1、目 錄0、前言11、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 22、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22.1 PLC的選型 22.2電器原理圖主電路 32.3 PLC的外觀接線圖 43、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 53.1控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配 53.2 系統(tǒng)流程圖 53.3程序設(shè)計(jì) 74、結(jié)束語 115、參考文獻(xiàn)12前言0.1本次課題設(shè)計(jì)的目的長(zhǎng)期以來，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動(dòng)了PLC的發(fā)展，使的PLC的功能日益增強(qiáng)。P

2、LC是一種固態(tài)電子裝置，它利用已存入的程序來控制機(jī)器的運(yùn)行或工藝的工序。PLC通過輸入/輸出（I/O）裝置發(fā)出控制信號(hào)和接受輸入信號(hào)。由于PLC綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)，所以它發(fā)展日新月異，大大超出其出現(xiàn)時(shí)的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，擴(kuò)大了PLC的功能，使其具有很強(qiáng)的的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。0.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)出電氣原理圖2、設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖3、運(yùn)用功能指

3、令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)4、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)三部電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)停止的控制要求0.3控制要求1、電源ON時(shí)，按SF4、SF5無作用2、按SF3，M3電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)按SF5無作用3、按SF4，M2運(yùn)轉(zhuǎn)4、按SF5，M1運(yùn)轉(zhuǎn)5、按SF1時(shí)M1停止，5s后PL2閃爍5次M2停止，10s后PL3閃爍10次M3停止6、按SF2時(shí)M3運(yùn)轉(zhuǎn)，5s后PL3閃爍5次 M2加入運(yùn)轉(zhuǎn)，10s后PL2閃爍10次 M1加入運(yùn)轉(zhuǎn)7、運(yùn)轉(zhuǎn)中按SF6全部電動(dòng)機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)8、電動(dòng)機(jī)全部運(yùn)轉(zhuǎn)，熱繼電器BB3動(dòng)作，M1、M2、M3全部停止。PG與L4會(huì)交替響、亮（0.5s/ON，0.5s/OFF）。此時(shí)將COS切于2，則PG停響L

4、4亮。9、電動(dòng)機(jī)全部運(yùn)轉(zhuǎn)，熱繼電器BB2動(dòng)作，則M1、M2停止，M3繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，PG與L4會(huì)交替響、亮（0.5s/ON，0.5s/OFF）。此時(shí)將COS切于2，則PG停響L4亮。此時(shí)按SF6，則M3停止。當(dāng)熱繼電器BB2復(fù)位時(shí)，L4熄滅，COS切回1位置。10、電動(dòng)機(jī)全部運(yùn)轉(zhuǎn)，熱繼電器BB1動(dòng)作，M1停止，M2、M3繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，PG與L4會(huì)交替響、亮（0.5s/ON，0.5s/OFF）。此時(shí)將COS切于2，則PG停響L4亮。此時(shí)按SF6，則M2、M3停止。當(dāng)熱繼電器BB1復(fù)位時(shí)，L4熄滅，COS切回1位置。1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的要求，本課程設(shè)計(jì)是采用 PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。S7-200PLC屬于小型

5、PLC，其主機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是整體式，主機(jī)上有一定數(shù)量的輸入/輸出點(diǎn)，一個(gè)主機(jī)單元就是一個(gè)系統(tǒng)。它還可以進(jìn)行靈活的擴(kuò)展，如果I/O點(diǎn)不夠，則可增加I/O擴(kuò)展模塊；如果需要其他特殊功能，如特殊通信或定位控制等，則可以增加相應(yīng)的功能模塊。本系統(tǒng)的其它各種硬件包括電動(dòng)機(jī)、各種開關(guān)按鈕、COS、熔斷器、熱繼電器、電燈及電鈴等設(shè)備，它們通過PLC連接在一起并通過設(shè)計(jì)的程序使整個(gè)系統(tǒng)按規(guī)定的方式運(yùn)行。2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 PLC的選型本系統(tǒng)中為11輸入/8輸出，故選用CPU224，它集成14輸入/10輸出，它最多可以有7個(gè)擴(kuò)展模塊，即可滿足本系統(tǒng)要求，又為以后的功能拓展留有余地；它有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量

