国开电大-可编程控制器应用实训-形考任务4-实训报告.docx

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1、形考任务4项目细则目的理解PLC控制系统的控制工序和要求,设计控制系统硬件连线，维制PLC程序,并进行软件的监控和调试，使学生熟悉PLC的使用，训练 PLC控制系统编程的思想和方法，提高应用PLC的能力.选题要求1 .根据PLC控制系统的控制工序和要求，设计控制系统硬件连线，编制PLC程序，并进行软件的监控和调试；2.同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。报吉内容1 .实训目的；2 .实训要求；3 .实训内容；4 .主要实训软件；5实训步骤；6 .心得体会。提交时间第916周评分准则共计可编程控制器的程序设计与调试实训报告字数不少500字；实训报告应独立完成，报告禁止抄袭，请

2、不要直接从网上要制拒关文章，一 经发现，专题报告成绩计为0分.1 .形式和内容规范2分2 .内容准确无误8分(1 )实训概述(目的、要求、内容、软件)一2分(2 )实训步骤(硬件接线图、PLC控制程序)4分(3 )心得体会一2分可编程控制器应用实训 形考任务四实训报告送料小车控制系统的实现一、实训目的：理解PLC控制系统的控制工序和要求，设计控制系统硬件连线，编制PLC程序，并进 行软件的监控和调试，使学生熟悉PLC的使用，训练PLC控制系统编程的思想和方法，提 高应用PLC的能力。二、实训要求：1 .根据PLC控制系统的控制工序和要求，设计控制系统硬件连线，编制PLC程序，并 进行软件的监控

3、和调试；2 .同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。三、实训内容:网络8图L6符号1地址注释I启动M1.6停止M1.7（三）上位机MCGS监控系统的设计L组态软件监控画面设计首先在用户窗口，点新建窗口，生成窗口 0,在窗口 0属性中重命名为运料小车自动控制, 然后在工具条中点工具箱选择图中需要的元件组态即可。如图2.1所示：图2.1对窗口、实时数据库和PLC三者建立链接:将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数 据对象建立相关性链接,再通过设置通道与PLC三者建立链接,并设置相应的动画属性。在 系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现图 形

4、的动画效果。双击运行策略进入循环策略，由循环策略进入策略组态,在策略组态的工具栏中点策略工具箱和新增策略行,从策略工具箱中选择脚本程序拖到新增策略框中。如图2. 2所示:运华斗小车徒笠运动 组态界面87 SQO SOI SQ2 SQ3 SQ4 SQ6小车行程 O小车位 O口乎叫位五图2.2在实时 数据库中新 增所有需要 的数据对象,并定义数据变量的名称、类型、初始值和数值范围等等，必要时可以添加注释。如表2.3所/5：名称类型注释SBO开关型0工位按钮SB1开关型1工位按钮SB2开关型2工位按钮SB3开关型3工位按钮SB4开关型4工位按钮SB5开关型5工位按钮SQO开关型0工位行程开关SQ1开

5、关型1工位行程开关SQ2开关型2工位行程开关SQ3开关型3工位行程开关SQ4开关型4工位行程开关SQ5开关型5工位行程开关SQ6开关型右限位开关SQ7开关型左限位开关Q0开关型小车前进Q1开关型小车后退VWO数值型表2.3VW2数值型设定装料时间数值型小车行程数值型小车运动行程装料时间数值型双击策略组态的脚本程序进行编写。编写必要的脚本程序，使动画更加丰富、形象，达 到设计的需要,所以一般上位机组态当中脚本程序是必须的。脚本程序如图2. 5：一 丁一丁一丁一 丁一丁SQ7=0SQ0=0SQ1 = 0SQ2=0SQ3=0IF 小车行程=37。THEN SQ2=1 QG=G Q1 = 0UW0=2

