plc课程设计报告论文(9篇)

篇一：plc课程设计报告论文

　　plc课程设计论文

　　一、绪论

　　PLC技能课程作为职业院校里电气自动化技术专业类的一门的专业课程，其重要性不言而喻。它将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体，是一门综合性、应用性课程。作为学院骨干院校建设重点专业：电气自动化技术专业（工业机器人应用方向）中的一门专业核心课程，本课程主要为培养工业机器人电气设计工程师、制造工程师、销售工程师、服务工程师、品质管理工程师、系统集成工程师等职业岗位的人才服务，故课程设计开发要突出培养学生使用PLC解决实际控制问题的动手能力，使学生掌握最新的技能，并为后续的较复杂的自动化设备及生产线的学习打下坚实的"基础。

　　二、课程内容设计

　　为了落实“以学生为主体”的思想，课程建设调研期间，对自动化专业的40多位学生进行了PLC课程教学情况的调研。为了实现“以学生就业为导向”，对常州周边4个自动化相关企业进行了调研，并邀请企业专家进校召开课程建设研讨会（有欧姆龙自动化上海有限公司，天地自动化股份有限公司，星宇车灯有限公司、上海ABB公司等企业工程师），根据这些专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行了任务和职业能力分析。

　　课程设计时以企业生产岗位典型工作任务为主线，以电气自动化专业应共同具备的岗位职业能力为依据，确定课程主要任务是：培养学生具备分析实际PLC控制系统的能力，能完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作，并能对PLC控制系统进行日常维护。

　　课程内容以亚龙科技集团有限公司生产的YL—335B自动化生产线设备[1]为载体，配备欧姆龙CX—one编程软件与西门子STEP7软件，将课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，主要有：供料站与加工站的控制[2]、装配站控制、分拣站控制、输送站控制、自动线PLC通信、搅拌机的设计等。以这些项目为单元组织教学，将PLC的常用指令分解到各个项目中去。在每一个项目的教学过程中，遵循学生认知规律，融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。通过对各个项目的学习、训练和具体操作，掌握典型PLC指令的格式、基本用法、功能，了解和掌握PLC系统的结构、地址分配、程序设计以及每个应用项目的软硬件调试的全过程。让学生在做中学，在学中做，加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。这充分体现任务引领、实践导向的课程思想。

　　三、课程考核

　　本课程的考核有两大特点：第一个特点，本课程将学历教育与职业资格证书体系衔接起来，以就业为导向、以职业技能发展为目标，实施课证融合，实现高职教育专业课程体系与职业标准的衔接[3]。将以骨干院校建设为契机，计划与国际型PLC生产大企业联合开发基于YL—335B自动线设备及CX—ONE编程软件的PLC职业资格证书，要求学生通过校企合作开发的工业自动化技术（PLC）的考核，并获得证书。同时为学生考取维修电工高级证书以及电工技术证书等打下基础。第二个特点，考核由理论考核与实践考核组成，理论考核采用试卷形式，实践考核采用单元考核方式，包括成果、工作态度、工作规范、团队合作等表现。

　　四、以赛促学

　　在课程建设过程中，主要老师积极组织学生参加各项与自动化生产线或PLC相关的比赛并获得好成绩。在2023全国高职技能大赛高职组亚龙杯自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。在2023年首届“亚龙杯”全国高职院校“电气控制系统安装与调试“技能大赛中获二等奖，在自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。学生对参加此类大赛都非常积极，认真。在选拔选手的过程中，大赛相关信息在学生中流传开来，激起了学生对PLC技术的关注；在准备比赛的过程中，选手突击、强化学习PLC技术，将相关技术应用到自动化生产线上，极大地提高了解决问题的能力；在比赛的过程中，与其他学校选手切磋、竞争，考验了临场应变能力与对PLC技术掌握的熟练程度；赛后，尤其是获得大奖后，增强了学习PLC技术的信心，更激发同学对PLC技术的学习热情[4]。

　　五、总结

　　本文就PLC课程设计的教学内容载体、课程考核、以赛促学等相关方面提出了见解。今后还将对该课程的网络教学资源建设、教学评价机制等进行进一步的探索和完善。

篇二：plc课程设计报告论文

　　机械手运动控制

　　摘

　　要

　　本项目的主要研究任务是通过学习机械手模型的结构、控制系统原理、计算机的控制技术使机械手能够在活动范围内实现货物的抓取，并通过计算机能够跟踪机械手的运动轨迹。典型的机械手是多个连杆通过多个关节结合起来的结构。根元关节被固定在基座上，前端装有适应作业的末端执行器。作业对象物的抓取则使用作业所需的手抓或手，有时也装有传感器。我所设计的机械手属关节式机器人。有6个自由度，每个关节都是转动关节。我通过步进电机来控制机械手的运动。每一个关节都有一个步进电机来带动，通过PLC发出脉冲来控制步进电机运动，从而带动机械手关节的运动。通过控制每个关节不同的位姿来控制达到控制机械手的最终位置的目的。在设计中我使用的是FPΣ-32T型PLC，其中使用位置模块来控制机械手的动作。位置模块发出脉冲来控制不同关节的步进电机，每个关节的步进电机以不同的速度动作最终达到控制机械手末端的目的。

　　MotionofmanipulatorcontrolbasedonPLC

　　ABSTRACT

　　studyontheproject"smaintasksisthroughthelearningmodelofmanipulatorcontrolstructures,controlsystemstheory,computertechnologyenablestherobottograbgoodswithinthescopeofactivities,andthroughthecomputertotrackthemotionofthemanipulatortrajectory.Typicalmanipulatoristheconnectingrodbymultiplejointcombinesthestructure.Ontherootelementjointisfixedtothebase,frontendwithadaptingtoendexecutionofthejob.Jobsneededtousejobobjectsgrabofthehandorhands,sometimesfittedwithsensors.Idesignofthemanipulatorisanarticulatedrobot.6degrees,eachjointisarotatingjoint.Isteppermotorstocontroltherobot"smovement.EachjointhasasteppingmotordrivenpulsetosteppingmotorcontrolledbyPLCissuedmovement,soastodrivethemotionofmanipulatorjoints.Bycontrollingeachposturecontroljointsofdifferentpurposetocontroltheroboticarmofthefinallocation.IuseFPσinthedesignof-32TPLC,whichmoduleisusedtocontroltherobot"saction.

　　Locationmodulesentpulsestocontrolthedifferentjointsofthesteppingmotor,steppingmotoratdifferentspeedsforeachjointaction,ultimately,controlroboticendpurpose.

　　Keywords:Robotmanipulator;PLC;Trajectories;Progressmotors

　　绪

　　论

　　机器人一词最早出现于1920年捷克作家KarelCapek的剧本《罗萨姆的万能机器人》中，在该剧中，机器人“Robota”这个词的本意是苦力，是一种人造的劳动力,而实际上的机器人与人很少有相似之处。“机器人”这一词出现的较晚，但这一概念在人们想象中早已出现。在我国东汉（公元1～2世纪）科学家张衡发明的指南车可以说是最早的机器人雏形。18世纪瑞士钟表匠德罗斯父子制造了机器人玩具，由弹簧驱动，用凸轮控制，可以写字，弹风琴。1893年加拿大人摩尔设计了用蒸汽驱动的能行走的机器人。[1]真正的现代机器人是从二次大战后发展起来的。1949年，美国需要研制新型的军用飞机，这种飞机的零件要用机械加工出来。这就发起了对数控铣床的研制。数控铣床于1953年在麻省理工学院（MIT）辐射实验室被研制出来。60年代，GeorgeC.Devol研制出一种装置,称之为可编程序关节型搬运装置,他将遥控操作器的连杆机构与数控铣床的伺服轴结合起来，预定的机械手动作一经编程输入后,机械手就可离开人的辅助而独立运行.这种机器人也可接受示教而完成各种简单任务.示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置,并将这些位置序列记录在数字存储器内,任务执行过程中,机器人可以再现这些位置。随着电子计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及空间技术的进步，机器人技术在一些发达国家迅速发展起来。进入70年代，机器人在工业中逐步推广应用，这又促使了机器人技术的发展。1979年Unimation公司推出PUMA系列工业机器人。同年，日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的SCARS型机器人，到了1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。美国是最先研制机器人的地方，经过几十年的发展，目前美国机器人制造厂家多达几百上千家。机器人产业的发展对美国经济发展起了巨大作用。据资料表明：仅2002年，美国共装备机器人11100台，截止至2002年底，美国共装备各类机器人104700台。进入20世纪70年代以后，日本工业生产的高速发展和劳动力的严重短缺，为工业机器人发展带来了有利的客观条件，工业机器人很快受到日本政府和工业界的广泛重视。在日本各界的大力扶持下，20世纪70年代成为日本工业机器人迅速发展时期，超过美国，成为当今世界第一号“机器人王国”。据资料表明：仅2002年一年日本共装备机器人28400台，到2002年底，日本已装备机器人达352800台。机器人的应用领域不再局限于工业，而是深入到军事、航天、医疗、服务等各领域。

　　（1）机器人在核领域中的应用[2]

　　在核能设施中存在有对人类伤害极大的放射性物体，因此人们很早就考虑到使用远距离操作与及自动化（机器人化）。机器人能代替人类自动地远距离处理长尺寸、大重量、大体积的物体，能进行复杂作业，能在大范围内进行多种检测处监视。

　　（2）点焊机器人与弧焊机器人

　　（3）喷漆机器人

　　（4）柔性制造系统和工业机器人

　　（5）水下机器人

　　A.德国1100m水下机器人主要用于石油与天然气的开发。

　　B.英国HYBALL水下机器人。HYBALL水下机器人可用于军事上的搜索、排障、排雷等。还可用海洋考察、勘探、石油开发、船底检查清理等方面。

　　C.日本万米水下机器人。

　　D.中国无缆水下机器人。

　　（6）空间机器人

　　空间机器人是代替宇航员进行空间科学研究的有力工具，并伴随空间技术的发展而发展。空间机器人有以下几种。

　　A.空间站机器人

　　这类机器人包括空间站大型机械臂、空间站舱外自由移动机器人和空间站舱内服务机器人。

　　B.行星探测机器人。

　　C.自由飞行空间机器人。

　　（7）军用机器人

　　机器人技术现被广泛的应用于军事上。如自主地面战车、地面军用遥控机器人、战场机器人、扫雷清障机器人、处理爆炸物机器人、机器人卫士、昆虫机器人、消防机器人、无人侦察机等。机械手是一种机械装置，由一系列彼此之间装有关节或可相对滑动的段节构成，为了抓握和移动物体，一般有几个自由度。手工操纵机械手可能代替人在放射性的，极热或极冷、有毒的环境下，以及在真空或高压有害条件下工作。在工业中常用于弧焊、点焊、喷漆、搬运、夹持物品等等。

　　工业机器人的主体主要是一只类似于人上肢功能的关节型机械手,其基本结构一般由人机接口、控制系统、驱动系统与机械人几部分组成。系统构成如图1-1所示。[3]

　　人机接口控制装置驱动装置机械手

　　图1.1工业机械手系统结构图

　　Fig.1.1Theindustrymanipulatorsystemstructurediagram

　　当今高性能的通用型工业机器人一般采用关节式的机械结构，每个关节中独立安

　　装驱动电机，通过计算机对驱动单元的功率放大电路进行控制，实现机器人的操作。工业机器人通常具有示教再现和位置控制两种方式。示教再现控制就是操作人员通过示教装置把作业程序内容编制成程序，输入到记忆装置中，在外部给出启动命令后，机器人从记忆装置中读出信息并送到控制装置，发出控制信号，由驱动机构控制机械运动。机器人位置控制又分为点位控制和连续路径控制。点位控制这种方式中控制机器人操作器的起点和终点位置，而不关心这两点间的运动轨迹。连续路径控制这种方式不仅要求机器人以一定的精度达到目标点，而且对移动轨迹也有一定精度要求。

