1、電氣控制與PLC 結 課 論 文PLC的產(chǎn)生與發(fā)展可編程序控制器也稱可編程序邏輯控制器，簡稱PLC。早在1969年，美國數(shù)字設備公司GEC首先研制成功第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用成功。接著美國MODICON公司也開發(fā)出可編程控制器084。1971年日本引進這項新技術研制出DSC-8。1937年，西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)應用。PLC的主要功能 早期的可編程控制器是為取代繼電器控制線路、存儲程序指令、完成順序控制而設計的。主要用于：1.邏輯運算 2.計時、計數(shù)等順序控制，均屬開關量控制。隨著微電子計數(shù)的不斷發(fā)展

2、，它與3C技術逐漸融為一體，PLC已從原先的小規(guī)模的單機開關量控制，發(fā)展到包括過程控制，運動控制等場合的所有控制領域，能組成工廠自動化的PLC綜合控制系統(tǒng)，PLC的主要功能有，開關量邏輯控制，模擬量控制，數(shù)字量控制機器人控制，分布式控制系統(tǒng)，監(jiān)控功能等其他功能。PLC的硬件組成PLC的基本組成（最小系統(tǒng)）由以下四部分組成：（1）中央處理單元（CPU）（2）存儲器（RAM、ROM）（3）輸入輸出電源（I/0接口）（4）電源（開關式穩(wěn)壓電源）PLC的工作原理PLC采用了循環(huán)掃描的工作方式，即在每一次循環(huán)掃描中采樣所有的輸入信號，隨后轉入程序執(zhí)行，最后把程序執(zhí)行結果輸出去控制現(xiàn)場的設備。 PLC在運

3、行時，其內(nèi)部要進行一系列操作，大致包括初始化處理、系統(tǒng)自診斷、通信與外設服務、采樣輸入信號、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新6個方面的內(nèi)容。PLC的編程基礎 目前各種類型的PLC，一般都同時具備兩種及兩種以上的編程語言，而且大多數(shù)PLC都同時具備和使用LAD語言和STL語言：LAD語言與繼電器控制電路圖類似，容易掌握，各種PLC均將其作為第一語言。STL語言又稱助記符語言或指令表語言，容易記憶和掌握，比梯形圖語言更能編制復雜的，功能多的程序。 S7-300介紹 S7-300的編程原件 PLC在其系統(tǒng)軟件的管理下，將用戶程序存儲器劃分出若干個區(qū)，并賦予這些區(qū)不同的功能，分別稱為輸入繼電器（I），輸出繼電器

4、（Q），輔助繼電器（M），變量寄存器（V），定時器(T)，計數(shù)器（C），數(shù)據(jù)寄存器等。在PLC內(nèi)部，并不真正存在這些實際的物理器件，與其對應的只是存儲器中的某些存儲單元。S7-300的編程語言 PLC為用戶提供了完整的編程語言，以適應編制用戶程序的需要。PLC提供的編程語言通常有梯形圖，指令表，順序功能流程圖和功能塊圖等。S7-300的基本指令在S7-200中，位邏輯指令是最為重要的，它是其他所有指令應用的基礎。位邏輯指令包括標準觸點指令，輸出指令，置位和復位指令，立即觸點指令，立即輸出指令，立即置位和立即復位指令，邏輯堆棧指令，上升沿檢測指令和下降沿檢測指令，非指令，置位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令

5、和復位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令以及空操作指令。 定時器是PLC中最常見的原件之一，用以實現(xiàn)時間的控制。 計數(shù)器利用輸入脈沖上升沿累計脈沖個數(shù)，在實際應用中用來對產(chǎn)品進行計數(shù)或完成復雜的邏輯控制任務。S7-300的交通信號燈的設計實驗原理 PLC采用周期性循環(huán)掃描的工作方式，對每一個周期按照要求進行按部就班的做完全相同的工作，從始至終進行五個過程：內(nèi)部處理，通信操作，輸入處理，程序執(zhí)行，輸出處理。實驗方案通過PLC與計算機的通信連接，模擬十字路口紅綠燈的交通燈，方案如下：當按下起動按鈕，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮，當按下停止按鈕時，所有信號燈都熄滅。南北紅綠燈亮7.5S，在南北紅