6、ENDIFIF小车行程=51 G THENSQ3=1Q0=0 Q1 = 0 UW8=3ENDIFIF 小车行程=658 THEN SQ4=1 ,QO=0Q1 = 0 UW0=4 ENDIFIF 小车行程=79G THENSQ5=1Q0=0 Q1 = 0 UW0=5ENDIFIF 小车行程=88。THEN SQ6=1 *Q0=0 Q1 = 0UW0=6ENDIFIF小车行程=G THEN SQ7=1QO=0 01 = 0IF小车行程=51。THENSQ3=1Q0=0BQ1 = 0UW0=3ENDIFIF 小车行程=65G THENSQ4=1Q0=0Q1 = 0UW0=4ENDIFIF 小车行程=

7、79。THENSQ5=1eQO=0Q1 = 0UW8=5ENDIFIF 小车行程=88。THENSQ6=1Q0=0eQ1 = 0UW0=6ENDIFIF小车行程THENSQ7=1Q0=0Q1 = 0ENDIFOO THEN 090 THEN 0230 THEN 0370 THEN 0510 THEN5 2. 图进行设备组态，当首先进入设备窗口。双击进入设备组态，在设备组态的工具栏选设 备工具箱，在工具箱中选择通用串口父设备和西门子S7-200设备,生成设备组态中的通 用串口父设备0和设备0。双击生成的通用串口父设备0,进入通用串口属性编辑的基本 设置。双击生成的设备0,在设备0的设备属性设置中

8、对基本属性和通道连接进行设置。点击需要设置动画连接对象，进入单元属性设置，点击动画连接，再点击组合图符选择 符号，进入动画组态设置，在表达式中关联对应的变量即可。如图2.6和图2.7所示:副蒯皿e|a| x|电周坐到噩通用串口及设备（H通用串收设备设备0-西门子_S7200PpI如图2.6图 2. 7-1图 2. 7-2点击基本属性中的内部属性,再点击设置设备内部属性右端生成的省略号，生成S7-200通道属性设置;点击增加通道，设置需要的通道类型、通道地址、连续通道个数、数据位 的位数、操作方式。图2. 8最后对设备属性设置中的通道链接进行设置。左键点击通道连接后,进入通道连接设置, 使对应数

9、据对象和通道类型匹配。如上图所示:设备层性设置：-设备0基本属性通道连接设备调试数据处理I设备属性名设备属性值|内部属性设置设备内部属性采集优化0-不优化在线帮助查看设备在线帮助设备名称设备。设备注释西门子_S7200PPI初始工作状态1 -启动最小采集周期ms)1000设备地址2通讯等待时间500快速采集次数采集方式0 -分块采集|检查KJ 确认(Y) | 取消13 | 帮助(H) |图2.92.运料小车自动往复运动运行与调试把西门子S7-200CPU224与电脑通信，通信完成之后，把PLC程序通过电脑下载到 PLC设备，并将其运行。然后关闭PLC编程软件，再打开组态界面将其运行即可。如图

10、2. 10所不：SQO0小车行程0小车位置0呼叫位置运料小车往复运动组态界面SQ7 SQO SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6圄回回回10.7 10.0 10.1 10.3 10.4 10.5 10.6 QO.O Q0.1回同同同同图 2. 10六、心得体会本设计运用的可编程控制器实现的自动运料小车控制器，避开了以往继电器接触不 良、开关易损坏等缺点，可靠性和稳定性都有所提高。在检测小车是否到达呼叫停靠点 的时候，运用了行程开关使小车的停靠位置更加准确。同时，由于输入输出很明显，不 需要好多额外的外接电路，让设计更简洁。这也是采用了成熟的可编程控制器带来的好 处。即使在出现故障、紧

11、急停止等环节中都能快捷操作。可编程控制器应用实训形考任务五实训报告病房呼叫PLC控制系统一、实训目的：1 .熟悉置位、复位、复位优先、置位优先指令的应用。2 .进一步熟悉编程方法和编程技巧，选择合适编程方法设计程序。3 .学会绘制病房呼叫系统PLC控制接线图。4 .学会PLC控制系统输入输出端口的分配及安装方法。5 .熟悉运用编程软件进行控制系统联机调试。二、实训要求：1 .选择社会生活或生产实践中某一种典型的PLC控制系统或产品，并能够独立进 行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线 图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）；2 .采用S7-200