　　在本次设计中所控制的机器人为六自由度的机械手。机械手有五个转动关节分别由步进电机控制，剩余一个自由度由气动电磁阀控制。机械手的运动精度主要由步进电机控制精度与机械精度来决定。步进电机的运动控制主要由PLC与位置控制模块来实现。

　　本次设计的机械手应能够完成对工件的送取过程，即机械手移动到输送带旁，从输送带一端夹起工件，并将工件放于指定位置。此期间机械手搬运工件运动的轨迹可以人为设定，机械手根据所设定的轨迹来完成运动。机械手要达到此动作要求需要机械手中六个转动关节共同协作完成。在本次设计中的机械手由步进电机控制运动的，而步进电机的控制又是由PLC与位置控制模块来控制。

　　根据机械手的运动控制要求通过PLC与位置控制模块对步进电机发出适当的脉冲数来达到控制机械手运动目的。在本次设计中就涉及到对于PLC与步进电机的选择与控制问题。如何选用合适的PLC与位置控制模块对步进电机进行准确的控制是本次设计的关键。

篇三：plc课程设计报告论文

　　PLC课程设计报告?录?、摘要(3)?、概述(4)2.1、PLC发展历史2.2、PLC的前景及未来三、课程设计的主要内容和要求(5)3.1、课程设计的?的3.2、课程设计课题任务的内容和要求3.3、课程设计?作任务及?作量的要求四、PLC的选?及相关知识(6)4.1、三菱PLC与西门?PLC的对?4.1、FX2N系列PLC的结构特点4.2、FX2N系列PLC?作原理4.3、FX2N系列PLC的功能与应?五、PLC礼花灯控制系统的设计(10)5.1、PLC礼花灯控制系统设计思路和硬元件的选择5.2、PLC礼花灯控制系统IO分配表5.3、PLC礼花灯控制系统外部接线5.4、PLC礼花灯控制系统程序流程框图5.5、PLC礼花灯控制系统梯形图5.6、PLC礼花灯控制系统软件指令表5.7、PLC礼花灯控制系统仿真结果六、课程设计?得(16)本课题是基于FX2N系列PLC为控制核?，通过对PLC控制系统的设计和编程，并与少量的外部开关电路相结合?实现的?种礼花灯控制系统，是?种较为新颖的基于PLC的礼花灯控制系统设计?案。在本次课程设计中，我们利?了定时器（T）实现对礼花灯上各个LED灯的通断控制，让LED灯能够以特定的规律循环点亮。该控制系统具有硬件使?率少，外部操作电路简单及易操作等特点。关键词：FX2N可编程控制器，LED灯控制器，操作简单?便，循环控制2.1、PLC发展历史起源：1968年美国通?汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969年，美国数字设备公司研制出了第?台可编程控制器PDP—14，在美国通?汽车公司的?产线上试?成功，?次采?程序化的?段应?于电?控制，这是第?代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认的第?台PLC。发展：20世纪70年代初出现了微处理器。?们很快将其引?可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的?业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进?实?化发展阶段，计算机技术已全?引?可编程控制器中，使其功能发?了飞跃。更?的运算速度、超?型体积、更可靠的?业抗?扰设计、模拟量运算、PID功能及极?的性价?奠定了它在现代?业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进?业国家中已获得?泛应?。世界上?产可编程控制器的国家?益增多，产量?益上升。这标志着可编程控制器已步?成熟阶段。20世纪80年代?90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率?直保持为30~40%。在这时

　　期，PLC在处理模拟量能?、数字运算能?、?机接?能?和?络能?得到?幅度提?，PLC逐渐进?过程控制领域，在某些应?上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代?业的需要。这个时期发展了?型机和超?型机、诞?了各种各样的特殊功能单元、?产了各种?机界?单元、通信单元，使应?可编程控制器的?业控制设备的配套更加容易。2.2、PLC的前景及未来展望未来，PLC会有更?的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应?于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快，存储容量更?，智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进?步向超?型及超?型?向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的?机界?，完备的通信设备会更好地适应各种?业控制场合的需求；从市场上看，各国各??产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧?打破，会出现少数?个品牌垄断国际市场的局?，会出现国际通?的编程语?；从?络的发展情况来看，可编程控制器和其它?业控制计算机组?构成?型的控制系统是可编程控制器技术的发展?向。?前的计算机集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）中已有?量的可编程控制器应?。伴随着计算机?络的发展，可编程控制器作为?动化控制?络和国际通??络的重要组成部分，将在?业及?业以外的众多领域发挥越来越?的作?。三、课程设计的主要内容和要求3.1、课程设计应达到的?的本次课程设计要求学?在学习完电?控制与PLC这门课程的基础上，在对电?控制及PLC编程语?有?定基础的前提下进?的?个?常体现学?综合能?的?个设计。通过该课程设计，可以使学?对电?控制及PLC这门课有更深刻的了解和认识，同时在做课程设计的过程中也锻炼了学?将书本上的知识应?到具体实践上的能?，同时也培养了?主设计能?和动?能?。3.2、课程设计课题任务的内容和要求合上启动按钮后，灯光?先从L1～L9顺序闪烁，然后分组点亮：先点亮L1、L3、L6、L8、L9，再点亮L2、L5、L7，最后点亮L4，点亮后顺序熄灭。如此循环,周?复始.3.3、课程设计?作任务及?作量的要求1、选?plc和相关元件完成相应的功能。2、画出详细的硬件连接图；3、给出程序设计思路、画出软件流程图；4、给出所有程序梯形图；5、完成实验仿真；6、撰写设计报告、调试报告及设计?得。四、FX2N系列PLC相关知识4.1、三菱PLC与西门?PLC的对??先它们的编程?式不同，三菱plc是?系品牌，编程直观易懂，学习起来会?较轻松，?西门?plc是德国品牌，指令?较抽象，学习难度较?，三菱的指令丰富，有专?的定位指令，学习起来?较简单易懂，三菱的优势在于离散控制和运动控制，控制伺服和步进容易实现，要实现某些复杂的动作控制也是三菱的强项，?西门?在这块就较弱，没有专?的指令，控制精度不?。在价格??，三菱PLC价格低廉，西门?PLC相对较为昂贵。基于上述两种PLC的对?以及本次课程设计的任务和要求，我们选择三菱FX2N系列PLC，实现对礼花灯系统的控制。4.2、FX2N系列PLC的结构特点1．体积极?的微型三菱PLC三菱FX2N系列PLC的?度为90mm，深度为87mm，相当于?张卡???，很适合于在机电?体化产品中使?。内置的24VDC电源可作输?回路的电源和传感器的电源。2．三菱PLC的先进美观的外部结构，三菱公司的FX系列PLC吸收了整体式和模块式PLC的优点，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的?度和深度相同，宽度不同。它们之间?扁平电缆连接，紧密拼装后组成?个整齐的长?体。3．三菱PLC提供多个?系列供?户选?三菱plc-FX1S，FX1N和FX2N的外观、?度、深度差不多，但是性能和价格有很?的差别(见表2-1)。三菱plc-FX1S的功能简单实?，价格便宜，可?于?型开关量控制系统，最多30个I/O点，有通信功能，可?于?般的紧凑型三菱PLC不能应?的地?；以三菱plc-FX1N最多可配置128个I/O点，可?于要求较?的中?型系统；三菱plc-FX2N的功能最强，可?于要求很?的系统。三菱plc-FX2NC的结构紧凑，基本单元有16点、32点、64点和96点4种，可扩展到256点，有很强的通信功能。这也是此次我们选?三菱FX2N系列PLC的原因之?4．三菱PLC灵活多变的系统配置三菱plc-FX系列的系统配置灵活，?户除了可选不同的?系列外，还可以选?多种基本单元、扩展单元和扩展模块，组成不同I/O点和不，同功能的控制系统，各种配置都可以得到很?的性能价格?。FX系列的硬件配置就像模块式PLC那样灵活，因为它的基本单元采?整体式结构，?具有?模块式三菱PLC更?的性能价格?。5．三菱plc功能强，使??便三菱plc-FX系列的体积虽?，却具有很强的功能。它内置?速计数器，有输?输出刷新、中断、输?滤波时间调整、恒定扫描时间等功能，有?速计数器的专??较指令。使?脉冲列输出功能，可直接控制步进电动机或伺服电动机。脉冲宽度调制功能可?于温度控制或照明灯的调光控制。4.3、FX2N系列PLC?作原理FX2N系列PLC是采?“顺序扫描，不断循环”的?式进??作的。即在PLC运?时，CPU根据?户按控制要求编制好并存于?户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如?跳转指令，则从第?条指令开始逐条顺序执??户程序，直?程序结束，然后重新返回第?条指令，开始下?轮新的扫描，在每次扫描过程中，还要完成对输?信号的采样和对输出状态的刷新等?作。PLC的?个扫描周期必经输?采样、程序执?和输出刷新三个阶段。PLC在输?采样阶段：?先以扫描?式按顺序将所有暂存在输?锁存器中的输?端?的通断状态或输?数据读?，并将其写?各对应的输?状态寄存器中，即刷新输?，随即关闭输?端?，进?程序执?阶段。PLC在程序执?阶段：按?户程序指令存放的先后顺序扫描执?每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写?输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执??改变。输出刷新阶段：当所有指令执?完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送?输出锁存器中，并通过?定的?式（继电器、晶体管或晶间管）输出，驱动相应输出设备?作。4.4、FX2N系列PLC的功能与应?可编程控制器在国内外?泛应?于钢铁、?化、机械制造、汽车装配、电?、轻纺、电?信息产业等各?各业。?前典型的PLC功能有下??点。顺序控制：这是可编程控制器最?泛应?的领域，取代了传统的继电器顺序控制，例如注塑机、印刷机械、订书机械，切纸机、组合机床、磨床、装配?产线，包装?产线，电镀流?线及电梯控制等。程控：在?业?产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压?、流量、液体、速度、电流和电压等，称为模拟量。可编程控制器有A/D和D/A转换模块，这样，可编程控制器可以作模拟控制?于程控。数据处理：?般可编程控制器都设有四则运算指令，可以很?便地对?产过程中的资料进?处理。?PLC可以构成监控系统，进?数据采集和处理、控制?产过程。较?档次的可编程控制器都有位置控制模块，?于控制步进电动机，实现对各种机械的位置控制。通信联?：某些控制系统需要多台PLC连接起来使?或者由?台计算机与多台PLC组成分布式控制系统。可编程控制器的通信模块可以满?这些通信联?要求。显?打印：可编程控制器还可以连接显?终端和打印等外围设备，从?实现显?和打印的功能。五、FX2N系列PLC控制系统的设计5.1、PLC礼花灯控制系统设计思路和硬元件的选择应本次课程设计的任务和要求及三菱FX2N系列PLC的结构特点，我们选?2个输?继电器X(X0~X1)、17个定时器T（T1~T17）和9个输出继电器（Y0~Y7与Y10）实现对9个LED灯的通断控制和礼花灯循环显?，其中X0作为总启动开关，X1作为总关断开关；Y0~Y7与Y10?来驱动9个LED灯，T1~T17作为9个LED灯的通断控制开关。在控制程序的编程上，由于连续输出线圈不能多于10个，基于本次我们使?的17个定时器，我们?选?了三个辅助继电器（M2~M4），分别接通6个、6个、5个定时器。5.2、PLC礼花灯控制系统IO分配表

