2023年PLC综合设计实验报告.pdf

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1、命 要 科 技 大 学 综 合 设 计 实 验 报 告 2 0 232023学 年 第 1 学 期 题 目 1：舞 台 灯 光 控 制 设 计 实 验 题 目 2：轧 钢 机 模 拟 实 验 院（系、部）：电 气 与 控 制 工 程 学 院 专 业 及 班 级：姓 名:_学 号:完 毕 日 期：2 0 2 3 年 1 2月 2 7日目 录 绪 论-_-3当 佥 内 一 一-一-3-*设 计 规 定 一 一 一 _一 一 一 _ 一 _-3 1.vt7（壬 才 口 目-一.-.-4三.课 题 规 定-_ _ _ 4四 控 制 规 定 _ _ _ _ _-4玉【./白 vh 万 _-67 vh-6

2、七.软 件 部 分 设 计-8八.调 试 过 程 和 结 果-13九 j-1 4十.参 考 文 献-1 5绪 论 摘 要:随 着 微 解 决 器、计 算 机 和 数 字 通 信 技 术 的 飞 速 发 展，计 算 机 控 制 已 扩 展 到 了 几 乎 所 有 的 工 业 领 域。现 代 社 会 规 定 制 造 业 对 市 场 需 求 作 出 迅 速 的 反 映,生 产 出 小 批 量、多 品 种、多 规 格、低 成 本 和 高 质 量 的 产 品，为 了 满 足 这 一 规 定,生 产 设 备 和 自 动 生 产 线 的 控 制 系 统 必 须 具 有 极 高 的 可 靠 性 和 灵 活 性

3、,PLC编 程 正 是 顺 应 这 一 规 定 出 现 的，它 是 以 微 解 决 器 为 基 础 的 通 用 工 业 控 制 装 置。本 课 题 就 是 用“西 门 子 PLC S7-2 0 0”实 现 对 发 光 二 极 管 和 电 机 的 控 制。爵 综 合 设 计 实 验 内 容 将 实 际 生 产 中 得 到 广 泛 应 用 的 PLC与 所 学 的 电 气 控 制 理 论 课 程 相 结 合，得 以 进 一 步 了 解 西 门 子 PLCS7-20 0 的 硬 件 结 构、外 部 接 线 以 及 编 程 语 言，可 使 学 生 将 所 学 过 知 识 通 过 理 论 与 实 际 联

4、 系 起 来，从 动 手 接 线,在 实 验 过 程 中 的 调 试,再 到 发 现 解 决 问 题 等 这 一 完 整 的 实 验 过 程，培 养 学 生 对 的 的 设 计 思 想,使 学 生 充 足 发 挥 主 观 能 动 性，去 独 立 解 决 实 际 问 题，以 达 成 提 高 学 生 的 综 合 能 力、动 手 能 力、文献 资 料 查 阅 能 力 的 作 用，从 而 培 养 和 提 高 学 生 的 独 立 工 作 能 力 及 解 决 实 际 问 题 的 能 力。通 过 本 课 程 设 计 不 仅 仅 是 规 定 学 生 完 毕 所 规 定 的 题 目 规 定，同 时 还 要 培

5、养 学 生 养 成 良 好 的 科 学 态 度 和 严 谨 的 设 计 习 惯。一、设 计 规 定 I.写 出 I/O地 址 分 派 表、画 出 硬 件 接 线 图，并 按 照 电 气 接 线 图 将 输 入 与 输 出 接 好；2.在 电 脑 上 打 开 S TEP 7-Micro/WI N 软 件，新 建 项 目，并 与 S7-2 00建 立 通 讯 连 接；3.将 编 写 好 的 程 序 下 载 到 P L C 中。运 营 状 态 下，通 过 观 测 I/O的 LED显 示 查 看 程 序 的 对 的 性。二、设 计 任 务 和 目 的 1.设 计 任 务：了 解“西 门 子 PLC S