12、系列PLC实现控制系统的设计，并通过软件的监控和调试实验效果, 验证设计方案的可行性。三、实训内容：病房呼叫系统设计主要包括两部分：普通病房和重病房。（-）普通病房任务设计要求：（1）每一个病床床头均有紧急呼叫按钮和重置按钮，方便病人紧急呼叫。（2）设每层楼有一个护士站，每个护士站均有该楼层病人紧急呼叫和处理完毕的 重置按钮。（3）当病人按下紧急呼叫按钮，并且没有在5s之内重置，该病人的床头和房间门 口的指示灯闪烁，同时护士站的指示灯闪烁。（4）护士站紧急呼叫灯闪烁后，护士须先按下护士处理按钮取消灯的闪烁，再到 病房处理紧急情况，只有病房内紧急情况处理结束后才可以按下床头的重置按钮，停止 床头

13、和房间门口灯的闪烁。如果护士直接到病房对紧急状况进行处理，那么处理后对床 头灯进行复位，护士站灯的指示灯也被复位。（二）重病房任务设计要求：（1）重病房内有两个呼叫按钮，重病房内的看护人员需要护士协助时按下第一个 按钮通知护士站，另一个按钮是病人有突发状况时，看护人员呼叫医师和护士的。(2)重病房的每次紧急呼叫如果在lOmin内没有人按下重置按钮，也就是lOmin 内没有对紧急状况作出判断和处理，自动向医院会诊中心进行呼叫，会诊中心的会诊指 示灯闪烁和蜂鸣器响起，会诊中心专家按下重置按钮将会诊中心的呼叫信号解除，并到 重病房进行会诊。(3)重病房的每次紧急呼叫进行计数，以便医生了解病人状态。四

14、、主要实训软件硬件(1)常用电工工具、万用表等。(2) PC 机(3)所需设备、材料见表1。序号标准代号器件名称型号规格数量备注PLCS7-200CNCPU226AC/DC/RLA16ES 7216-28D23-0XB8QB隔离开关DZ47LE-3P+N1SF1-8普通病房按钮XB2-BA42C83_SF9-14重病房按钮XB2-BA42C64_SF15护士站按钮XB2-BA42C15_SF16会诊中心按钮XB2-BA42C16PG1-6普通病房指示灯XB2BVM3LC67_PG7-9重病房指示灯XB2BVM3LC38_PG10-11护士站指示灯XB2BVM3LC29_PG12会诊中心指示灯X

15、B2BVM3LC110PB会诊中心蜂鸣器XB2BVM3LC LED111UR电源模块DR-120-24112XT接线端子JX2-Y010若干表1设备、材料明细表五、实训步骤(一)系统原理图病床呼叫控制系统设计步骤如下。1 .分析被控对象并提出控制要求详细分析病床呼叫控制系统的工作特点，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求, 确定控制方案，拟定设计任务书。从病床呼叫系统控制要求来看，本次设计任务主要是 按钮、指示灯、蜂鸣器之间的逻辑控制，相互之间制约条件虽然多，但是总的来说不是 很复杂，用基本逻辑指令完全可以胜任。从编程方法来看，本模块中介绍的组合逻辑函 数设计法和经验设计法都比较合适。组合逻

16、辑设计法运用起来可能较困难，而通过前面 三个任务的学习已积累部分经验，可尝试使用经验设计法来设计程序。至于替换法由于 没有可参考的电气控制线路，所以在这里并不合适。2 .确定输入/输出设备根据病床呼叫控制系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位 置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及 其他执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。本次 任务共需要输入设备按钮16个，所以需要16个输入点；输出设备指示灯12个，蜂鸣 器1个，共13个输出点。3 .选择PLCPLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等