　　启动按钮停?按钮L1L2L3L4L5L6L7L8L9X000X001Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y0105.3、PLC礼花灯控制系统外部接线5.4、PLC礼花灯控制系统程序流程框图是否5.5、PLC礼花灯控制系统梯形图T1~T17定时器清零复位开始（打开X000）T1~T17定时器开始定时T17定时是否结束T1~T16接通状态T1到T16轮流接通，对应的led灯循环接通结束5.6、PLC礼花灯控制系统软件指令表5.7、PLC礼花灯控制系统仿真结果我们?先利?编程软件?带的仿真功能进?仿真实验，实验结果为：当我们打开X000时，定时器T1~T17同时开始定时，Y000~Y007及Y010（即L1~L9）先顺序呈输出状态，当定时器T10接通后，Y000~Y007及Y010恢复?输出状态，定时器T11接通后，Y000、Y002、Y005、Y007、Y010（即L1、L3、L6、L8、L9）先输出，Y001、Y004、Y006（即L2、L5、L7）在输出,Y003（即L4）最后输出，然后顺序呈?输出状态。定时器T17接通后，新的循环开始，周?复始。打开X001时，所有软元件失电，所有线路呈最初状态。六、课程设计?得为期两个星期的电?控制与PLC课程设计临近了尾声，回?这两个星期的努?和奋?，我们获得的不仅仅是成功的喜悦，更多的是更加扎实牢固的知识基础。因为并不是第?次做课程设计，所以我们驾轻就熟。最初，我们?由分组，找到??的队友后，拿到指导?师分配下来的课题，我们就开始了各?的课程设计。在我看来，课程设计，重?在后，关键在于如何设计。在我和队友杨超，接到本次课程设计的课题后，我们?先考虑到的是本次课程设计?到哪些知识，硬件和软件??各有怎样的要求。谋划出?的?向，我们的课程设计才能够按部就班，有条不紊的完成。根据本次的课程设计核?，再结合本次的课程设计的课题。我们初步计划准备本次课程设计所需的编程软件——GXDevelop并且复习有关plc的基本知识。在我们对编程软件有了深?的了解以及判别出本次课程设计所需的软元件后，我们就开始了我们艰苦且愉快的编程之路，说他艰苦，?点不假，虽然有了?定的知识基础，但是很难将利?已有的编程软件有机的结合在?起，更别提实现相关的功能了。后来，我们?查阅了之前有关plc实验课的相关资料，从中我们获取了很多珍贵的启?！中间，指导?师杨婷作了?次中期的检查指导，她也给我们提供了?些宝贵的建议！就这样，我们?步步?来，向着成功进发。可以说每次调试都是怀着激动的?情，虽然?次次的失败，但是每次都会有?点点新的收获，想着我们距离成功更近了?步，我们疲惫的?也得到了最?的宽慰。最终，在我们的努?下，程序的雏形被我们写了出来，但是我们并没有到此?步，?是进?步的完善它，使程序更加及精简，前提是准确。只有这样，我们在本次的课程设计中才会有更?的进步和提?！接下来便是准备课程设计的论?及答辩。总的来说，本次课程设计给予了我们锻炼和提升?我的机会，让我们对电?控制与plc课程有了更加深刻的认识，更加重要的是，我们通过本次的课程实际，独?接触了plc编程软件，了解并学会了如何利?GXDevelop进?plc??的编程，还学习了许多有关plc的课外知识，真的是受益匪浅。想想在校的时间并不多了，这样的学习机会更是少之?少，但是，?旦有，我们定当倍加珍惜，努?巩固基础知识，将理论知识加以实践，做?个有创新，有理想的?学?！最后，再次感谢指导?师的细?知道和队友的全?合作！

篇四：plc课程设计报告论文

　　黎明职业大学

　　机电工程系

　　课程设计

　　机

　　电

　　工

　　程

　　系

　　题目:

　　PLC课

　　程

　　设

　　计

　　报

　　告

　　基于PLC控制的机械手

　　__________________________________________________________

　　专

　　业：机电一体化

　　班

　　级：10机电2班

　　学

　　号：

　　姓

　　名：

　　指导老师：

　　答辩日期：2012年

　　月

　　日

　　黎明职业大学

　　机电工程系

　　课程设计

　　一、课程设计的目的1、对所学的PLC知识的综合应用

　　2、提高自学能力

　　3、提高PLC控制系统的安装与调试能力

　　4、提高PLC程序的设计能力，特别是对步进顺序控制编程方法的应用

　　5、提高了PLC外部接线能力

　　二、课程设的任务

　　H1上限位

　　H2左旋限位

　　H3下限位

　　H4抓紧限位

　　H5右旋限位

　　H6物体检测

　　图（1）

　　如图（1）的机械手所示，它的工作任务是将B运输带上的工件搬运到A运输带上。该机械手主要由能提供上下与左旋右旋的运动机构组成，工作过程如下：

　　1、机械手位于初始位置（压合上限位和左旋限位）时，按下启动按钮SB，当物体检测H6发出信号时，机械手开始夹工件，夹紧电磁阀得电

　　2、当H4被压合时，工件被夹紧，右旋电磁阀得电，机械手抓紧工件右旋，直至压合右旋限位H5。

　　3、机械手下降，下降电磁阀得电，机械手下降直至压合H3。

　　4、夹紧电磁阀失电，放松电磁阀得电，放工件到A运输带上，1S后认定已经放松

　　5、上升电磁阀得电，机械手上升，直至压合H1。

　　6、机械手向左旋，左旋电磁阀得电，机械手左旋直至压合H2，机械手回到原点，完成一个循环。

　　设计要求：

　　合理利用PLC硬件和软件的资源相结合，合理布置输入和输出端口，合理应用PLC的各种指令，使程序简单易懂便于维修，且能够完成PLC的控制要求。

　　控制要求：

　　机械手能够循环进行工作，且机械手必须在原位时才可以停车，并有断电保持的功能，以免工作过程中有意外的事故发生。

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　　三、对所设计的任务进行分析

　　1、用PLC来实现该机械手的控制的优缺点

　　PLC是存储控制的一种装置，其控制功能是通过存放在存储其内的程序来实现的，若需要对控制要求做修改的话，只需改变内部的程序便可，使硬件软件化，因此它在工业控制中的地位越来越高，它具有以下特点：

　　可靠性高，编程简单易学，通用性强，使用方便，系统设计周期短，对生产改变适应性强，安装简单，调试方便，适应工业环境。

　　分析机械手的工作过程和控制要求，该工作过程可以方程若干个工作步，且各步个所需完成的功能和转换条件都非常的清晰明确，因此我们可以利用PLC步进顺序控制的方法来完成编程，且要完成断电保持的功能可以用KEEP指令来实现，即使在停电时也可以存储之前的状态，把WR区域做为中间继电器使用。

　　因此可以用PLC来实现机械手的控制。

　　2、PLC的选型

　　PLC的选型与其输入，输出端子有关，开关量输出单元通常有继电器输出单元，晶体管输出单元，以及晶闸管输出单元，其各自特点如下：

　　A、继电器输出单元为有触点输出主式，适用于低频大功率直流或交流负荷

　　B、晶体管输出单元为无触点输出方式，适用于高频小功率流直流负荷。

　　C、晶闸管输出单元为无触点输出方式，适用于高速大功率交流负荷。

　　基于机械手的控制要求，继电器型是不能实现的，由于设计要求不高，控制系统比较简单，对输入与输出的端子要求不用那么多，且考虑到学校的提供的设备，因此使用OMROM_CP1H

　　PLC即可实现，即经济右可以合理利用学校提供的设备。

　　I/O分配表及外部接线图

　　输入

　　输出

　　地址

　　0.000.010.020.030.040.050.060.070.08操作功能

　　传送带电磁阀YV1放下电磁阀YV2右旋电磁阀YV3左旋电磁阀YV4加紧电磁阀YV5下降电磁阀YV6上升电磁阀YV地址

　　100.00100.01100.02100.03100.04100.05100.06A、I/O分配表：

　　操作功能

　　启动总按钮

　　上限位开关SQ1左旋限位开关SQ2下限位开关SQ3抓紧限位SQ4右旋限位SQ5物体检测SQ6停止按钮

　　复位按钮

　　B、外部接线图

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　　四、程序设计及程序说明

　　4.1、启动与停止模块的分析

　　根据I/O口的分配，系统启动的按钮为0.00，当按下0.00时，W0.00得电，通过使IL与ILC自锁让整个系统进行工作，当机械手在原位且无夹物体时，按下停止按钮0.07，W0.00失电，IL与ILC互锁，控制系统便可停止工作。程序如图三（3）所示，IL与ILC的程序如图（4）所示。

　　图（3）

　　图（4）

　　4.2、复位模块的分析

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　　（夹紧物体的保持）

　　图（5）

　　4.3、利用限位开关使机械手完成各个动作的控制分析

　　在本设计中，机械手的执行步骤是按顺序一步一步按照要求往下执行的，每步都是用限位开关来控制的，执行完一个循环完后再继续下一个循环。按照该设计的特点，在编写程序时采用按顺序控制的设计方法，按照动作的先后顺序进行控制。这样程序结构清晰，可读性好，对于日后在程序上的修改比较方便。本设计的机械手必须在原始位置等待启动，既上限位和左限位的限位开关的必须压住。在启动后，发出检测物体的信号（用2..06控制），机械手开始夹物体，等到加紧限位压住后（用2.04控制），机械手开始右旋，左旋限位放开（用2.02控制），到达右旋限位（用2.05控制）后就下降到达下降限位，上限位放开（用2.01控制），放下物体，带20S后再上升，到达上限位（用2.01控制）后左旋，到达左旋限位后就停下来，即回到原点，等待下一次的执行命令。在执行完上一个步骤完后用下一个步骤来停止上一个步骤。程序设计如图（6）所示。

篇五：plc课程设计报告论文

　　-

　　第一章绪论

　　1.1选题背景及意义

　　加热炉是利用电能来产生蒸汽或热水的装置。因为其效率高、无污染、自动化程度高，稳定性好的优点，冶金、机械、化工等各类工业生产过程中广泛使用电加热炉对温度进展控制。而传统的加热炉普遍采用继电器控制。由于继电器控制系统中，线路庞杂，故障查找和排除都相对困难，而且花费大量时间，影响工业生产。随着计算机技术的开展，传统继电器控制系统势必被PLC所取代。二十世纪七十年代后期，伴随着微电子技术和计算机技术的快速开展，也使得PLC具有了计算机的功能，成为了一种以电子计算机为核心的工业控制装置，在温度控制领域可以让控制系统变得更高效，稳定且维护方便。

　　在过去的几十年里至今，PID控制已在工业控制中得到了广泛的应用。在工业自动化的三大支柱〔PLC、工业机器人、CAD/CAM〕中位居第一。由于其原理简单

　　、使用方便、适应能力强，在工业过程控制中95%甚至以上的控制回路都采用了PID构造。虽然后来也出现了很多不同新的算法，但PID仍旧是最普遍的规律。

　　1.2国内外研究现状及开展趋势

　　一些先进国家在二十世纪七十年代后期到八十年代初期就开场研发电热锅炉，中国到八十年代中期才开场起步，对电加热炉的生产过程进展计算机控制的研究。直到九十年代中期，不少企业才开场应用计算机控制的连续加热炉，可以说开展缓慢，而且对于国内的温度控制器，总体开展水平仍不高，不少企业还相当落后。与欧美、日本，德国等先进国家相比，其差距较大。目前我国的产品主要以"点位〞控制和常规PID为主，只能处理一些简单的温度控制。对于一些过程复杂的，时变温度系统的场合往往束手无策。而相对于一些技术领先的国家，他们生产出了一批能够适应于大惯性、大滞后、过程复杂，参数时变的温度控制系统。并且普遍采用自适应控制、模糊控制及计算机技术。

