电器与PLC控制课程设计报告.docx
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电器与PLC控制课程设计报告.docx
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电器与PLC控制课程设计报告
1.摘要2
2.PLC简介2
2.1PLC概述2
2.2PLC的工作原理2
3.设计要求4
4.I/O分配5
5.PLC硬件连接图6
6.梯形图程序6
7.设计总结12
1.摘要
本设计运用PLC技术通过西门子S7-200仪器来实现的。
具体是由四个传感器、四个控制开关通过网络程序完成的。
实验包括了PLC编程、西门子运用及现场操作等各方面知识。
本设计是针对现代自动取料运输等工业生产和商业运营的社会需求,设计一种小车自动取料系统。
2.PLC简介
2.1PLC概述
可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。
但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC。
2.2PLC的工作原理
当可编程逻辑控制器投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,可编程逻辑控制器即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间,可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
输入采样阶段:
在输入采样阶段,可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。
输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。
在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。
因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
用户程序执行阶段在用户程序执行阶段,可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。
在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。
即使用I/O指令的话,输入过程影像寄存器的值不会被更新,程序直接从I/O模块取值,输出过程影像寄存器会被立即更新,这跟立即输入有些区别。
输出刷新阶段:
当扫描用户程序结束后,可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。
在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。
这时,才是可编程逻辑控制器的真正输出。
3.设计要求:
1.四个按钮SB1-SB4分别为小车送料的四个目的地。
2.SQ1-SQ4为接近开关,分别作为四个目的地SB1-SB4的到位检测。
3.按下启动按钮小车开始运行,首先让小车处于SQ1位置(配料罐处)。
4.小车运行到B处(即接近开关SQ2位置)取料,之后返回配料罐(SQ1位置),到B处取料次数由计数器C1决定。
5.小车运行到C处(即接近开关SQ3位置)取料,之后返回配料罐(SQ1位置),到C处取料次数由计数器C2决定。
6.小车运行到D处(即接近开关SQ4位置)取料,之后返回配料罐(SQ1位置),到D处取料次数由计数器C3决定。
4.I/O分配:
输入
开关
SB1
SB2
SB3
SB4
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
SQ1
SQ2
SQ3
SQ4
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
输出
电机正转
电机反转
Q0.1
Q0.2
5.PLC硬件连接图:
6.梯形图程序:
7.设计总结:
在做整个设计的过程中,我学会了很多以前不懂的知识,也巩固了很多以前没学好的知识,使我的专业理论知识更加扎实,软件操作更加熟练了。
做完这个设计后,我总结了一些几点心得:
取料小车在硬件设计中加入了扩展模块,可以在触电不够的情况下方便地实现小车的系统控制;然后在软件设计中运用了上微分指令简化了程序,还运用了互锁和联锁,确保了系统的正常运行,减少了系统的故障点。
在取料小车的系统中加入了手动操作程序,便于设备的维修,方便操作人员操作。
这次课程设计培养了我的设计能力以及全面考虑问题的能力。
学习的过程是辛苦的,但是收获成功的喜悦是令人激动的。
相信此次课程设计对我以后的学习都会有积极的影响。
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