机电课设喷泉控制系统程序设计(一)修改版.docx

目录1课程设计的任务和要求21.1课程设计的任务21.2课程设计的基本要求22总体设计32.1PLC选型22.1.1 PLC选型依据22.1.2 PLC类型的选择43 PLC程序设计43.1设计思想43.2端子接线图53.3顺序功能图63.4 PLC梯形图74.程序调试说明125结束语136参考文献131课程设计的任务和要求1.1课程设计的任务喷泉控制系统程序设计（一）1.2课程设计的基本要求1设计内容：1）喷泉控制要求为“A、D同时喷6秒，并左右摆动A、C同时喷7秒并旋转B、D同时喷10秒并旋转A、C、B同时喷5秒并摆动-2秒后再循环” 2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。3）喷泉可以实现手动、单周期、连续三种操作方式。4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。2.设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书2总体设计2.1PLC选型2.1.1 PLC选型依据 1.选用规模合适的PLCPLC规模的大小是用输入输出（I/O）点数来衡量的，也就是选择合适I/O点数的PLC。因此在选用PLC时，首先应对与PLC相连的全部输入，输出装置进行统计，并区分输出的性质及所需电压，电流的大小和种类。确定全部的I/O点数，再加上10%15%的备用量，用来输出的扩展。这样就可以计算出系统需要的总I/O点数，作为输入输出点数估算数据。本次喷泉系统设计共有输入输出点41个，全部为开关量，其中输入点11个，输出点30个。 2.确定内存容量的大小小 内存器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。一般用户程序区的内存容量与开关量I/O点数以及用户程序的编写质量等有关。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。估算时，可用经验公式：总存储字数开关量I/O点数*（150200）计算后还可以考虑10%25%的存储余量。由于科技的飞速发展PLC的内存的大小足够我们设计的喷泉使用，所以可以不考虑在内。 3.控制功能的选择 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。 4.机型的选择 (1)PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 (2)输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点； 5.经济性的考虑 选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响，所以应该选择合适点数的PLC。2.1.2 PLC类型的选择因为总点数<256，所以选择SIEMENS公司的S7-200小型机。其主要特点是：指令丰富、内置集成功能、模块扩展功能；具有实时通讯特性；可靠性高适应性强、性价比高等特点。西门子 S7-200 是模块化PLC，它是由CPU模块、扩展弄、模块和总线连接电缆构成。详细型号为：6ES7 216-2BD23-0XB8 CPU226 继电器输出,11输入/30输出3 PLC程序设计3.1设计思想根据课题要求的喷泉喷水花样，采用步进控制的方式，无疑是最佳的方案，同时也决定了程序的设计方向。步进控制设计，是根据系统的功能，以每一步为核心，以步与步之间的转换条件为触发信号，以各步对应的动作功能为驱动，从首步开始一步一步地设计梯形图，直到完成整个程序为止的设计方法。这种设计方法是一步一步地进行设计，所以不容易出错，还可以提高设计效率。那么首先就应该根据课题画出顺序功能图。这样一来每一步的条件和动作就可以确定了。为了增加程序的易读性和方便软件和外部硬件的拓展，我把程序大致分为3部分：第一部分是控制整个程序的顺序控制程序段。是用来完成四种喷水花样的顺序变化和单周期、连续的控制。第二部分是用来控制彩灯循环闪烁与0.1s间隔的灯光循环闪烁程序段。彩灯的循环点亮，以A喷头的四个彩灯为例。当按下启动按钮时，会触发一个步，这里就叫它M2.0。当M2.0被出发后，程序执行该步。该步由4个定时器循环控制，从而达到4个彩灯循环点亮的目的。第三部分是集中输出程序段。分别对A、B、C、D四个喷头和对应的彩灯进行集中输出控制。这种设计方法不仅调理清晰，也大大的增加了易读性和拓展性。只要简单的改动就可以达成不同喷水方案。3.2端子接线图图3.1端子接线图3.3顺序功能图图3.2顺序功能图3.4PLC梯形图灯光循环控制4.程序调试说明当按下启动按钮，开关调到单周期或者连续，A B C D左限位开关闭合，程序依次出现A、D同时喷6秒，并左右摆动A、C同时喷7秒并旋转B、D同时喷10秒并旋转A、C、B同时喷5秒并摆动-2秒后再循环”。每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。当按下启动按钮，手动开关闭合时，程序能够手动实现上述功能。观察各步执行情况，均满足课程设计的功能要求。5结束语一个星期的PLC实训课程设计，很快结束了。在此次实训中我分到的任务是喷泉控制系统的设计，在完成这个项目期间，让我受益匪浅，在老师的正确指导下，在与同学互相研究下以及自己搜索一些相关书籍下，不仅更加牢固的掌握了PLC控制电路的设计和调试的方法，还了解到PLC的应用对生产实践的意义重大。，最主要的是从中找到了学习的乐趣。这门课程设计的灵活性很强，能充分发挥每名同学的的潜力，锻炼了我们的实际动手操作能力，老师也给予我们足够的空间让我们完成此次的实训，这让我觉得压力减轻不少。此次PLC实训课程设计给了我不同的学习方法和体验，让我深切的认识到实践的重要性。在完成项目过程中遇到很多困难，也暴露了自己的很多不足，但组员之间相互配合相互帮助, 最终都由我们一一克服了，使每一个组员对相关专业知识的领悟更上一个层次，因此让我懂得了团队的力量，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的!当涉及到专业课知识时，暴露出了我的很多不足，真切感受到了知识用时方觉少，一定仔细认真学好专业课知识，做一名合格的学生 。最后，也是最重要的，感谢指导老师一直以来的细心指导。老师教给我的不仅是一种严谨的治学态度，更是一种对工作认真负责的良好作风。6参考文献【1】陈白宁，段智敏，刘文波. 机电传动控制 【M】.东北大学出版社，2002.【2】陈白宁. 机电传动控制课程设计指导书.【3】李辉.S7-200PLC编程原理与工程实训. 北京航空航天大学出版社.【4】PLC编程及应用廖常初 机械工业出版社， 2005【5】百度文库