6、7-2 0 0”的 硬 件 结 构,外 部 接 线 以 及 软 件 编 程;培 养 解 决 实 际 工 程 技 术 问 题 的 能 力；培 养 综 合 应 用 所 学 知 识 的 能 力、独 立 工 作 能 力 和 团 结 协 作 能 力；掌 握 根 据 工 艺 规 定 设 计 较 复 杂 的、现 代 化 的 电 气 控 制 系 统 的 方 法,并 学 会 调 试 与 操 作。2.设 计 目 的：(1)纯 熟 掌 握 西 门 子 可 编 程 控 制 器 的 编 程 指 令。(2)掌 握 舞 台 艺 术 灯 和 广 告 屏 控 制 器 的 设 计 方 法。(3)掌 握 舞 台 灯 光 模 块 与

7、 可 编 程 控 制 器 之 间 的 外 部 接 线，并 能 过 下 载 所 编 程 序 进 行 调 试 达 成 设 计 规 定。(4)了 解 轧 钢 机 的 基 本 原 理,并 且 熟 悉 轧 钢 机 的 控 制。三、课 题 规 定 掌 握 西 门 子 PL C S7-200的 基 本 结 构 及 重 要 技 术 参 数;会 画 P L C 的 端 子 接线 图;掌 握 可 编 程 控 制 器 的 编 程 句 等;掌 握 多 个 不 同 模 块 的 工 作 原 理；会 对 不 同 模 块 与 P L C 之 间 接 线，并 在 出 现 故 障 时，能 分 析 并 检 查 接 线 的 对 的

8、性；会 设 计 不 同 模 块 的 工 作 方 式，画 出 流 程 图，并 运 用 STEP7软 件 编 写 梯 形 图 程 序;能 实 现 PCL对 实 际 工 业 对 象 的 控 制。四、控 制 规 定 1.舞 台 灯 光 设 计 的 控 制 规 定：下 图 为 舞 台 灯 光 自 动 控 制 演 示 装 置，它 共 有 1 0 道 灯 管，直 线、拱 形、圆 形 及 文 字 形 状。闪 烁 的 时 序 为:错 误!外 围 灯 管（G 和 A）从 外 向 里 依 次 闪 烁（D 和 E）,然 后 中 间 文 字（K、N、T）依 次 闪 烁，最 后 外 围 灯 管 从 里 向 外 依 次 闪

9、 烁，循 环 往 复（所 有 的 定 期 时 间 为 3S）；错 误！从 外 围 灯 管 A 开 始，依 次 按 照 字 母 顺 序 闪 烁（A-B-C-Df E.）,最 后 KN、T 三 个 字 母 同 时 闪 烁 5 次 后 熄 灭（所 有 的 定 期 时 间 为 3 S）;2.轧 钢 机 模 拟 实 验 的 控 制 规 定 在 冶 金 公 司 中 轧 钢 机 是 重 要 的 组 成 部 分，下 面 我 们 将 要 用 P L C实 现 对 轧 钢 机 的 模 拟，右 图 为 模 拟 模 板。按 下 启 动 按 钮 后，工 作 流 程：当 起 始 位 置 检 测 到 有 工 件 时，电 机

10、 M l,M 2开 始 转 动,M 3反 转，同 时 轧 钢 机 的 档 位 至 A 档，将 钢 板 扎 成 A档 厚 度，当 钢 板 运 营 到 左 检 测 位，电 磁 阀 得 电 动 作 将 左 面 滚 轴 升 高，M 2停 止 转 动，电 机 M 3正 转 将 钢 板 送 回 起 始 侧。此 时 起 始 侧 再 检 测 到 有 钢 板，轧 钢 机 跳 到 B 档，把 钢 板 扎 成 B 档 厚 度，M 3反 转，M 2转 动，当 左 侧 检 测 到 钢 板 时 M 2停 止 转 动，电 磁 阀 得 电 将 滚 轴 抬 高 M 3正 转，将 钢 板 运 到 起 始 侧。如 此 循 环 直

