　LD TIM017</b></p><p>　　TIM 018 #600</p>

54、<p><b>　　LD TIM018</b></p><p><b>　　LD CNT013</b></p><p>　　CNT 019 #60</p><p><b>　　LD CNT019</b></p><p><b>　　LD CNT020<

55、/b></p><p>　　CNT 020 #120</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，接線調(diào)試是十分重要的環(huán)節(jié)。通過調(diào)試過程來反饋程序中所存在的不足并得以改進(jìn)。例如，在實(shí)現(xiàn)水泵控制系統(tǒng)的循環(huán)檢測時，因?yàn)榇龣C(jī)狀態(tài)為五天對于實(shí)驗(yàn)?zāi)M來說時間不被允許，所以改為五分鐘進(jìn)行模擬調(diào)試，由此發(fā)現(xiàn)該循

56、環(huán)系統(tǒng)只工作一個周期后即結(jié)束流程，通過反復(fù)核對，發(fā)現(xiàn)對于計(jì)數(shù)器的復(fù)位開關(guān)沒有正確模擬，后來使用信號開關(guān)對計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位操作，問題得到解決。 </p><p>　　在這一個多星期的時間里，付出了不少時間和精力，努力地查找資料、繪制電路圖等，學(xué)到了很多很多東西。同時，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識</p><p><b>　　5參 考 文

57、獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器》主編 常曉玲 機(jī)械工業(yè)出版社；</p><p>　　2、《監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC入門》 主編 嚴(yán)盈富 人民郵電出版社；</p><p>　　3、《可編程控制器及應(yīng)用》 主編 林小峰 高等教育出版社；</p><p>　　4、《現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》