　　近年来，伴随着科学技术的不断快速开展，计算机技术的进步和检测设备及

　　-

　　性能的不断提升，人工智能理论的实用化。因此，高精度、智能化、人性化必然是国内外必然的开展趋势。

　　1.3工程研究内容

　　以PLC控制为核心，PLC将加热炉温度设定值与温度传感器的测量值之间的偏差，经过PID运算后得到的信号控制输出电压的大小，采用PID算法，运用PLC编程语言编程，从而调节加热器加热，实现温度的自动控制。

　　由两个或两个以上的控制器串联，一个控制器的输出是另一个控制器的设定而组成的串级控制系统。改善了主回路的响应速度。主调节器具有"细调〞作用，副调节器具有"粗调〞作用，从而改善了系统的品质。

　　第二章

　　系统设计

　　2.1系统的过程控制设计

　　在本系统中假设采用以原料出口温度为被控量的单回路系统，由于在加热炉的过程控制中存在着时间滞后和容量滞后，系统不能立即感知。直到经过大容量滞后，才能反映到原料的温度变化。系统的控制作用才开场反映，但为时已晚。同样，控制器的动作也必须经过较大的容量滞后才能开场对输出的改变做出调整，导致系统的品质变差。

　　因此，增设炉膛温度作为另一个被控参量，构成串级控制系统，如图5-1-

　　+主调节器

　　—

　　+副调节器

　　—副变送器

　　可控硅

　　炉膛

　　C2出口

　　C1主变送器

　　图5-1串级系统控制框图

　　当原料温度变化时，首先使得炉膛温度C2发生变化。而出口处的原料温度C1还没有发生变化。因此，主调节器输出不变，炉膛温度测量值发生变化。通过副变送器反响到副调节器。通过可控硅控制加热元件的电流大小，使电炉保持在设定的温度工作状态。

　　与此同时，炉膛温度的变化也会引起管壁的温度变化，从而影响出口C1温度的变化，使主调节器的输出发生变化。由于主调节器的输出就是副调节器的输入，而副调节器的输出直接控制可控硅导通角的大小，进一步加速了控制系统的调节过程，使主被控量即加热炉出口温度恢复到设定值。

　　2.1.1控制系统的性能［1］

　　⑴对二次扰动的抑制能力强，当二次扰动产生后，副被控量首先检测到扰动的影响并及时控制操作变量，使副被控量恢复到设定值。从而使扰动对主被控量的影响减小，即副回路对扰动进展粗调，主回路对扰动进展细调。

　　⑵串级控制系统由于有副回路的存在改善副对象的动态特性，从而提高了整个系统的动态特性。

　　⑶串级控制系统由于副回路性能的改善，主控制器的比例带可以变得更窄，从而提高了系统的工作频率，即提高了系统的快速响应能力。

　　⑷有一定的自适应能力。在副回路的作用下，包括控制阀在内的副对象在

　　-

　　操作条件和负荷变化时，其特性变化对系统的影响显著地削弱了。

　　2.2控制器的设计

　　2.2.1控制器的控制规律选择

　　PID控制器是应用最广泛的一种控制器。包括P控制器、PD控制器，PI控制器及完整的PID控制器。P的作用是增加开环增益，降低系统的稳态误差，提高控制精度，但缺点是会使系统变得不稳定。I的作用是消除静差，但有过调现象且不及时。D的作用是增加系统的稳定性，但同时也放大了系统的高频噪声。可见，合理运用才能使系统的效益最大化。

　　1)比例〔P〕控制

　　比例控制是最简单的工作方式。其控制器输入与输出的误差信号成比例关系。比例控制器的传递函数为：

　　Gc(S)=KP〔2.1〕

　　其中：Kp称为比例系数或增益。其倒数称为比例带，也称比例度。

　　2〕比例积分〔PI〕控制

　　具有比例加积分的控制规律的控制称为比例积分控制，即PI控制。可减少或消除系统的稳态误差，改善系统的稳态性能，但存在过调现象而且不及时，存在滞后。PI控制的传递函数及输出信号为：

　　Gc(S)=KP+KP/Ti·1/S=KP(S+1/Ti)/S(2.2)u(t)=Kpe(t)+KP/Ti∫0te(t)d(t)(2.3)其中：Kp为比例系数Ti称为积分时间常数

　　3〕比例微分〔PD〕控制

　　具有比例加微分的控制规律的控制称为比例微分控制，即PD控制。它能改善系统的动态特性，但具有放大高频噪声的缺点。PD控制的传递函数及输出信号为：

　　Gc(s)=KP+KPτS(2.4)

　　-

　　u(t)=KPe(t)+KPτde(t)/dt(2.5)其中：KP为比例系数

　　τ为微分时间常数

　　4)比例积分微分〔PID〕控制

　　具有比例加微分和积分的控制规律的控制称为比例积分微分控制，即PID控制。PID控制具有提高系统稳定性能的优点外，还可以还改善系统的动态性能，消除误差，缩小超调量，加快反映速度。PID控制的传递函数及输出信号为：

　　Gc(S)=KP+KP/Ti·S+KPτs(2.6)u(t)=KPe(t)+KP/Ti∫0te(t)dt+Kpτde(t)/dt(2.7)其中：KP为比例系数Ti称为积分时间常数

　　τ称为微分时间常数

　　三者都是可调常数。

　　因为采用串级控制，所以有主副调节器之分。主调节器起定值作用，副调节器起随动作用。原料的出口温度是系统的重要指标，它的允许波动的*围小，且温度控制系统是容量滞后较大的系统，故主控制器选用PID控制，而副控制量采用P控制，因为副被控量的控制*围在工艺上要求不是太严格，允许有余差，故副控制器选用P控制就行。这时如果引入积分就可能会降低副回路反响的快速性影响控制效果。

　　2.2.2主、副控制器的正反作用选择

　　副调节器作用方式确实定：从锅炉的设备和平安出发，一旦系统故障就应自动切断燃料供给。所以可控硅输出电压选用气开式，调节阀的静态放大系数Kv大于0。然后确定副被控过程的K2。当可控硅的导通角增大，电压增大，炉膛水温上升，被控对象为正作用，所以K2大于0。再确定副调节器，为保证回路是负反响，各环节的静态放大系数极性相乘必须为负，所以副调节器K2小于0，副调节器的作用方式为反作用方式

　　主调节器作用方式确实定：炉膛水温升高，出口温度也升高，被控对象为正

　　-

　　作用，所以K1大于0。为保证主回路为负反响，各环节的放大系数相乘必须为负，所以主调节器的放大系数K1小于0。主调节器的作用方式为反作用方式。

　　2.3系统组成

　　本系统的构造框如图2-2所示

　　PLC变送器

　　热电偶

　　锅

　　炉

　　可控硅

　　图2-2系统组成的构造框图

　　系统选用S7-300PLC为控制器，用热电偶检测炉温，温度变送器将热电偶输出的微弱信号转换为标准信号。然后送给模拟量输入模块，经A/D转换成数字量。CPU将它与温度设定值作比拟，并按PID控制算法对误差进展运算，将结果送给模拟量输出模块，经D/A转换变为模拟信号。用来控制可控硅的导通角大小，从而调节电热丝的加热，改变温度大小。

　　第三章

　　硬件设计及网络构造

　　3.1可编程控制器概述

　　可编程控制器简称PLC，它几乎完全占领了工业控制领域。由于PLC的应用面广、功能强大、使用维护方便，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一，在工业生产的所有领域得到了广泛的使用。

　　PLC有两种工作状态，即运行〔RUN〕状态和停顿〔STOP〕。其中运行状态是执行应用程序的状态，在CPU执行启动操作时，去除没有保持功能的位存储器，定时器和计数器，去除堆栈内容等。再执行一次启动组织块OB100,它由用户编写，即完成对指定的初始化操作。之后反复不断地重复执行用户程序。停顿状态

　　-

　　一般用于程序的编制与修改。

　　除了执行用户程序外，PLC还要完成启动循环时间监，数据写入输出模块，读取输入模块状态，并存入输入过程映像区；在系统循环完毕时，接着执行所有挂起的任务。最后返回第一阶段。各个阶段如图3-1所示

　　执行OB100启动循环时间监控

　　数据写入输出模块

　　读取输入模块状态

　　执行用户程序

　　执行其他任务

　　图3-1扫描过程

　　PLC的特点如下：

　　可靠性高，抗干扰能力强，适应性强。

　　系统的安装、设计和调试工作量小，维护方便。

　　硬件配套齐全，编程方便易学，操作方便。

　　体积小，功能强大，能耗低，性价比高。

　　3.2S7-300的输入输出模块

　　S7-300属于模块式PLC，主要由CPU模块、电源模块、输入输出模块组成〔图3-2〕。各种模块安装在机架上，通过通信模块，PLC可以与计算机，其他PLC或其他设备进展通信。

　　-

　　电源模块

　　接口模块

　　扩展机架

　　输入模块CPU

　　模块

　　通信接口

　　输出模块

　　其他设备

　　模拟量输入模块

　　在温度控制系统中，传感器将检测到的温度信号转换成4～20mA的电流信号。模拟量输入模块SM331用于将模拟量信号转换为CPU内部处理的数字信号。其主要组成局部是A/D转换器。模拟量输入模块的输入信号一般是模拟量变送器的标准输出信号。

　　为了减少电磁干扰，传送模拟信号时使用双绞屏蔽电缆。模拟信号电缆的屏蔽层两端接地，如果电缆两端存在电位差，将会造成对模拟信号的干扰。在这种情况下，将电缆的屏蔽层一点接地。

　　模拟量输出模块

　　模拟量输出模块SM332用于将CPU送给执行元件的数字信号转换成成比例的电流信号，其主要部件是D/A转换器、模拟量输出模块为负载和执行器提供电流或电压，模拟信号使用屏蔽电缆或双绞线电缆来传送。

　　数字量输入模块

　　数字量输入模块SM321用于连接外部的机械触点和电子式传感器，比方接近开关，二线式开关等。数字量输入模块把外部传来的数字信号转换为PLC的内部

　　通信网络

　　其他PLC计算机

　　图3-2PLC根本构造

　　-

　　信号，输入电路中一般含有RC滤波器，防止由于外部干扰而引起的错误信号输入。输入电流一般为几毫安。

　　数字量输出模块

　　数字量输出模块SM322用于驱动接触器，灯等小功率电机负载。数字量输出模块将PLC的内部信号转换为控制过程所需的外部信号。具有隔离和功率放大作用，其功率放大元件如大功率晶体管和场效应晶体管，固态继电器，驱动交流负载的双向晶体管等。输出电流一般为0.5～2A3.3温度传感器

　　温度传感器是最早开发，应用最广的一种传感器。它是把检测到的温度转化为电量的装置。按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶，热电偶是将温度转化为电势的变化，而热电阻是将温度的变化转化为电阻的变化。

　　热电阻

　　热电阻是金属导体的电阻随温度的增加而增加的这一特性来测量温度的，是测量低温的温度传感器，一般测量温度在-200～800℃。热电阻由金属材料制成，应用最广的是铂和铜。热电阻式温度传感器有如下特点:优点：1〕准确度高2)输出信号大，灵敏度高。3〕测量*围广，稳定性好。4)输出线性好

　　缺点：1〕抗机械冲击与振动性能差2〕元件构造复杂，热响应时间长，不适宜测量温度瞬变区域。

　　热电偶

　　将两种不同的金属导体焊接在一起，构成闭合回路。在焊接端〔测量端〕加热产生温差，就会在回路里产生热电流，相应地产生热电动势。这种以测量热电动势的方法来测量温度的元件称为热电偶。一般测量*围在400～1800℃。热电偶温度传感器有如下特点：

