1、沈阳理工大学课设专用纸1目录1 课程设计的任务和要求 .21.1 课程设计的任务 21.2 课程设计的基本要求 22 总体设计 .32.1PLC 选型 22.1.1 PLC 选型依据 22.1.2 PLC 类型的选择 43 PLC 程序设计 43.1 设计思想 43.2 端子接线图 53.3 顺序功能图 63.4 PLC 梯形图 .74.程序调试说明 .125 结束语 .136 参考文献 .1321 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务喷泉控制系统程序设计（一）1.2 课程设计的基本要求1 设计内容：1）喷泉控制要求为“A、D 同时喷 6 秒，并左右摆动A、C 同时喷 7 秒并旋转 B、
2、D 同时喷 10 秒并旋转A、C 、B 同时喷 5 秒并摆动-2 秒后再循环”2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔 0.1s 循环发光。3）喷泉可以实现手动、单周期、连续三种操作方式。4）当选择连续时，要求循环 20 次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。2.设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试 PLC 控制梯形图3）设计说明书2 总体设计2.1PLC 选型2.1.1 PLC 选型依据1.选用规模合适的 PLCPLC 规模的大小是用输入输出（I/O）点数来衡量的，也就是选择合适 I/O3点数的 PLC。因此在选用 PLC 时，首先应对与 PLC
3、相连的全部输入，输出装置进行统计，并区分输出的性质及所需电压，电流的大小和种类。确定全部的I/O 点数，再加上 10%15%的备用量，用来输出的扩展。这样就可以计算出系统需要的总 I/O 点数，作为输入输出点数估算数据。本次喷泉系统设计共有输入输出点 41 个，全部为开关量，其中输入点 11 个，输出点 30 个。2.确定内存容量的大小小内存器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。一般用户程序区的内存容量与开关量 I/O 点数以及用户程序的编写质量等有关。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容
4、量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。估算时，可用经验公式：总存储字数开关量 I/O 点数*（150200）计算后还可以考虑 10%25%的存储余量。由于科技的飞速发展 PLC 的内存的大小足够我们设计的喷泉使用，所以可以不考虑在内。3.控制功能的选择简单 PLC 的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通 PLC 的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型 PLC 中还有模拟量的 PID 运算和其他高级运算功能。4.机型的选择(1)PLC 的类型PLC 按结构分为整体型和
5、模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按 CPU 字长分为 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位、64 位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型 PLC 的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型 PLC 提供多种 I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。(2)输入输出模块的选择输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑4信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输
6、出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；5.经济性的考虑选择 PLC 时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响，所以应该选择合适点数的 PLC。2.1.2 PLC 类型的选择因为总点数256，所以选择 SIEMENS 公司的 S7-200 小型机。其主要特点是：指令丰富、内置集成功能、模块扩展功能；具有实时通讯特性；可靠性高适应性强、性价比高等特点。西门子 S7-200 是模块化 PLC，它是由 CPU 模块、扩展弄、模块和总线连接电缆构成。详细型号为：6E
7、S7 216-2BD23-0XB8 CPU226 继电器输出,11 输入/30 输出3 PLC 程序设计3.1 设计思想根据课题要求的喷泉喷水花样，采用步进控制的方式，无疑是最佳的方案，同时也决定了程序的设计方向。步进控制设计，是根据系统的功能，以每一步为核心，以步与步之间的转换条件为触发信号，以各步对应的动作功能为驱动，从首步开始一步一步地设计梯形图，直到完成整个程序为止的设计方法。这种设计方法是一步一步地进行设计，所以不容易出错，还可以提高设计效率。那么首先就应该根据课题画出顺序功能图。这样一来每一步的条件和动作就可以确定了。为了增加程序的易读性和方便软件和外部硬件的拓展，我把程序大致分为
8、3 部分：第一部分是控制整个程序的顺序控制程序段。是用来完成四种喷水花样的顺序变化和单周期、连续的控制。第二部分是用来控制彩灯循环闪烁与0.1s 间隔的灯光循环闪烁程序段。彩灯的循环点亮，以 A 喷头的四个彩灯为例。5当按下启动按钮时，会触发一个步，这里就叫它 M2.0。当 M2.0 被出发后，程序执行该步。该步由 4 个定时器循环控制，从而达到 4 个彩灯循环点亮的目的。第三部分是集中输出程序段。分别对 A、B、C、D 四个喷头和对应的彩灯进行集中输出控制。这种设计方法不仅调理清晰，也大大的增加了易读性和拓展性。只要简单的改动就可以达成不同喷水方案。3.2 端子接线图6图 3.1 端子接线图
9、3.3 顺序功能图7图 3.2 顺序功能图3.4PLC 梯形图89101112灯光循环控制134.程序调试说明当按下启动按钮，开关调到单周期或者连续，A B C D 左限位开关闭合，程序依次出现 A、D 同时喷 6 秒，并左右摆动A、C 同时喷 7 秒并旋转B、D同时喷 10 秒并旋转A、C、B 同时喷 5 秒并摆动-2 秒后再循环” 。每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔 0.1s 循环发光。当按下启动按钮，手动开关闭合时，程序能够手动实现上述功能。观察各步执行情况，均满足课程设计的功能要求。145 结束语一个星期的 PLC 实训课程设计，很快结束了。在此次实训中我分到的任务是喷
10、泉控制系统的设计，在完成这个项目期间，让我受益匪浅，在老师的正确指导下，在与同学互相研究下以及自己搜索一些相关书籍下，不仅更加牢固的掌握了 PLC 控制电路的设计和调试的方法，还了解到 PLC 的应用对生产实践的意义重大。 ，最主要的是从中找到了学习的乐趣。这门课程设计的灵活性很强，能充分发挥每名同学的的潜力，锻炼了我们的实际动手操作能力，老师也给予我们足够的空间让我们完成此次的实训，这让我觉得压力减轻不少。此次 PLC 实训课程设计给了我不同的学习方法和体验，让我深切的认识到实践的重要性。在完成项目过程中遇到很多困难，也暴露了自己的很多不足，但组员之间相互配合相互帮助, 最终都由我们一一克服
11、了，使每一个组员对相关专业知识的领悟更上一个层次，因此让我懂得了团队的力量，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的!当涉及到专业课知识时，暴露出了我的很多不足，真切感受到了知识用时方觉少，一定仔细认真学好专业课知识，做一名合格的学生 。最后，也是最重要的，感谢指导老师一直以来的细心指导。老师教给我的不仅是一种严谨的治学态度，更是一种对工作认真负责的良好作风。6 参考文献【1】陈白宁，段智敏，刘文波. 机电传动控制 【M】.东北大学出版社，2002.【2】陈白宁. 机电传动控制课程设计指导书.【3】李辉.S7-200PLC 编程原理与工程实训. 北京航空航天大学出版社.【4】 PLC 编程及应用廖常初 机械工业出版社， 2005【5】百度文库
