喷泉控制系统程序设计(三)说明书(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上喷泉控制系统程序设计说明书目录一.前言二.课程设计的任务和要求1.1课程设计的任务1.2课程设计的基本要求三.总体设计2.1 PLC选型2.2 PLC端子接线四.PLC程序设计3.1 设计思想3.2 顺序功能图3.3 PLC梯形图五.程序调试说明六.结束语七参考文献一.前言可编程序控制器是以微处理器为核心，综合了微电子及时、自动化技术、网络通讯技术于一体的通信工业控制装置。英文缩写为PC或者PLC。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列有点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，使其在机械、能源、化工、交通电力等领域得到了越来越广泛

2、的应。本课程设计的教学目标是使学生掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法。通过本学期对机电传动控制基础课程的学习，初步掌握了设计和调试PLC控制电路的能力。为了更好的掌握PLC控制电路的设计方法和熟练掌握独立涉及调试程序的能力，而进行本学科的课程设计任务。二.课程设计的任务和要求2.1课程设计的任务1）喷泉控制要求为“A、B、D同时旋转并喷水12秒B、D、C同时摆动并喷14秒A、D、E同时旋转并喷10秒A、C、D同时摆动并喷7秒-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、

3、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。2.2课程设计的基本要求（1） 掌握机电传动控制系统中PLC控制的基本原理、顺序控制设计方法（2） 具备一定的设计能力和调试能力三.总体设计3.1 PLC选型西门子S7-200系列PLC,根据输入/输出点数选择根据程序设计要求，确定输入/输出的点数如下：输入：启动 I0.0 输出：A喷泉喷水Q0.0 停止 I0.1 B喷泉喷水Q0.1 单周期 I0.2 C喷泉喷水Q0.2 连续 I0.3 D喷泉喷水Q0.3 手动 I0.4 E喷泉喷水Q0.4手动A喷水I0.5 A喷泉旋转Q0.5手动B喷

4、水I0.6 B喷泉旋转Q0.6手动C喷水I0.7 C喷泉旋转Q0.7手动D喷水I1.0 D喷泉旋转Q1.0手动E喷水I1.1 E喷泉旋转Q1.1手动A旋转I1.2 A喷泉摆动Q1.2 手动B旋转I1.3 B喷泉摆动Q1.3手动C旋转I1.4 C喷泉摆动Q1.4手动D旋转I1.5 D喷泉摆动Q1.5手动E旋转I1.6 E喷泉摆动Q1.6手动A摆动I1.7 A红灯亮Q1.7手动B摆动I2.0 A绿灯亮Q2.0手动C摆动I2.1 A黄灯亮Q2.1手动D摆动I2.2 A蓝灯亮Q2.2手动E摆动I2.3 B红灯亮Q2.3 B绿灯亮Q2.4 B黄灯亮Q2.5 B蓝灯亮Q2.6 C红灯亮Q2.7 C绿灯亮Q

5、3.0 C黄灯亮Q3.1 C蓝灯亮Q3.2D红灯亮Q3.3 D绿灯亮Q3.4 D黄灯亮Q3.5 D蓝灯亮Q3.6 E红灯亮Q3.7 E绿灯亮Q4.0 E黄灯亮Q4.1 E蓝灯亮Q4.2声警报响Q4.3 光警报响Q4.4 由上述输入/输出情况可知：需要输入点数为20，需要输出点数为37。但是根据实际情况可知实际的有效输出数目并是37个，但是实际PLC没有那么多的输出。所以可以根据实际需要减少输出的数量从而达到调试目的。 根据输入、输出点数选择合适的PLC。 由于S7-200系列PLC的输出点数最多为16个（其型号为S7-200，CPU226），所以决定在调试时采用简化方案进行调试，即去掉次要的输