　　优点：1〕构造简单，制造容易2)价格廉价3)准确度高4〕测量*围广，能适应各种测量对象的要求，远距离测量和控制5〕具有极高的响应速度，可以测量极速变化的过程

　　缺点：灵敏度较低，容易受到环境干扰的影响。

　　-

　　本设计使用镍镉-镍硅N型热电偶，具有线性度好，热电动势大，灵敏度稳定性均较好的优点。

　　3.4温度变送器

　　变送器用于将传感器提供的电量转换为标准量程的直流电流或直流电压信号。例如DC0～10V和4～20mA。变送器分为电流输出型和电压输出型。PLC模拟量输入模块的电压输入端的输入阻抗很高。如果变送器距离PLC较远，传送模拟量电压信号时抗干扰能力会很差。当PLC的模拟量输入模块输入电流时，产生的干扰较小，所以模拟量电流信号适合于远距离传送。本设计选用电流输出型。

　　3.5温度控制器

　　本设计采用可控硅作为开关元件，可以防止传统继电器的频繁吸合造成损坏的问题。而且具有动作快，寿命长，可靠性好等优点。通过将可控硅的导通角大小来调节输出功率，从而控制主回路加热元件电流大小，使加热炉保持在设定温度工作状态。可控硅温度控制器由主回路和控制回路组成，主回路由可控硅、快速熔断器，加热元件等局部组成。控制回路由电源、热电偶、PID调节器等局部组成。

　　3.6系统网络构造

　　西门子的STMATICNET网络系统可分为四层，如图3-3工业以太网

　　工业以太网

　　管理层

　　单元层

　　现场层

　　执行器—传感器

　　ProfibusProfibusAS-i图3-3网络系统

　　-

　　1.现场层是通过连接如分布式I/O、执行机构、传感器和开关等现场设备，完成现场设备控制及设备的连接控制。西门子网路系统将执行器与传感器单独分一层，并使用AS-i网络。

　　2.单元层

　　单元层又称车间监控层，用来连接车间的生产设备，实现车间级设备的监控，设备故障报警及维护等。单元层〔车间监控〕网络采用PROFIBUS-FMS或工业以太网。PROFIBUS-FMS是一个多主网络，能传送大量信息。

　　3管理层

　　车间操作员工作站可以通过集线器与车间办公管理网连接。通过工业以太网将车间产生的数据传送到车间管理层。工厂管理层通常采用TCP/IP通信协议标准，即符合IEC802.3标准的以太网。

　　S7-300PLC有PROFIBUS-DP和工业以太网的通信模块以及点对点通信模块。通过PROFIBUS-DP或AS-i现场总线，CPU与分布式I/O模块之间周期性地自动交换数据。

　　3.6.1PROFIBUS现场总线

　　现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式串行多点式通信的数据总线，具有如下优点：

　　1〕现场总线使自动控制设备和系统组成了一个信息网络

　　2〕多个控制设备可共用一对双绞线，便于节省费用。

　　3〕具有维护方便，系统可靠性高。

　　4〕用户可以灵活地自由集成系统。

　　工业现场总线PROFIBUS是用于车间级监控〔单元层〕和现场层的通信系统。PROFIBUS是不依赖于生产厂家、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备都可以通过同样的接口交换信息。PROFIBUS由三局部组成，即分布式外围设备PROFIBUS-DP，用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O的通信;报文规*PROFIBUS-FMS，它定义了主站与主站之间的通信模型，用于系统级和车间级的不同级之间供给商的自动化系统之间传输数据;过程自动化PROFIBUS-PA，用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输。其中PROFIBUS-DP应用最

　　-

　　广。

　　S7-300PLC可以通过集成在CPU上的PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上，具有快速、高效、低本钱等优点及可以进展组态、诊断和报警处理。PROFIBUS-DP设备可以分为三类不同类型的设备：1类DP主站〔DPM1〕是系统的中央控制器，与DP从站循环地交换信息，对总线通信进展控制和管理;2类DP主站〔DPM2〕是DP网路中的编程、诊断和管理设备，除了具有DPM1的功能外，在与一类DP主站进展数据通信时可以读取DP从站的输入/输出数据和当前组态数据，可以给DP从站分配新的总线地址；3类DP从站是进展输入信息采集和输出信息发送的外围设备，它只与组态它的DP主站交换用户数据，可以向该主站［］报告本地诊断中断和过程中断。

　　本系统采用插有PROFIBUS网卡的PC机作为1类主站，PC机上装有程序编程软件STEP7，用PC机和MCGS组态软件作监控操作站，连接在PROFIBUS总线上，可以完成远程编程组态以及在线监控功能。西门子ET-200M作为从站，ET-200M是模块化分布式I/O,具有集成的模块诊断功能。

　　3.6.2MPI网络

　　MPI是多点接口的总称，每个S7-300CPU都集成了多点接口的通信协议，其物理层是RS-485,最大传输速率为12Mbit/s,两个相邻节点最大传输距离为50m。PLC通过MPI可以访问功能模块，可以自动播送其总线参数组态，可以与多个设备同时建立通信连接，连接的设备有运行STEP7的PC机，HMI,及西门子其他型号的PLC。

　　联网的CPU可以通过MPI接口实现全局数据(GD)效劳，周期性地相互进展数据交换。西门子有两种MPI连接器，一种有PG〔编程器〕接口，另一种则没有PG接口，在PC机上插上了一块MPI卡或使用PC/MPI适配器。

　　3.6.3AS-i网路

　　执行器传感器接口AS-i网路，用于传感器和执行器的双向数据通信网路。位于自动控制系统最底层的网路。AS-i用于连接需要传送开关量的传感器和执行器，比方读取温度开关的状态，控制各种阀门等，也可以传送模拟量数据。

　　-

　　AS-i属于主从式网路，每个网段只能有一个主站，主站是网路通信的中心，用于网路的初始化，设置从站的地址和参数等。AS-i从站是AS-i系统的输入通道和输出通道。CP343-2通信处理器用于AS-i主站。AS-i的从站由专用的AS-i通信芯片和传感器、执行器局部组成，带有集成的AS-i连接的传感器和执行器可以直接连接到AS-i上。

　　第四章

　　软件设计

　　4.1STEP7编程软件

　　STEP7编程软件是由西门子公司设计开发，具有提供编程、测试、参数设置、通信组态、维护，监控和参数设置的标准工具。本系统采用的是SETP7V5.4版。

　　4.1.1STEP7的硬件接口

　　为了在PC机上使用STEP7,应配置PC/MPI通信适配器。连接计算机的RS-232接口和PLC的MPI接口，将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络。计算机一侧的通信速率为19.2Kbit/s,PLC一侧的通信速率为19.2Kbit/s～1.5Mbit/s。

　　在STEP7的管理器中执行菜单命令："选项〞→"设置PG/PC接口〞。在翻开的对话框中可以选择实际使用的硬件接口。如图4-1，单击"选择〞，可以安装上述选择框中没有列出的硬件接口的驱动程序。

　　4.1.2STEP7的编程功能

　　STEP7的编程语言有梯形图〔LAD〕、功能图〔FBD〕、语句表〔STL〕。梯形图〔LAD〕是STEP7编程语言的图形表示，适合于电气行业的用户；语句表〔STL〕是文本编程语言，与机器代码类似，能够节省输入时间和存储区域，适合于计算机技术领域的用户；功能块〔FBD〕也是STEP7编程语言的图形表示，用逻辑框表示逻辑功能，类似于数字门电路，适合于电路工程领域的用户

　　STEP7通过符号编辑器，可以管理所有的全局变量，用于设置符号名称、定义数据类型、注释及排序功能。STEP7的测试和效劳功能具有设置断点、强制输图4-1-

　　入输出、调用块等，同时检测几个块的状态的功能，还有帮助功能，包括在线帮助及从帮助菜单获得帮助。

　　4.2STEP7工程的创立

　　在STEP7中，用工程来管理一个自动化系统的硬件和软件。STEP7用SIMATIC管理器对工程进展集中管理，它可以方便地浏览SIMATICS7、M7、C7和WinAC的数据。

　　使用向导来创立工程，双击Windows桌面上的SIMATIC管理器图标，进入SIMATICManager窗口。如下列图：

　　图4-2?

　　下一步，CPU类型中选择CPU315-2DP,MPI缺省值为2。如下列图：

　　下一步，块名称OB1作为主程序的组织块，所选的语言为LAD。如下图:列图4-3?

　　下一步，输入工程名称，按"完成〞生成工程，如下列图：

　　-

　　4.3用变量表调试程序

　　4.3.1系统调试步骤

　　图4-5首先用变量表来测试硬件，同时观察CPU模块上的故障指示灯，或者使用故障诊断工具来诊断故障；第二，下载用户程序，在下载程序之前将CPU的存储器复位，将CPU切换到STOP模式；第三，排除可能导致CPU停机的程序中的错误；最后调试用户程序，在执行用户程序过程中来检查系统的功能，在调试时记录对程序的修改。

　　在调试时，最先调试启动组织块OB100,然后调试FB和FC，调试启动组织块后，接着应先调试嵌套调用最深的块。如图4-6。在FB1调试好后再调试FB1的FC2,指令BEU可以在完整的OB1中临时插入只有BEU指令之前的局部被执行。调试好后将它删除掉。

　　-

　　〔1〕

　　启动

　　DB1〔5〕

　　OB1(4)

　　FC1(3)

　　FC2(2)FB1图4-6程序调试的步骤

　　4.3.2变量表的根本功能

　　使用变量表可以在一个画面中同时监视，修改和强制用户感兴趣的全部变量。为满足不同的调试要求，一个工程可以生成多个变量表，在变量表中赋值的变量包括输入输出、定时器、计数器、位存储器，DB在内的存储器和外设I/O。

　　利用变量表可以监视变量，在计算机上显示用户程序或CPU中的每个变量的当前值。也可以对变量进展修改，将固定值赋给变量，对外设输出赋值，在停机的状态下将固定值赋给CPU的每个输出点。强制变量，给*个变量赋予一个固定值，即使用户程序被进展，也不会影响被强制变量的值。

　　4.3.3变量表的生成

　　在SIMATIC管理器中，用菜单命令"插入〞→"S7块〔B〕〞→"变量表〞，出现一个对话框，在对话框中可以给变量表取一个符号名，"确定〞生成一个新的变量表，如图4-7。也可以在变量表编辑器中，用菜单命令"表格〞新建一个新的变量表，可以为一个用户生成几个变量表。输入变量时，可以在"地址〞栏输入在符号表中定义过的地址。当用回车键完成输入项时，其余的详细资料会自动地出现，可以用"选项〞中的"符号表〞将地址粘贴到变量表中。

　　4.3.4变量表的使用

　　为了监视或修改在当前变量表中的输入变量，要与监视的CPU建立连接，选图

　　4--

　　择变量表的菜单命令"PLC〞→"连接到〞→"建立此连接〞，建立与CPU的连接，可以方便地进展变量的监视或修改。用菜单命令"PLC〞→"断开连接〞，可以断开变量表和CPU的连接。

　　用菜单命令"变量〞→"触发器〞翻开对话框，选择在程序中的触发来监视或修改变量。变量表显示的是被监视的变量在触发点的数值，同时也可以选择监视的触发条件：一次或每次循环，如图4-8。

　　图

　　4-将CPU的模式开关调到RUN-P位置，单击"变量〞→"监视〞，执行监视功能，变量表中的状态值按设定的触发点和触发条件显示在变量表中。在STOP模式下修改变量时，因为用户程序没有被执行，各个变量的状态时相互独立的，相互不会影响。一些数字量可以任意地置0或置1状态，并且有保持的功能。这种通常用来测试数字量输出点的硬件是否正常。在RUN模式下修改变量时，各变量受到用户程序的控制，所以在RUN模式下不能改变数字量输入的状态，仅取决于外部电路的通断状态。

