PLC综合设计实验报告.docx

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PLC综合设计实验报告

西安科技大学

综合设计实验报告

2013—2014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：

完成日期：

2013年12月27日

目 录 

绪论---------------------------------------------------------3

综合设计实验内容---------------------------------------3

一．设计要求---------------------------------------------3

二.设计任务和目的--------------------------------------4

三.课题要求-----------------------------------------------4

四.控制要求-----------------------------------------------4

五.总体设计方案-----------------------------------------6

六．硬件部分设计----------------------------------------6

七．软件部分设计----------------------------------------8

八．调试过程和结果-------------------------------------13

九．心得体会----------------------------------------------14

十．参考文献-----------------------------------------------15

绪论

摘要：

随着微处理器、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。

现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，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，PLC编程正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。

本课题就是用“西门子PLCS7-200”实现对发光二极管和电机的控制。

关键词：

微处理器PLC

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,得以深入了解西门子PLCS7-200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，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、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要求学生完成所规定的题目要求，同时还要培养学生养成良好的科学态度和严谨的设计习惯。

一、设计要求

1.写出I/O地址分配表、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STEP7-Micro/WIN软件，新建项目，并与S7-200建立通讯连

接；

3.将编写好的程序下载到PLC中。

运行状态下，通过观察I/O的LED显示查看

程序的正确性。

二、设计任务和目的

1.设计任务：

了解“西门子PLCS7-200”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；掌握根据工艺要求设计较复杂的、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）熟练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

序进行调试达到设计要求。

（4）了解轧钢机的基本原理,并且熟悉轧钢机的控制。

3、课题要求

掌握西门子PLCS7-200的基本结构及主要技术参数；会画PLC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PLC之间接线，并在出现故障时，能分析并检查接线的正确性；会设计不同模块的工作方式，画出流程图，并利用STEP7软件编写梯形图程序；能实现PCL对实际工业对象的控制。

4、控制要求

1.舞台灯光设计的控制要求：

下图为舞台灯光自动控制演示装置，它共有10道灯管，直线、拱形、圆形及文字形状。

闪烁的时序为：

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烁，循环往复（所有的定时时间为3S）；

从外围灯管A开始，依次按照字母顺序闪烁（A→B→C→D→E...）,最后K、

N、T三个字母同时闪烁5次后熄灭（所有的定时时间为3S）；

2.轧钢机模拟实验的控制要求

在冶金企业中轧钢机是重要的组成部分，下面我们将要用PLC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M1、M2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，当钢板运行到左检测位，电磁阀得电动作将左面滚轴升高，M2停止转动，电机M3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，M2转动，当左侧检测到钢板时M2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。

如此循环直到ABC三档全部轧完，钢板达到指定的厚度，轧钢完成。

5、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PLC之后，用户通过显示器利用组态软件与下位机（PLC）进行交互，具有简单清晰明了的特点。

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MPI或Profibus等通讯协议控制PLC，PLC根据事先写好的程序通过DO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地址分配如下表所示：

输入

输出

器件

说明

器件

说明

I0.0

启动

Q0.0

A灯

I0.1

停止

Q0.1

B灯

Q0.2

C灯

Q0.3

D灯

Q0.4

E灯

Q1.2

F灯

Q1.3

G灯

Q0.5

K灯

Q1.0

N灯

Q1.1

T灯

（2）舞台灯光的电气接线图：

2.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/0地址分配如下表所示：

输入

输出

器件

说明

器件

说明

I0.0

启动

Q0.0

电动机M1

I0.1

停止

Q0.1

电动机M2

I0.2

检测钢板到达

Q0.2

电动机M3正转

I0.3

检测钢板有无

Q0.3

电动机M3正转

Q0.4

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：

2.轧钢机模拟控制程序：

八、调试过程和结果

1.调试过程：

（1）编写PLC程序，触摸屏程序，可参照参考程序，并检查，保证正确。

（2）按照电气接口图接线。

（3）下载PLC程序。

（4）置PLC于运行状态，调试和运行程序。

（5）试验结束后，关闭电源，整理实验器材。

2.调试结果：

（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→G.）,最后K、N、T三个字母同时闪烁5次后熄灭（所有的定时时间为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M1、M2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，当钢板运行到左检测位，电磁阀得电动作将左面滚轴升高，M2停止转动，电机M3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，M2转动，当左侧检测到钢板时M2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。

如此循环直到ABC三档全部轧完，钢板达到指定的厚度，轧钢完成。

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与电气控制实训，让我们动手进行连线，程序编程。

分小组进行让我们增加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要求正常的运行了。

通过实训，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2005

[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2007

[3]孙振强可编程控制器原理及应用教程2005

[4]刘建清电气控制与PLC技术国防工业出版社2006