11、到 ABC三 档 所 有 轧 完，钢 板 达 成 指 定 的 厚 度，轧 钢 完 毕。五、总 体 设 计 方 案系 统 硬 件 结 构 图 系 统 的 硬 件 配 置 如 上 图 所 示。整 个 系 统 分 为 三 层:上 位 机 层，下 位 机 层 和 现 场 层。将 事 先 写 好 的 程 序 下 载 到 P L C 之 后，用 户 通 过 显 示 器 运 用 组 态 软 件 与 下 位 机（P L C）进 行 交 互，具 有 简 朴 清 楚 明 了 的 特 点。用 户 只 需 在 组 态 换 面 上 点 击 不 同 功 能 的 选 择 按 钮 后，计 算 机 通 过 MP I或 Prof

12、ibu s等 通 讯 协 议 控 制 PLC,PLC根 据 事 先 写 好 的 程 序 通 过 D O 模 块 输 出。六、硬 件 部 分 设 计 1舞 台 灯 光 控 制 设 计 实 验 的 硬 件 部 分 设 计：（1）舞 台 灯 光 的 I/0地 址 分 派 如 下 表 所 示：（2）舞 台 灯 光 的 电 气 接 线 图:输 入 输 出 器 件 说 明 器 件 说 明 10.0 启 动 Q0.0 A 灯 10.1 停 止 Q0.1 B 灯 Q0.2 C 灯 Q0.3 D 灯 Q0.4 E 灯 Q1.2 F 灯 Q 1.3 G 灯 Q0.5 K 灯 Q1.0 N 灯 Q1.1 T 灯 由

13、 V 启 动 像 I卜 1M 10.0 10.1S7-200 EM223S7-200 CPU222电 源 A 灯 B C D E K 电 源 N T F G2.轧 钢 机 模 拟 控 制 实 验 的 硬 件 部 分 设 计:(1)轧 钢 机 模 拟 控 制 的 I/O地 址 分 派 如 下 表 所 示:输 入 输 出 器 件 说 明 器 件 说 明 10.0 启 动 Q0.0 电 动 机 M110.1 停 止 Q 0.1 电 动 机 M 2I 0.2 检 测 钢 板 到 达 Q0.2 电 动 机 M 3 正 转 I 0.3 检 测 钢 板 有 无 Q0.3 电 动 机 M3正 转 Q 0.4

14、A 档 Q0.5 B 档 Q1.0 C 档 Q1.1 Y1(2)轧 钢 机 的 模 拟 控 制 电 气 接 线 图:七、软 件 部 分 设 计 1.舞 台 灯 光 控 制 程 序:符 号 I 地 址 I 注 糅 B灯 Q0.1 B灯 O T Q0 2 i CW网 络 1 6M 0.3 S0.4 1 1-CSCR0网 络 1 7网 络 1 8同 珞 1 9SMO 0 D 灯:Q0.3S)T40。灯:Q0,2R)15-M0.4)T40IN TONPT 100网 结 20符 号 地 址 I注 释 Q0.2MT Q0.3 ID C TM0.4 S0.5SCRT)网 络 4 8S1.3SCRM l.4

15、S 1.4 S C R T)网 络 47同 络 4 9SM0.0 W：Q0.5N 灯:Q1.0 C S)1T 灯:Q1.1T.)1T47-pN TON4 PT 100 m sT47 M1.4J I-()!符 号|地 址|注 第 曳 映 卜 经(SCRE)同 珞 51S M 0.0 K F：Q 0.5N 灯:Q 1.02.轧 钢 机 模 拟 控 制 程 序:I 程 序 在 祥 网 络 1 网 络 标 题 I 网 络 注 祥 一 启 动：10.0 M 0.0-I I-C S)1符 号 I 地 址 启 动 2.0-网 络 2停 止 IQJ1 M 1:Q 0.0T I C R)6M 0.0 C R)1