　　强制变量可以给用户程序中的变量赋一个固定的值，这个值不会由于用户程序的被执行而发生变化。被强制的变量只能读取，不能用写访问来该变其强制值。用菜单命令"变量〞→"更新监视值〞翻开窗口，被强制的变量和它们的强制值都显示在窗口中。其中显示的黑体字表示该变量已被赋予了固定值，普通字表示该变量已在被编辑，灰色字表示该变量不存在。变量的监视和修改只能在变量表中进展，而不能在"强制数值〞窗口中进展。

　　-

　　第五章

　　组态分布式I/O

　　在常规自动化系统中，连接传感器和执行器的这些电缆直接连接到中央可编程逻辑控制器的I/O模块上，这就需要大量的接线。使用分布式I/O模块，就可以把输入输出模块放到离传感器和执行器较近的地方，从而省了很多接线。本设计使用PROFIBUS-DP来建立可编程控制器、I/O模块和现场设备之间的连接。

　　5.1STEP7硬件组态与诊断

　　硬件组态工具用于对自动化系统中使用的硬件进展配置和参数设置，包括系统组态，CPU的参数设置，模块的参数设置。同时还可以进展通信组态，包括连接的组态和显示，设置用MPI或PROFIBUS-DP连接的设备之间的周期性数据传送的的参数，设置用于MPI,PROFIBUS或工业以太网实现的数据传输。系统的诊断为用户提供自动化系统的状态，可以通过浏览CPU的数据和用户程序在运行中的故障原因。也可以用图形方式显示硬件配置，显示模块故障，显示诊断和缓冲区的信息等。

　　在PLC控制系统设计前期，首先需确定系统的硬件配置，确定了硬件组成后，需要在STEP7中完成硬件配置。硬件组态就是在STEP7中生成一个与实际的硬件系统相符的系统。PLC在启动时，将在STEP7中生成的硬件设置与实际的硬件相比拟，如果发现不同，将立刻生成错误报告。同样，也可以对以太网，PROFIBUS-DP和MPI等网络系统的构造和通信参数进展组态。

　　在SIMATIC管理器中双击"硬件〞图标，如下列图。进入硬件组态窗口。在UR导轨中放置模块。

　　-

　　双击模块，在对话框中设置模块的参数，包括模块的属性和DP主站和从站的参数。例如翻开CPU315-2DP(1)模块的参数设置如下列图

　　图

　　5-1-

　　在启动选项卡中，勾中"如果预设值组态与实际值组态不匹配则启动〞表示如果一个模块没有插在组态时指定的槽位，或者*个槽插入的不是组态模块，CPU也会启动。除了PROFIBUS-DP接口模块外，CPU不会检查I/O组态。按下保存编译按钮并下载到PLC中区，如下列图

　　图5-3图

　　5-25.2参数设置

　　〔1〕CPU模块参数的设置

　　S7-300各种模块的参数用STEP7来设置，双击CPU315-2DP模块，如图5-2。在"启动〞选项卡中的"监视时间〞是CPU将参数传送给模块的最大时间，单位为100ms。如果超出了设置时间，CPU按"如果预设置的组态与实际组态不匹配则启动〞的设置进展处理。

　　"周期/时钟〞选项卡中可以设置扫描循环、监视时间。如果超过了设定值，CPU将进入STOP模式。"诊断/时钟〞选项卡对系统中出现的故障进展识别，并作出

　　-

　　相应的响应及保存诊断结果。为了准确地记录故障顺序，由系统中的时钟作出同步调整。"保持存储器〞用来设置从MBO，TO和CO开场的需要断电保持的存储器字节数，定时器和计数器的数量，在掉电或CPU突然由RUN进入STOP模式后，其余内容保持不变。还有保护级别的选择，在"保护〞选项卡中，有3个保护级别：级别1没有口令，在RUN位置只有读操作；级别2，如果知道口令的用户可以进展读写，但对于不知道口令的人员只能读访问；级别3不能读写。"日时钟中断〞选项卡用来产生日期-时间中断，中断产生时调用组织块OB10～OB17,还可以设置中断优先级。

　　〔2〕数字量输入输出模块的参数设置

　　在STEP7设置数字量输入输出模块的参数设置必须在CPU处于STOP模式下进展。设置参数完成后，把参数下载到CPU中区，双击四号机架的"DI32×DC24V〞,出现如5-4所示的属性窗口。在地址中可以设置模块的起始字节地址。用同样的方法设置数字量输出模块的参数。

　　图

　　5-4〔3〕模拟量输入输出模块的参数设置

　　双击"AI8×12Bit〞,弹出如图5-5。选择"输入〞选项卡，在该页额可以选择是否"诊断中断〞或"超出限时的硬件中断〞，也可以分别对模块的每一个通道组选择允许的任意量程，每两个通道为一组。本设计选用TC-I热电偶，选勾"超出限时硬件中断〞，上限和下限分别为200℃和20℃，如图5-6。

　　图

　　5-6-

　　5.3组态DP主站系统

　　图

　　5-7在HWConfig中选择槽2.1的DP主站，菜单命令"插入〞→"主站系统〞，在对话框中使用默认地址，在"子网〞中选择"PROFIBUS(1)〞，如图5-图

　　5-8在硬件目录下查找模块B-16DI，在该模块平移到"DP主站系统(1)处，弹出一个对话框，如图5-9，选择默认地址然后确认。

　　-

　　选择模块B-16DO，用同样的方法拖放到"DP主站系统(1)〞，使用缺省地址，再将接口模块IM153拖放到主站系统。选中IM153模块，单击4号槽，在硬件目录下选择ET-200M,其中的SM321DI32×DC24V。双击该模块将其插入，如图5-10，最后保存并编译该组态。

　　也可以在SIMATICManager中双击网络"PROFIBUS(1)〞翻开NetPro窗口。按照上述方法把模块拖放到PROFIBUSDP，如图5-11。双击任意模块对其组态，HWConfig窗口被翻开。

　　图

　　5--

　　图

　　5-10图

　　5-11第六章PLC控制程序设计

　　6.1用户程序的根本构造

　　PLC中的程序分为操作系统和用户程序，操作系统用于实现的功能与特定的控制任务无关。比方处理PLC的起动、调用用户程序，管理存储区和处理通信等。用户程序在STEP7中生成，然后再下载到CPU，用户程序包含控制任务所需的所有功能。

　　STEP7将用户编写的程序和相应的数据放在块中。通过块与块之间的调用，和子程序类似，不仅可以简化程序组织，而且使得程序易于修改，调试和过失。也变得更易理解、易维护，增加了PLC程序的组织透明性。

　　组织块(OB)

　　-

　　组织块用于控制扫描循环和中断程序的执行、PLC的起动等。是操作系统和用户程序的接口，由操作系统调用。其中OB1用于循环处理，是用户程序中的主程序。操作系统循环一次就调用一次组织块OB1，组织块可分为启动组织块、循环组织块的程序组织块、定期执行的程序组织块、事件驱动执行的程序组织块,OB1属于循环执行的程序组织块，而且就仅此这一个。启动组织块有三个：OB100〔暖启动〕、OB101(热启动)、OB102(热启动)。

　　功能块(FB)和功能(FC)功能和功能块是用户编写的包含使用的子程序，然后在主程序OB1或其他程序块中调用FB。每次调用功能块时必需提供各种类型的数据给功能块，功能块也要返回变量给调用它的块。功能(FC)与功能块(FB)类似，根本区别在于FB有自己的存储区(背景数据块)，而FC则没有。

　　数据块(DB)数据块的作用是存放执行用户程序时所需要的数据区域，STEP7按数据生成的顺序自动地为数据块中的变量分配地址。数据块分为背景数据块(DI)和共享数据块(DB)。背景数据块是调用FB和SFB时用于传送参数的数据块，自动生成数据。共享数据块是为用户程序提供可保存的数据区域，共享DB存储的是全局数据，供所有块共享。

　　系统功能(SFC)和系统功能块(SFB)系统功能和系统功能块是为用户预先编写好程序的块，它们已经固化在S7PLC的CPU中。用户在程序中可以调用它们，但不能修改。其中SFB有存储功能，其变量保存在背景数据块中，而SFC则无存储区。

　　6.2PID温度控制

　　STEP7包含了两个温度控制器。1、FB59"TCONT_S〞(步进控制器)2、FB58"TCONT_CP〞,该温度控制器用于具有连续或脉冲输入信号的执行器，此外还有PID参数的自整定功能。FB58"TCONT_CP〞温度控制器通过PROC_P模拟温度过程。本系统采用FB58"TCONT_CP〞(连续控制)，在OB35中以100ms为周期性中

　　-

　　断时间调用控制器和过程块。当OB100启动时，控制器和过程块的重启位被置位。

　　在符号表中，为程序中寻址的绝对地址分配符号名和数据类型，即全局变量。这样可以增加S7程序的可读性。符号表见下列图：

　　图6-1符号表

　　在SIMATICManager中插入一个新对象：变量表。双击翻开如图4-7，在VAT_LC变量表中输入如下列图

　　在OB1中创立程序如下列图

　　图6-2变量表

　　-

　　图6-3主程序OB1为了可以调用FB58、FB100功能块，必须生成相应的数据块，一个背景数据块指定给一个功能块。如下列图

　　-

　　图6-4背景数据块DB5在OB35中调用控制器和过程块，OB35中以100毫秒为周期性中断时间调用控制器和过程块，见图6-6、6-7。

　　图6-5背景数据块DB10-

　　图6-6组织块OB35(1)

　　-

　　图6-7组织块OB35(2)

　　创立组织块OB100,启动组织块OB100用于系统初始化，见下列图：

　　在启动组织块中，上面两行程序用于控制器和过程的例行启动程序。下三行为切换控制器到手动模式，并输出被控变量=0最后通过菜单命令"PLC〞→"下载〞，复制到CPU中，调试好后投入运行。

　　结

　　论

　　通过一周时间的课设，使自己更加熟练地运用PLC及软件，通过自己的翻书查阅、请教教师、网上看教程等方式，较为成功地完成了这次课设的内容，初步掌握了PLC的实用根底，自己也从中学到了不少的实用性知识。而且在这次课设中，遇到不少的难题，在解决一个个难题中学会了如何去解决问题并且完善。通过这次课设，我学会了电加热炉温度控制系运用成熟的PLC技术，软件和硬件相结合，-

　　较好地解决了传统加热炉在温度控制上存在的问题。本系统采用S7-300可编程控制器，利用传统的PID策略对温度进展控制，且运用串级控制系统，能够较好地实现了电炉温度的自动调节，设计便捷、效果好、工作可靠、精度高、稳定性好，远高于常规仪表组成的系统。通过本系统的设计，使我对在校所学的知识又有了进一步的稳固和加深、拓展。加热炉温度控制系统采用成熟的PLC技术和电力电子技术，采用软硬件结合，较好的解决了传统的加热炉温控系统中出现的问题。针对我国大局部的加热炉用户来说本系统将是一个比拟理想的温控系统。在本设计中，根据设计的要求，完成了以软件方式对温度信号的串级处理，误差*围为1℃，模拟量扩展模块采用的是与PLC想配套的扩展模块EM235，用了两个模拟量输入和一个输出。温度检测元件能够完成在0~100℃的温度准确监测，并通过调功器对加热元件的控制来调节温度，实现炉温的实时控制与监测。但在本设计中依然有缺乏之处，因为未使用上位机，所以不能对温度实时控制，只能在软件编程中完成固定的温度控制。但本设计在理论上，以根本满足需求，满足自动控温和实时显示的需求，所以，可以说本设计根本上是成功的。通过本系统的设计，使我充分发挥了主观能动性，将大学四年所学的知识以毕业设计的形式应用到了实际当中。这其中，虽然我遇到了很多问题，但通过查阅相关资料、请教教师和与同学讨论将这些问题一一解决，从而使我对大学四年所学到得知识有了进一步的加深和拓展，并且学会了西门子S7-200是如何在温度控制中应用的，相信这一定会对以后走上工作岗位的我有很大的帮助。