6、和高速計(jì)數(shù)器的處理能力，是使用得最多的S7-200產(chǎn)品。IMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：* 極高的可靠性* 極豐富的指令集* 易于掌握* 便捷的操作* 豐富的內(nèi)置集成功能* 實(shí)時(shí)特性* 強(qiáng)勁的通訊能力* 豐富的擴(kuò)展模塊其結(jié)構(gòu)圖如2-1所示。圖2-1 PLC結(jié)構(gòu)圖2.2電器原理圖主電路三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟停，當(dāng)然需要有一些短路過載等保護(hù)，繼電器、空開的選型后面后詳細(xì)介紹， 系統(tǒng)的

7、電氣原理圖主電路圖如圖2-2所示圖2-2主電路圖熱繼電器選用JR16B-60/3D型熱繼電器，其中“J”表示繼電器，“D”帶斷相保護(hù)；相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1） 額定電流為20A（2） 熱元件額定電流為32/4 空氣開關(guān)市面上的空氣開關(guān)多種多樣， 但要點(diǎn)都基本一樣：1、空氣開關(guān)額定電壓大于等于線路額定電壓。2、空氣開關(guān)額定電流和過電流脫扣器的額定電流大于等于線路計(jì)算負(fù)荷電流。接觸器接初期(Contactor)是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器

8、的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。 在電工學(xué)上，因?yàn)榭煽焖偾袛嘟涣髋c直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些型別可達(dá)800安培)電路的裝置，所以經(jīng)常運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)做為控制對(duì)象也可用作控制工廠設(shè)備電熱器工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力負(fù)載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護(hù)作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件之一。2.3 PLC的外觀接線圖PLC的外觀接線圖

9、如圖2-3所示。 圖2-3 PLC外觀接線圖3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配輸入/輸出地址分配如表3-1輸入設(shè)備地址編號(hào)輸出設(shè)備地址編號(hào)電源I0.0MA1Q0.0SF1I0.1MA2Q0.1SF2I0.2MA3Q0.2SF3I0.3PG1Q0.3SF4I0.4PG2Q0.4SF5I0.5PG3Q0.5SF6I0.6PG4Q0.6BB1I0.7PBQ0.7BB2I1.0_BB3I1.1_COSI1.2_表3-1三部電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)停止的控制系統(tǒng)輸入/輸出地址分配3.2 系統(tǒng)流程圖本系統(tǒng)的流程圖如下圖所示3.3程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的梯形圖3-3如下圖所示。圖3-3梯形圖4、結(jié)束語1、

10、運(yùn)行并調(diào)試程序，觀察運(yùn)行結(jié)果是否符合要求，并畫出其對(duì)應(yīng)的梯形圖。2、體會(huì)狀態(tài)編程的原則、方法和技巧。在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，有關(guān)于可編程控制器方面的，也有關(guān)于人與人之間相互幫助方面的。雖然以前還做過這樣的設(shè)計(jì)但這次設(shè)計(jì)真的讓我長(zhǎng)進(jìn)了很多，可編程控制器課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于梯形圖的設(shè)計(jì)，需要有很巧妙的設(shè)計(jì)方法，雖然以前也設(shè)計(jì)過類似的梯形圖，但我覺的設(shè)計(jì)出一個(gè)好的梯形圖并不是一件簡(jiǎn)單的事；有好多的東西，只有我們?nèi)ピ囍隽?，才能真正的掌握，只學(xué)習(xí)理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。至于排錯(cuò)，出錯(cuò)了，多觀察、對(duì)錯(cuò)誤重復(fù)n次，估計(jì)是由什么原因引起的，從電路整體來看、分析可能是什么錯(cuò)誤，再縮小范圍。如果實(shí)再找不出來，就出去吹吹風(fēng)吧，不能急于求成，但不要放棄；要保持你的頭腦清醒。另外，我在程序方面的總結(jié)是1）、寫程序注釋寫得越詳細(xì)越好、不要怕麻煩。 2）、畫流程圖絕對(duì)有助于寫程序以及日后查錯(cuò)。3）、隨時(shí)備份，最好以版本形式備份，并寫清楚該版本實(shí)現(xiàn)了什么，改進(jìn)了什么，還沒有實(shí)現(xiàn)什么。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。5、參考文獻(xiàn)1 黃 凈