6、出项目。具体方案为，去掉声光报警系统和一个蓝灯循环，将各组循环彩灯合并到一组执行，即每次当有喷泉动作是均有一组才灯循环点亮。这样就剩下16个输出项目，在选择S7-200系列PLC，CPU226的情况下可以满足输入/输出项目的需要。3.2 PLC端子接线（见I/O接口布置图）四.PLC程序设计4.1 设计思想通过本学期对机电传动课程的学习，对PLC电路有了初步的熟悉和了解，在此基础之上，对本次课程设计的内容进行详细的分析，从而得出整体的设计思路。 具体分析如下： 从设计要求总体来看，整个系统流程可以分成四个主要的步。步与步之间通过定时器（T37T41）来控制。 从设计要求的每一步来看，系统需要有

7、A、B、C、D、E五个喷头，且每个喷头周围有红、绿、黄、蓝四个彩灯。当任何一个喷头发生动作（喷水、旋转或摆动）时，都会使其对应的四个彩灯循环点亮。 当程序执行到某一步，将使对应的要求动作的喷头发生相应的动作，与此同时，喷头的动作将触发与其对应的四个彩灯循环点亮。当该步执行完毕，喷头动作停止，与其对应的四个彩灯熄灭。延时一定时间之后程序执行到下一步，继续使对应要求的喷头发生相应的动作，同时带动彩灯循环点亮。 在单周期状态下，程序执行完一周之后自动停止所有动作，回到起始步，等待下一次启动命令。 在连续状态下，利用程序中的计数器对程序执行次数进行计数，执行玩一次完整操作计数器加1，循环进行，当循环次

8、数达到设计要求的20次时，程序发出声光报警，此时按下停止按钮，声光报警结束。 在手动状态下，将每一个需要触发的动作命令变成与之对应的输入信号。当给出一个输入时，对应的喷头发生相应的动作。 彩灯的循环点亮，以A喷头的四个彩灯为例。当A喷头的任意一个动作（喷水、旋转或者摆动）发生时，都会触发一个步，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。4.2 顺序功能图（见第 页）4.3 PLC梯形图（见第 页至第 页）五.程序调试说明程序在调试过程中遇到的问题及其解决办法：问题1：实验室PLC系统的有效输入/输出端口数量不够用？解决办法：

9、将程序设计简化，使程序能够满足本课程设计中要求的最简化方案。删掉一部分对主体程序影响不重要的内容，即在调过程中将设计要求的红、绿、黄、蓝四色循环灯改为红、绿、黄三色灯，并去掉连续模式下的声光报警系统。这样就解决了PLC端口不足的问题。问题2：第一次调试时，在连续模式下发现三色灯循环点亮持续进行（缺少2s的延时），不满足程序设计的要求？解决办法：打开监控程序，仔细检查程序的执行过程，同时对照已经设计好的梯形图，找出问题的所在。最后，经过几次反复排查，发现在控制三色灯循环点亮的梯形图网络中，控制其执行的M2.0步之前漏掉了一个需要串联的定时器（控制2s延时）T41的常闭开关。将程序修改后重新运行，

10、观察各步执行情况，均满足课程设计的功能要求。 六.结束语 通过本次课程设计的学习和研究，我发现自己在PLC的顺序功能图 的设计方面还存在不足之处，并以此次的课程设计为契机，努力打好对机电传动设计方面的基础。与此同时，我更加深刻的体会到将所学到的知识应用到实际设计之中时的那份喜悦之情。在这次课程设计过程中，我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。更好的掌握和运用先进的PLC技术，将对我国的工业化发展起到积极地推动作用。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。七.参考文献 1李方园 化学工业出版社 2010.8 2廖常初 PLC编程及应用（第3版） 机械工业出版社 2008.1 3赵全利，李会萍，贾磊 机械工业出版社 2010.3 4肖峰，贺哲荣 PLC编程100例 中国电力出版社 2009.6 5李若谷，韩敏 西门子PLC编程指令与梯形图快速入门 电子工业出版社2009.10专心-专注-专业