篇六：plc课程设计报告论文

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　　※※※※2010级PLC课程设计

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　　PLC课程设计报告书

　　课题名称

　　姓

　　名

　　学

　　号

　　院、系、部

　　专

　　业

　　指导教师

　　2013年1月10日

　　箱体加工专用机床的PLC控制

　　电气工程系

　　自动化

　　摘要

　　PLC使用在专用机床控制上是最合适不过了，如下图所示为箱体加工专用机床的结构加工示意图。该机床是用来专门加工箱体两侧的，其加工方法是先将箱体通过夹紧装置夹紧，再由两侧左、右动力头对箱体进行加工。当加工完毕，动力头快速回原位，此时在松开加工件，又开始下一个循环。

　　目录

　　1．设计目的.........................................................12．设计要求

　　.........................................................13．I/O分配表和接线图...............................................23.1I/O分配表...............................................23.2I/O接线图...............................................34.PLC程序设计......................................................44.1梯形图设计...............................................44.2指令语句表...............................................65.设计总结

　　..........................................................76.参考文献

　　..........................................................1．设计目的通过生产线PLC控制的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

　　课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还应注意其他几个方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力：查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。

　　2．设计要求

　　图中，左、右动力头主轴电动机为2.2kw，进给运动由液压驱动，液压泵电动机为3kw。动力和夹紧装置的动作由电磁阀控制，电磁阀通断情况如表1。

　　表1箱体加工机床电磁阀通断情况表

　　上、下料

　　快进

　　工进

　　停留

　　快退

　　左动力头

　　YV1YV2—

　　—

　　+—

　　++—

　　—

　　—

　　—

　　右动力头

　　YV3YV4—

　　—

　　—

　　+—

　　+—

　　—

　　+—

　　夹紧装置

　　YV5YV6YV7—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　—

　　+—

　　+—

　　—

　　+—

　　++

　　专用机床的工作步骤如下：

　　1、按下启动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号。

　　2、左、右动力头同时快进，并同时启动主轴。

　　3、到达工件附件，动力头快进转为工进加工。

　　4、加工完毕后，左、右动力头暂停2s后分别快速退回原位。

　　5、夹紧装置松开被加工工件，同时主轴停止。

　　以上1~5步骤连续工作，实现半自动循环。在工件夹紧、动力头快进、动力头快退及电源接通均有信号显示。

　　3．I/O分配表和接线图

　　3.1I/O分配表

　　输入

　　X0：启动按钮SB1X1：停止按钮

　　SB2X2：夹紧开关信号

　　SP

　　X3：松开开关信号

　　SQ7X4：左动力头行程开关SQ1X5：左动力头行程开关

　　SQ3X6：左动力头行程开关SQ5X7；右动力头行程开关SQ2X10：右动力头行程开关

　　SQ4X11：右动力头行程开关SQ6X12：半自动/自动开关

　　IO.输出

　　Y0：工作夹紧指示

　　QO.Y1：左动力头快进指示

　　QO.1Y2：右动力头快进指示

　　QO.2Y3：左动力头快退指示

　　QO.3Y4：右动力头快退指示

　　QO.4Y5：左主轴电动机接触器

　　KM1Y6：油泵电动机接触器

　　KM2Y7：电磁阀YV1Y10：电磁阀YV2Y11：电磁阀YV3Y12：电磁阀YV4Y13：电磁阀YV5Y14：电磁阀YV6Y15：电磁阀YV723.2I/O接线图

　　4.PLC程序设计

　　4.1梯形图设计

　　4.2指令语句表

　　5.设计总结

　　通过本次PLC课程设计的学习，我对具体问题的PLC设计过程有了初步了解，特别是步进指令的设计编程，理解颇深。

　　在机床行业中，多工步机床由于其工步及动作多，控制较复杂，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响了设备的工效。

　　在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

　　6.参考文献

　　1、郁汉祺.电气控制与PLC应用技术.东南大学出版社，20102、刘守操主编

　　可编程序控制器技术与应用

　　北京：机械工业出版社，2006，83、海心，赵华主编

　　机电传动控制

　　北京：高等教育出版社，2007、11

篇七：plc课程设计报告论文

　　摘

　　要

　　近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，针对具体应用对象的特点，配以其它器件来加以完善。

　　电气控制与PLC是本学期新开的一门技术课，也是非常重要的一门课，对于以后的工作有很大的帮助。为了能更好的认识和理解PLC方面的知识，以便能更好的掌握PLC这门技术。

　　PLC课程组决定让我们完成一份PLC课程设计说明书。这一周是PLC课程设计周，我要全面的投入课程设计当中，按时完成一份完整的并排版打印好的《PLC课程设计》说明书。

　　本课程设计是我经历了一周的时间，花费了很多的精力才完成的。

　　我设计的题目是“十字路口交通灯的PLC控制”,此次设计主要内容包括:工作过程分析,梯形图,接线图,电气原理图及情况说明,由于是第一次写PLC课程设计,经验还不是很丰富,可能写的还不是很完美,还望任课老师们及同学们提出宝贵的意见和建议。

　　关键词：十字路口，交通灯，PLC

　　目

　　录

　　摘要

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　　1一、课题背景

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　　31、课题背景

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　　32、研究目的和意义

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　　33、本文的主要工作

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　　5二、已知情况、控制要求、设计要求

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　　61、已知情况

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　　62、控制要求

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　　63、设计要求

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　　7三、总体设计思路

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　　8四、程序设计及调试

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　　91、PLC的选型及I0分配图

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　　92、拟定程序的SFC顺序功能图

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　　103、梯形图、程序工作过程简析及编程元件明细表

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　　11五、电气设计

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　　161、PLC外部接线原理图

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　　162、交通灯顺控设备电气接线线原理图

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　　163、交通灯顺控设备电气元件明细表

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　　17六、安装、接线、及系统联合测试

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　　18七、后期工作

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　　191、操作过程简要说明

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　　192、常见故障及排除方案

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　　193、编写并提交（课程）设计说明书

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　　20八、尚存在的问题及方案建议

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　　21九、课程设计总结

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　　22十、致谢

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　　23十一、参考文献

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　　24十字路口交通灯的PLC顺序控制

　　一、课题背景

　　1、课题背景

　　1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

　　1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

　　2、研究目的和意义

　　在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为交通参与者的安

　　全提供了强有力的保障。但是随着社会、经济的快速发展，原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统，使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。

　　传统的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的，有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的，统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。

　　目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空等现象，影响了道路的畅通。为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计交通灯控制器，能较好地解决这个问题。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证交通控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。

　　随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的交通灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器交通灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

　　可编程控制器交通灯控制系统的特点：

　　①脱机手动工作；

　　②联机自动就地工作；

　　③上机控制的单周期运行方式；

　　④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制；

　　⑤自动启动、自动停机控制方式。

　　近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。

　　本系统采用PLC是基于以下四个原因：

　　①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；

　　②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；

　　③抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证交通控制的靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；

　　根据交通信号灯系统的要求与特点，我们采用了德国西门子公司S7-200型PLC。西门子PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是S7-200系列中最高档次的超小型程序装置。西门子可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对十字路口交通控制灯实现控制。

　　3、本文的主要工作

　　首先，回顾交通灯的历史，随着社会经济的发展，交通管制的要求越来越高，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了交通灯控制系统，才会满足稳定可靠的交通控制系统需求。

　　然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。

　　然后，结合交通灯控制系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。

　　然后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。

　　二、已知情况、控制要求、设计要求

　　图1.示意图

　　1、已知情况

　　交通灯的布置，其工作过程（工作循环）如图1-1所示，元件动作状态如表1-1所示。

　　2、控制要求

　　图2.工序图

　　交通灯控制系统的控制要求如下：

　　(1)信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

　　(2)南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。

　　(3)南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

　　(4)东西红灯亮维持25S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时

　　南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

　　(5)周而复始

　　3、设计要求

　　根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：

　　(1)要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现;(2)要能完全满足控制要求；

　　(3)要按照电气设计惯例，提供短路、过载、联锁等故障保护措施；

　　(4)本次设计的控制装置应由操作屏、电气控制箱（柜）等部分组成，要尽量与生产设备进行一体化安装，具体安装尺寸另行商定；

　　(5)操作屏上要有完整的信号指示，包括对各工作步的指示，以及电源、启动、停止、故障等指示；

　　三、总体设计思路

　　根据已知情况、控制要求、设计要求，本液压组合机床的PLC-控制装置的设计可按照“大而化小，分而治之”的思路，划分为以下5个部分，依序进行，各部分的设计任务分配如下:(1)程序设计及调试

　　拟采用切换法，完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试；

　　(2)电气设计

　　完成电气线路原理图、元件位置图、接线图、互连图、元件明细表的设计；

　　(3)*柜屏设计

　　完成电气元件安装图、控制箱（柜）、操作的设计

　　(40*安装、接线、联合测试

　　完成电气元件的安装、接线、并对程序与线路进行联合测试；

　　(5)后期工作

　　说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写设计说明书等。

　　下面按照这个总体设计思路的任务安排，逐步展开。

　　四、程序设计及调试

　　1、PLC选型及IO分配图

　　根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：

　　EC-16M16R它是我国科威公司生产的E系列PLC(与三菱FX2N系列兼容)，拥有16路输入、16路(继电器)输出，而本例实际只需要15路输入、13路输出，输出留有约13的余量，输出所留余量超出13，完全满足要求；拥有8K步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在20步左右，完全够用；支持内置CANbus、485、232通信功能，有利于今后与其它设备进行联网通信。

　　图3是十字路口交通灯的I0分配图。

　　图3.

　　IO分配图

　　2、拟定程序的SFC顺序功能图

　　拟定程序的SFC顺序功能图如图3所示。

　　图3.

　　程序的SFC顺序功能图

　　程序中，各定时器的定时顺序如表1所示。

　　表1.定时器定时顺序

　　定时器

　　时段1.1T1循环1时段1定时

　　T2时段1.2时段1.3时段1.4时段2.1循环2时段1定时

　　循环1时段2定时

　　T3循环1时段3定时

　　T4循环1时段4定时

　　3、编程——PLC十字路口交通灯装置顺控程序、程序工作过程简析、编程元件明细表

　　本顺控程序的初始程序、切换程序、定时程序及输出程序的梯形图分别如图4～图7所示。

　　图4.十字路口交通灯-初始程序-梯形图

　　图5.十字路口交通切换程序-SFC图、梯形图

　　图6.十字路口交通灯定时及动作程序-梯形图

　　图7.

　　十字路口交通灯定时及动作程序-梯形图（晚间只亮黄灯方案，有缺陷）

　　由上述可得十字路口交通灯的指令表如图9所示。

　　图9.十字路口交通灯顺控程序-指令表

　　本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如表2所示。

　　表2.

　　PLC编程元件明细表

　　编程元件

　　X0Y2Y1Y0Y12Y11Y10M10T1T2T3T4作用

　　起动及循环起点

　　南北绿输出

　　南北黄输出

　　东西红输出

　　东西绿输出

　　东西黄输出

　　南北红输出

　　中间继电器，把X0的状态保持

　　东西绿定时

　　东西黄定时

　　南北绿定时

　　南北黄定时

　　五、电气设计

　　1、PLC外部接线原理图

　　PLC外部接线原理图如图10所示。

　　图10.