16、C:Q 1.0 C R)2M 0.0 C R 1祁 号 地 址 C Q 1.0M 1 Q 0.0停 正 10.1网 络 3检 测 有 无：10.3符 号 地 址 注 释 C Q1.0M3F Q0.3M3Z小 勒 屈 Q0.2八、调 试 过 程 和 结 果 1.调 试 过 程：(1)编 写 P L C程 序，触 摸 屏 程 序，可 参 照 参 考 程 序，并 检 查，保 证 对 的。(2)按 照 电 气 接 口 图 接 线。(3)下 载 P L C程 序。(4)置 PLC于 运 营 状 态，调 试 和 运 营 程 序。(5)实 验 结 束 后，关 闭 电 源，整 理 实 验 器 材。2.调 试

17、结 果：(1)舞 台 灯 光:从 外 围 灯 管 A 开 始，依 次 按 照 字 母 顺 序 闪 烁(A-B-C D-E-F f G.),最 后 K、N、T 三 个 字 母 同 时 闪 烁 5 次 后 熄 灭(所 有 的 定 期 时 间 为 3S)；(2)轧 钢 机 模 拟 控 制：按 下 启 动 按 钮 后，工 作 流 程：当 起 始 位 置 检 测 到 有 工 件 时，电 机 M l、M 2 开 始 转 动,M3反 转，同 时 轧 钢 机 的 档 位 至 A 档，将 钢 板 扎 成 A 档 厚 度，当 钢 板 运 营 到 左 检 测 位，电 磁 阀 得 电 动 作 将 左 面 滚 轴 升

18、高，M 2 停 止 转 动，电 机 M 3 正 转 将 钢 板 送 回 起 始 侧。此 时 起 始 侧 再 检 测 到 有 钢 板，轧 钢 机 跳 到 B 档，把 钢 板 扎 成 B 档 厚 度，M3反 转，M 2 转 动，当 左 侧 检 测 到 钢 板 时 M 2 停 止 转 动，电 磁 阀 得 电 将 滚 轴 抬 高 M3正 转，将 钢 板 运 到 起 始 侧。如 止 匕 盾 环 直 至 U ABC三 档 所 有 轧 完，钢 板 达 成 指 定 的 厚 度，轧 钢 完 毕。九、心 得 体 会 这 次 的 实 训 让 我 学 会 了 很 多 平 时 没 在 意 的 知 识。PLC与 电 气

19、控 制 实 训 I,让 我 们 动 手 进 行 连 线,程 序 编 程。分 小 组 进 行 让 我 们 增 长 了 合 作 能 力 与 交 流 能 力。实 训 的 难 点 在 编 程 上，平 时 没 在 意 编 程，又 把 只 是 复 习 了 一 下。在 网 上 找 的 程 序 模 块，然 后 自 己 进 行 改 编，再 通 过 实 验 设 备 进 行 测 试，反 反 复 复 很 多 次 失 败。失 败 并 不 可 怕,我 们 又 进 行 一 步 步 的 问 题 排 查,一 点 点 修 改 程 序。最 终 通 过 我 们 的 努 力，程 序 终 于 能 使 设 备 按 照 规 定 正 常 的 运 营 了。通 过 实 训 I,我 掌 握 了 基 本 的 电 气 连 接 技 术,PLC编 程。复 习 了 很 多 以 前 的 知 识。总 之,这 次 实 习 的 收 获 很 大。十、参 考 文 献 1严 盈 富 PLC入 门 人 民 邮 电 出 版 社 20 2 3 2 杨 公 源 黄 琦 兰 可 编 程 控 制 器 应 用 与 实 践 清 华 大 学 出 版 社 20233 孙 振 强 可 编 程 控 制 器 原 理 及 应 用 教 程 20 2 3。4 刘 建 清 电 气 控 制 与 P L C 技 术 国 防 工 业 出 版 社 2 0 2 3