6、燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持5S，到5S時，東西綠燈熄滅，在東西綠燈熄滅時，東西黃燈閃亮，并維持2.5S，到2.5S時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時南北紅燈熄滅，綠燈亮。東西紅燈亮維持6.5S，南北綠燈亮維持4S，然后熄滅，同時南北黃燈閃亮，維持2.5S后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復始。實驗流程軟件根據(jù)控制要求分配I/O設計繪制接線原理圖設計順序功能圖梯形圖程序程序輸入與調(diào)試實驗步驟實驗準備裝有step7 與simitic wincc軟件的計算機一臺。實驗實現(xiàn)功能圖計算機仿真模塊分配及硬件組態(tài) 實驗代碼程序總控模塊，正常工作的啟動以及東西南北燈的使能Network1 A I 0

7、.0 = L 20.0 A L 20.0 AN T 1 L S5T#9S SD T 0 A L 20.0 A T 0 L S5T#9S SD T 1 A L 20.0 A T 0 NOT A I 0.0 = M 0.0 Network2 A M 0.0 = L 20.0 A L 20.0 BLD 102 L S5T#3S SD T 2 A L 20.0 A T 2 = L 20.1 A L 20.1 AN T 4 L S5T#500MS SD T 3 A L 20.1 A T 3 L S5T#500MS SD T 4 A L 20.1 A T 3 = M 0.1 A L 20.1 BLD 10

8、2 L S5T#3S SD T 5 A L 20.0 BLD 102 L S5T#6S SD T 6 A L 20.0 A T 6 AN T 7 = M 1.1 A L 20.0 A T 6 L S5T#3S SD T 7南北燈時序控制程序Network3 A M 0.0 AN T 2 O A T 2 AN T 5 A M 0.1 = M 1.0東西燈時序控制程序Netwok4AN M 0.0 = L 20.0 A L 20.0 BLD 102 L S5T#3S SD T 12 A L 20.0 AN T 12 = L 20.1 A L 20.1 AN T 14 L S5T#500MS SD

9、T 13 A L 20.1 A T 13 L S5T#500MS SD T 14 A L 20.1 A T 13 = M 0.2 A L 20.1 BLD 102 L S5T#3S SD T 15 A L 20.0 BLD 102 L S5T#6S SD T 16 A L 20.0 A T 16 AN T 17 = M 1.3 A L 20.0 A T 16 L S5T#3S SD T 17Network5 AN M 0.0 AN T 12 O A T 12 AN T 15 A M 0.2 = M 1.2Netwok6 AN M 0.7 = L 20.0 A L 20.0 A( A I 0.0

10、 A M 1.0 O I 0.1 ) = Q 4.0 A L 20.0 A I 0.0 A M 1.1 = Q 4.2 A L 20.0 A( A I 0.0 A M 1.2 O I 0.2 ) = Q 4.3 A L 20.0 A I 0.0 A M 1.3 = Q 4.5 A L 20.0 A( A I 0.0 AN M 0.0 O I 0.2 ) = Q 4.1 A L 20.0 A( A I 0.0 A M 0.0 O I 0.1 ) = Q 4.4燈的亮滅控制與觸電分配程序調(diào)試將生成好的代碼進行編譯，直到錯誤為0，將程序下載至PLC觀察對應觸點的模擬情況，直到與預想情況相符。結果分析

11、S1接通后，正常工作系統(tǒng)啟動，由T0，T1控制產(chǎn)生總的工作時序，周期為18S的矩形波，以M0.0的常開和常閉分別使能南北方向和東西方向的交通燈，M0.0接通后，T2計時，時間到后熄滅綠燈啟動T3，T4組成的閃爍電路，控制綠燈閃爍，T5，56分別控制閃爍電路的開始和結束時間，T6同時還控制黃燈的啟動，T7控制黃燈的3S后熄滅，整個9S用M0.0控制東西方向紅燈的亮。實驗總結經(jīng)過這次實驗的學習,初步掌握了西門子S7-300的基本使用方法，將課本上的知識用到了實際上，對PLC有了更切實的了解，熟悉了PLC的使用流程，感受到了這項技術給人類的生活帶來的方便，也鍛煉了自己與團隊的協(xié)作能力和自己的耐力，細心的去查找每一處可能的錯誤。通過這次實驗的學習讓我對PLC產(chǎn)生了更濃厚的學習，在學習中同時我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多問題，并會在以后的學習中不斷改進。結課總結通過對可編程控制器原理及應用這門課的學習，我對西門子S7-300機型有了一定的了解，通過老師生動、認真地講解，認為這門課非常有意思。從這門課程中我也學到了很多有關電器控制方面和關于PLC的知識，尤其是在PLC設計中程序的編寫過程，這是一個需要反復調(diào)試的過程，完成一個子程序后在進行下一個子程序的調(diào)試，通過不斷調(diào)試程序來最終達到自己