　　PLC外部接线原理图

　　2、交通灯顺控设备电气接线线原理图

　　交通灯顺控设备电气接线线原理图如图11所示。

　　（暂缺）

　　图11.

　　交通灯顺控设备电气接线线原理图

　　3、交通灯顺控设备电气元件明细表

　　参考《电气控制与PLC应用》（胡汉文

　　丁如春主编，人民邮电出版社，2009.5）第9章设计样例，拟定本顺控设备电气元件明细表如表所示。

　　表3.

　　交通灯顺控设备-电气元件明细表（不完整）

　　序号

　　1文字符号

　　1#PLC名称

　　1号PLC型号

　　规格

　　单位

　　台

　　数量

　　1备注

　　黄石科威

　　生产

　　EC-08M08R8路输入

　　8路输出

　　2345678910111112141516171下面，对各电气元件型号规格的选定依据，详细说明如下：

　　（暂缺）

　　六、安装、接线、及系统联合测试

　　按照元件安装图安装元件；参考原理图，按照接线图完成“板内接线”；参考原理图，按照互连图，完成板间、柜间接线。

　　最后，对程序系统与电气系统进行联合测试，详细步骤略。

　　如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止

　　七、后期工作

　　1、操作过程简要说明

　　(1)信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

　　(2)南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。

　　(3)南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

　　(4)东西红灯亮维持30S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

　　(5)周而复始。

　　2、常见故障及其排除方案

　　(1)检查PLC[RUN]→P0[按一下]，绿1红2[点亮]?没有点亮：程序错误

　　解决方案：程序重编

　　(2)检查PLC能否完成1个工作流程?不能：程序错误

　　解决方案：程序重编

　　(3)检查PLC能否从最后1步(黄)回到步1(绿)开始新一轮循环?不能：程序错误

　　解决方案：程序重编

　　(4)P1[按一下]，待进行到最后1步(黄2)之后，不再做新一轮循环?不能：预停程序错误

　　解决方案：修改预停程序

　　3、编写并提交(课程)设计说明书

　　“课程设计说明书”应包括以下内容：

　　(1)封面

　　(2)课程设计任务书

　　(3)摘要

　　(4)目录

　　(5)已知情况、控制要求、设计要求

　　(6)总体设计思路

　　(7)程序设计及调试

　　(8)电气设计

　　(9)*安装、接线、联合测试

　　(10)后期工作

　　(11)课程设计总结

　　(12)致谢

　　(13)主要参考文献及资料

　　八、尚存在的问题及方案建议

　　本设计方案虽然“设计简约，考虑面广，满足要求”，但至少存在以下2个问题尚未解决：

　　(1)电源问题：在设计过程中，为了简化操作过程，对PLC未加装分电源开关，这样不利于操作。

　　(2)PLC电源净化问题：科威PLC供电电压为ACV,适应电源范围较宽，可直接从低压电网取用220V电源；但为了减弱电网对PLC的干扰，仍应加装电压净化元件，如电源滤波器、隔离变压器等。

　　建议采取以下方案解决：

　　(1)针对电源问题，建议加一个电源分开关来解决。

　　(2)针对PLC电源净化问题，建议加装电源滤波器或隔离变压器的方案来解决。

　　课程设计总结

　　PLC和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是一个由三个部分组成的浇灌系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。

　　通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

　　通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。

　　在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。

　　致谢

　　这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意。这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。

　　最后该感谢帮助我的同学和老师。首先该感谢这门课程任教的胡老师给我们精心的讲解和适用的资料。感谢同学们对我学习上的交流和帮助，还得感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会！

　　参考文献

　　[1]电气控制与PLC应用，胡汉文

　　丁如春

　　主编，人民邮电出版社，2009[2]科威PLC资料，来自于公司网站

　　[3]三菱及西门子PLC资料，来自工控网

　　[4]可编程控制器教程，黄云龙主编，科学出版社，2003[5]可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，2002[6]机电电气自动控制（修订版），陈远龄主编，重庆大学出版社出版，2005[7]十字路口交通灯的PLC控制，来自三笔网

　　[8]可编程控制器原理及应用教程，王晖

　　孙玉峰

　　王文华

　　主编，清华大学出版社出版，2004[资源来源

　　]鄂东职业技术学院

　　学生PLC课程设计

　　[资料整理

　　]胡码三笔网

篇八：plc课程设计报告论文

　　电气控制及plc课程设计实践报告总结3000字

　　摘要：

　　一、引言

　　1.背景介绍

　　2.课程设计目的3.实践报告意义

　　二、电气控制及PLC技术概述

　　1.电气控制技术发展

　　2.PLC技术简介

　　3.PLC与传统继电控制对比

　　三、课程设计内容及过程

　　1.设计任务与要求

　　2.设计方案制定

　　3.PLC程序编写与调试

　　4.电气控制图纸绘制

　　5.项目实施与成果展示

　　四、课程设计中遇到的问题与解决方法

　　1.技术难题

　　2.团队协作与沟通

　　3.时间管理

　　五、课程设计成果分析与评价

　　1.技术指标达成情况

　　2.创新与实用性评价

　　3.成果展示与交流

　　六、总结与展望

　　1.收获与成长

　　2.不足与改进

　　3.未来发展方向

　　正文：

　　一、引言

　　1.背景介绍

　　随着现代工业自动化技术的飞速发展，电气控制及可编程控制器（PLC）在各行各业中的应用越来越广泛。为了提高学生的实际操作能力和理论应用水平，我国高校在电气工程及自动化专业中开设了电气控制及PLC课程设计实践环节。本篇实践报告总结了我自己在课程设计过程中的心得体会，以期为今后的工作和学习提供借鉴。

　　2.课程设计目的通过电气控制及PLC课程设计，使学生掌握电气控制原理、熟悉PLC编程及应用、提高实际工程设计能力。通过实践，加深对理论知识的理解，培养解决实际问题的能力，为今后从事相关领域工作打下坚实基础。

　　3.实践报告意义

　　本实践报告旨在记录课程设计过程中的经历，总结经验教训，反馈教学效果，为改进课程设计提供参考。同时，也为学生提供一个交流和学习的平台，提高整体实践教学质量。

　　二、电气控制及PLC技术概述

　　1.电气控制技术发展

　　电气控制技术起源于19世纪末，随着电力电子技术、微处理器技术等的发展，电气控制技术逐渐演变为现代自动化控制技术。电气控制技术在我国的应用也取得了长足的发展，广泛应用于工业生产、交通运输、楼宇建筑等领域。

　　2.PLC技术简介

　　可编程控制器（PLC）是一种具有编程灵活、可靠性高、扩展性强、抗干扰能力强等特点的工业控制设备。自20世纪60年代问世以来，PLC技术在全球范围内得到了广泛应用，已成为现代工业自动化领域的核心技术之一。

　　3.PLC与传统继电控制对比

　　与传统的继电控制系统相比，PLC具有以下优势：

　　（1）高可靠性：PLC采用集成电路，故障率低，运行稳定；

　　（2）编程灵活：PLC采用高级编程语言，易于学习和掌握，方便进行程序修改和扩展；

　　（3）抗干扰能力强：PLC具有完善的抗干扰措施，适应各种恶劣环境；

　　（4）系统集成度高：PLC可与上位机、触摸屏、传感器等设备实现无缝对接，方便构建智能化控制系统。

　　三、课程设计内容及过程

　　1.设计任务与要求

　　本次课程设计任务为：设计一个三相异步电动机控制系统，实现启动、停

　　止、正反转及速度调节等功能。设计要求如下：

　　（1）采用PLC作为主控制器；

　　（2）使用触摸屏进行人机交互；

　　（3）具备故障报警及保护功能；

　　（4）系统具备可扩展性。

　　2.设计方案制定

　　根据设计任务和要求，制定如下设计方案：

　　（1）选用某品牌PLC作为控制器；

　　（2）选用触摸屏作为人机交互设备；

　　（3）采用三相交流异步电机驱动装置；

　　（4）设计电气控制电路，实现启动、停止、正反转及速度调节功能；

　　（5）编写PLC程序，并进行调试；

　　（6）绘制电气控制图纸。

　　3.PLC程序编写与调试

　　采用梯形图编程方式，编写PLC程序。对程序进行调试，确保各功能正常运行。

　　4.电气控制图纸绘制

　　根据设计方案，绘制电气控制图纸，包括PLC接线图、触摸屏连接图、电气原理图等。

　　5.项目实施与成果展示

　　将设计方案在现场进行实施，搭建控制系统。通过实际运行，验证系统功能完善、稳定可靠。将成果进行展示，与同学和老师进行交流。

篇九：plc课程设计报告论文

　　基于PLC的机电控制课程设计报告

　　1.摘要

　　本文主要介绍了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的机电控制系统设计方法。本设计以某机电设备为对象，通过分析其控制需求，设计了PLC控制系统，并实现了对机电设备的精准控制。本报告包括系统硬件选型、软件编程、系统调试和性能评估等部分。

　　2.项目背景

　　随着工业自动化技术的不断发展，PLC控制系统在各类机电设备中的应用越来越广泛。为了提高学生对PLC控制技术的理解和应用能力，本课程设计要求学生针对一个实际的机电设备，设计并实现基于PLC的控制系统。

　　3.系统需求分析

　　3.1控制对象分析

　　本设计以一台电动机为例，对其启动、停止、正反转、速度调节等控制需求进行分析。

　　3.2控制功能需求

　　根据电动机的运行特性，本设计需实现以下功能：

　　1.启动与停止：通过PLC控制电路实现电动机的启动和停止。

　　2.正反转控制：通过PLC控制电路实现电动机的正反转。

　　3.速度调节：通过PLC控制电路实现电动机转速的调节。

　　4.故障保护：当系统发生故障时，PLC应能及时采取措施，保护设备和人员安全。

　　4.系统硬件选型

　　根据系统需求分析，选择合适的硬件设备，包括PLC、输入输出模块、传感器、执行器等。

　　4.1PLC选型

　　本设计选用西门子S7-200系列PLC，具备足够的输入输出点数，满足系统需求。

　　4.2输入输出模块选型

　　根据传感器和执行器的数量，选择相应的输入输出模块。

　　4.3传感器选型

　　本设计选用旋转编码器作为速度检测传感器，实现电动机转速的实时检测。

　　4.4执行器选型

　　本设计选用继电器作为执行器，实现电动机的启动、停止和正反转控制。

　　5.系统软件编程

　　根据系统需求分析，编写PLC控制程序，实现对电动机的精确控制。

　　5.1程序结构设计

　　本设计将程序分为以下几个部分：

　　1.主程序：负责整体控制流程的调度。

　　2.子程序：负责实现具体的功能，如启动、停止、正反转等。

　　5.2编程语言

　　本设计采用西门子S7-200系列的编程语言，包括指令表和梯形图。

　　6.系统调试与性能评估

　　6.1系统调试

　　通过在实际运行中逐步优化程序，确保系统稳定可靠地运行。

　　6.2性能评估

　　评估指标包括：

　　1.控制精度：电动机转速与设定值之间的偏差。

　　2.响应时间：系统从接收指令到执行完毕所需的时间。

　　3.可靠性：系统在连续运行过程中的稳定性和抗干扰能力。

　　7.结论

　　本文详细介绍了基于PLC的机电控制课程设计方法。通过分析机电设备的需求，设计了一套PLC控制系统，并实现了对电动机的精准控制。经过调试和性能评估，系统满足预期要求，具备较高的控制精度和可靠性。本设计为学生提供了实践机会，有助于提高其对PLC控制技术的理解和应用能力。

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