17、的选择。本次任务中涉及的 元件均为普通常见元件，使用开关量控制为主，且控制所需的输入输出点数较多，共需 16输入13输出，为满足要求和方便使用，选择了 S7-200系列较常见的CPU226CN AC/DC/RLYo该型PLC主机使用220V交流电，输入输出元件可使用24V直流电。共有24 个输入点、16个输出点可以满足工作要求。4 .分配I/O点并设计PLC外围硬件线路（1）分配I/O点画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行，见表2。1 .在一些自动化生产线上，为了实现多地点随机卸料或者多地点随机搜集成品或（废 品），经常会用到一台装卸料小车，根据请

18、求在6个位置停车，进行装卸料，SQ0SQ5为6 个正常停车位置的行程开关，小车压上时为ON,小车离开时为OFF； SQ6、SQ7为小车保护 限位行程开关，SBO为小车卸料琴键开关，SB1SB5为互锁的装料琴键开关，用于选择小车 装料的位置。2 .小车在电动机的拖动下运行，电动机正转时小车右行，电动机反转时小车左行。3 .当选择按钮号与小车位置压下的行程开关号相同时，按下启动按钮，小车停止不动。4 .当选择按钮号大于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按钮，小车向右运行直 至两者相等时，小车停止。当选择按钮号小于小车位置压下的行程开关号时，按下启动按 钮，小车向左运行直至两者相等时，小车停止。5

19、 .装料完毕，按下选择按钮SBO,小车向左运行直至SQO时，小车停止并卸料；小车 装卸料时，必须5秒后下一个信号才能响应。四、主要实训软件硬件本次实训是设计基于PLC组态技术的运料小车控制系统，本系统采用西门子 S7-200CPU224型的PLC、MCGS组态软件、V4. 0 STEP 7 MicroWIN SP6编程软件。利用组态 与PLC之间的通信，将各种脚本程序与PLC程序完美结合，共同去控制一个对象，以达到 现场的控制要求和控制目的。五、实训步骤（一）硬件设计1.主电路设计根据控制要求，小车从SQ7点前进到SQ6点，还可以根据呼叫位置的要求，到达指定 位置，然后停车，实现工作现场功能。

20、因此，工作电机一定要实现正反转，其主电路的电 气原理图如图L1所示：输入地址分配输出地址分配SF11病床紧急按钮10.0PG1病床床头指示灯Q0.0SF2病床重 粉 钮10.1PG21_2病床床头指示灯Q0.1SF31_2病床紧急按钮10.2PG3第一病房门口指示灯Q0.2SF41_2病床重置按钮10.3PG42病床床头指示灯Q0.3SF52病床紧急按钮10.4PG52_2病床床将现丁Q0.4SF62_1病床重置按钮10.5PG6第二病房门口指示灯Q0.5SF72_2病床紧急按钮10.6PG73病床床头指示灯Q1.0SF82_2病床重置按钮10.7PG83_2病床床头指示灯Q1.1SF93病床

21、紧急按钮12.0PG9第三病房门口指示灯Q1.2SF103病床重置按钮12.1PG10护士站指示灯Q1.4SF113病床护士协助按钮12.2PG11护士站协助指示灯Q1.5SF123_2病床紧急按钮12.3PG12会诊中心指示灯Q1.6SF133_2病床重置按钮12.4PB会诊中心蜂鸣器Q1.7SF143_2病床护士协助按钮12.5SF15护士站重置按钮11.4SF16会诊中心重置按钮11.5表2地址分配表（二）设计PLC外围硬件线路画出系统其他部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的PLC接线图，至此系统的硬 件电气线路已

22、经确定。病床呼叫系统PLC接线图如图1所示2。1新麻絮为按仰11新队中竹按胃1_2病族素按包1_2料妹4,皆按钿21病麻繁%按til2 . 1就从中门按钿2_2痛麻絮%按钿2_2新尿中置按胃3_1麻麻素为按3_1W昧*置按钿1新床护I二协W戌dll3_2痛味去白技钊3_2病味M汽按钿3_2就乐护I二批WJ接用护I站坐置按钿会诊中CM置按DC24VAC220V10.010.1I0.2I0.3I04I0.5I0 6I07I2.0I2 1I22I2.3I24I2511 411.51M2MACNL1CPU226CNQ0 0Q0 1Q0.2Q0 3Q0 4Q0 5Q1 0Q1.1Q1.2Q1 4Q1 5

23、Q1 6Q1.7Q0 61L2L3L1病出木头指示灯去指对III指小灯2病院木头指示灯2 2:从头褊东灯第：如历nil指小灯头:;小九3 1头指小力s-第讷比”口指小灯护I高协助搭小灯公嗯卜心指小力0-会诊中/行力器DC24V图1病房呼叫系统控制PLC接线图（三）硬件连线操作1.根据表1配齐电器元件，并检查各电器元件的质量。2根据PLC接线图，如图1所示，画出电器元件布置图，如图2所示。PG1PG2PG3PG4PG5PG6PG7PG8由9PGLOPG11PG12PG13PG14PGL5PG16PG17PG18PG19S7-200SF1SF2SF3SF4SF5SF6SF7SF8SF9SF10SF

24、1LSF12SF13SF14SFliSF16SF17SF18SF19SFECXT图2电器元件布置图3 .根据电器元件布置图安装元件，各元件的安装位置整齐、匀称、间距合理，便于 元件的更换，元件紧固时用力均匀，紧固程度适当。电器元件安装后如图3所示。图3电器元件安装实物图4 .布线。布线时按照PLC安装布线要求布线。PLC和开关电源尽量远离接触器，PLC 的10线和大功率线分开走，PLC的输入输出线分开走，合理选择接地点。安装接线图如 图4所示。安装后如图5所示。进线图4病房呼叫系统PLC控制安装接线图图5病床呼叫系统PLC控制实物图图5病床呼叫系统PLC控制实物图韩5 .检查。通电前，认真检查

25、有无错接、漏接等现象。（四）编写实训程序本设计采用经验设计法，并考虑复位优先指令进行设计。由于各床呼叫重置条件相 似，所以只需完成其中一张床位的控制设计，其余仿照套用即可。这里针对1床呼叫 控制进行设计。1_1病床状态分为触发状态M0. 0、报警状态MO. 1,触发状态用来记录呼叫按钮有无 触发，并开始计时，重置按钮可将触发状态复位；报警状态用来判断触发时间是否到5s 并开始报警，重置按钮可将触发状态复位。护士站分为报警起动状态M4. 0和护士开始 处理状态M4.3,护士站报警状态由病房报警触发并由病房复位按钮撤销；护士开始处理 状态由护士站触发由病房复位按钮撤销。1病床控制程序梯形图设计如图

26、6所示。Rtt 4|1旅开蛤报警祁告伏毒12 M。3S OUTRS网格5网络行题触发伏态21Mo4139网络6121床开始报警139报警状态12 Mo 3S OUTRSIO 5护站伏芯M4 011 4护土站状态M4 0护士我理M4 3报警状态11MQ1SM0 5报警状态22 MQ 7SM0 5Q0.0)报警状态12MQ3Q0.1(指若状态11MQ1Q0.2T r- )界潜状12卜伯3报警状态21Mo 5Q0.3T I()Q0.41 I)小车位置号VW。符号I地址母轻|呼叫位置号VW2小车前进JM2.0小车位置号VW0网络4呼叫位置号VW2 小车后退:M2.1符号I地址注释I呼叫位置号VW2I小车M2.1示车位置号VW0网络5I呼叫位送号：VW2网络6符号I地址I注释呼叫位置WVW2小车位置号VW0小车前进:M2. 0M2.2前进:QUOT 11 / IC )前进:Q0.0网络7网络7小车后退：M2.1M2.2后退:Q0.1铜IW注释I前进Q0.0上车M2.0WI地址IpESI后退小车后退M2.1