最新版课程设计报告书指导.docx

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最新版课程设计报告书指导

湖南三一工业职业技术学院

课程设计报告书

课程名称

课题名称

系部名称

专业班级

姓名学号

指导教师

日期

填写说明

1、页面设置

毕业设计一律使用A4纸打印。

在“页面设置/页边距”中设置参数为：

上、左均为2.75cm，下、右均为2.5cm，装订0 cm。

在“页面设置/文档网格”中设置“只指定行网格”和每页“33”行。

字间距设置为“标准”。

段落设置为“1.5倍行间距，首行缩进2字符”。

2、正文字号和字体：

汉字：

各章标题和目录、摘要、谢辞、参考文献、附录等部分的标题用小3号黑体；各节标题用4号黑体；各条标题、各款标题用小4号黑体，正文段落文字小4号宋体；图题和表题用5号宋体，表格内和插图中的文字一般用5号宋体，根据需要在保证清楚的前提下也可用更小号的字体；页眉和页码用小5号字。

英文：

英文字体和数字采用TIMES NEW ROMAR字体，与中文混排的英文字体应与周围的汉字大小一致。

3、标点符号

中文标点采用全角状态下输入，如：

，。

！

“？

：

；（）等；

勿采用半角标点，如：

.!

”?

:

;（）等。

英文正文则采用标准英文标点符号。

4、字母符号

常用的符号均为斜体，如Δ、Φ、Ω、α、β、γ等。

5、表格

①表格的设计要合理，布局要美观，宽度不超出左右页边距（与正文同宽）；行、列要尽量同宽。

表内文字行间距一般为单倍行距。

②正文附表需附表号和表题（图号、表号字体为楷体），与正文的文字相呼应；表内符号要按规定注明单位。

如：

附表一：

×××××表（单位：

mm）

③表格跨页时，下页应注明续表一、续表二等，并复制表头；

6、公式

公式在文中另起一行，一般为段落居中。

7、参考文献：

参考文献的编号及标注：

按毕业设计正文中参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号，将序号置于方括号内，并作上标处理，如“[1]、[20]”。

参考文献的格式：

①期刊：

著者。

题名[J]。

刊名，出版年，卷号（期号），起止页码

②著作：

著者。

书名[M]。

版次。

译者（指译著，所有译者全列）。

出版地：

出版者，出版年。

起止页码

③报纸：

著者。

题名[N]。

报纸名，年－月－日（版次）

④论文集：

著者。

题名[A]。

编者姓名。

论文集名[C]。

出版地：

出版者，出版年。

起止页码

⑤会议论文：

著者。

题名[Z]。

会议名称，会址，会议年份。

⑥学位论文：

著者。

题名[D]。

[学位论文]。

保存地：

保存者，年份。

⑦电子文献：

著者。

题名[DB/OL（联机网上数据库），M/CD（光盘图书），CP/DK（磁盘软件），J/OL（网上期刊），EB/OL（网上电子公告）]。

出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期（任选）。

⑧引用未公开发表的资料，请随文在引用页下方用脚注标出。

设计要求：

设计内容

一、设计思路、方案选择；

二、硬件电路设计、I/O地址分配；

三、软件设计；

四、程序调试；

五、心得体会

参考文献

附录1、程序清单

附录2、图纸

设计范文

引言

可编程控制器（programmablelogiccontroller,PLC）是一种以微型计算机为核心的通用工业控制器。

它是继承了继电器控制器装置的部分突出性能，并与现代的计算机技术和通行技术结合为一体，代表了当前电器控制技术的世界先进水平。

本文阐述了停车场车位控制系统的PLC控制、自动计数、数码显示的一些基本思路和方法，介绍了关于PLC工作特点及运行原理，以及介绍了三菱可编程控制器系列的FX系列PLC控制器主要功能模块及应用。

FX不仅编程简单，通用性强，抗干扰能力强，可靠性高，而且具有易于操作及维护，设计、施工、调试周期短等优点。

然后设计了停车场车位控制系统的基本模块及功能，并对系统的主回路和控制回路的硬件部分进行了详细介绍。

最后程序分析测试论证

停车场车位控制的设计。

关键词：

PLC;停车场；车位控制；三菱FX-2n

1控制要求、设计任务及工作原理说明4

1.1设计课题任务4

1.2设计要求4

1.3设计工作原理说明5

2控制系统设计6

2.1车辆入库流程图6

2.2车辆出库流程图7

2.3硬件配置7

2.4控制程序设计分析8

2.5接线图9

2.6部分功能语句解释11

3控制系统程序设计的分析与实现13

3.1PLC的I/O分配表13

作出PLC输入/输出分配表，见表113

3.2编程元件的解析13

3.3实现的效果14

4系统调试及结果分析15

4.1硬件调试15

4.2软件调试15

总结16

参考文献17

附录1:

梯形图18

1控制要求、设计任务及工作原理说明

1.1设计课题任务

学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行停车场车位运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

主要内容包括：

（1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；

（2）系统有启动、停止功能；

（3）运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；

（4）程序结构与控制功能自行创新设计；

（5）进行系统调试，实现停车场车位的控制要求。

1.2设计要求

1如图1-1所示，假设有一停车场共有16个车位。

图1-1停车场车位

2在入口处装一传感器，用来检测车辆进入的数目。

3在出口处装一传感器，用来检测车辆出去的数目。

4尚有车位时，入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放，并有一指示灯表示尚

有车位。

5车位已满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车辆进入。

6可从7段数码管显示目前停车场共有几部车。

1.3设计工作原理说明

本设计在停车场闸门口处装两个光电传感器BEN5M-MDT，传感器所接受到的信号控制电机的正反转，停车场的闸门开合闸，另外，传感器所接受到的信号传输给plc控制系统的双向计数器C250，C250具有计数存储功能，并将计数结果实时传输给带译码器的七段数码显示器显示，如显示的数为16时，则门口处的闸门停止工作，如显示的数还没到16时，则闸门继续工作。

2控制系统设计

2.1车辆入库流程图

图2-1车进模块流程图

2.2车辆出库流程图

图2-2车出模块流程图

2.3硬件配置

1、本系统采用的是日本三菱PLC，选用的是FX2n-48MR，它属于继电器输出，有触电，可带交直流负载，输入点数24，输出点数24，总共48个输入输出点。

PLC（三菱FX2N—48MR）：

根据控制要求统计系统所需的输入点数与输出点数，并考虑要有一定的余量，在本系统中我们采用了三菱FX2N—48MR型PLC，该型号PLC是FX系列PLC家族中比较先进的系列。

它具备如下特点：

最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为系统提供最大的灵活性和控制能力。

2、传感器（BEN5M-MDT）：

它是一种测距的光电传感器，具有测距远（最远可达到5米），采用反射镜反射的检测方式，DC12－24V供电，NPN/PNP同时输出，遮光ON/入光ON选择。

3、七段数字译码显示器：

由于在PLC系统中工作的是二进制的数字信号，而人们习惯十进制的数字或运算结果，因此需要数字显示器，显示出便于人们观测、查看的十进制数字，因此本设计选择了七段数字译码显示器，译码显示器主要由译码器和驱动器两部分组成，通常二者都集成在一块芯片中。

该硬件的原理如下图2-3。

图2-3七段数字译码显示器原理框图

2.4控制程序设计分析

根据设计要求，启动按钮开关X1，辅助继电器M1得电，M1常开触点闭合，自锁；M1闭合时，C250开始工作，当计数为16时，C250常开触点闭合，辅助继电器M0得电，M0常开触点闭合，输出继电器Y0得电，车满指示灯亮。

M0常闭触点断开，输出继电器Y1失电，车未满指示灯熄灭；M1常开触点闭合时，上升沿微分输出，M2继电器得电，M2常开触点闭合，将0赋值给计数器D0，将1赋值给计数器D1，完成了初始化阶段；当车辆通过停车场入口或出口时，传感器1向计数器输入高电平，X3常开触点闭合，停车场门口处的闸门控制系统总开关Y2闭合，闸门控制系统开始工作，输出继电器Y3得电，常开触点Y3闭合，自锁，闸门打开，车辆通过，当碰到行程开关X6时，X6常闭触点断开，X6常开触点闭合，T0继电器得电，常开触点T0闭合，自锁，延时1分钟后，输出继电器Y4得电，电机反转关门；当进入一辆车时，X3闭合，D0中存储的数和D1中存储的数相加并赋值给计数器D0中；当出去一辆车时，5X4闭合，D0中存储的数减去D1中的数赋值给D0，计数能够实时更新；M1闭合时，计数器D0中存储的数输入七段数字译码显示器实时显示。

2.5接线图

下图为停车场控制系统的接线图，在该接线图中，X1是该系统的总开关，

BEN5M-DT传感器1接X3输入端，BEN5M-DT传感器2接X4输入端，X6、X7是行程开关，分别接X6、X7输入端。

L1是停车场车满指示灯，L2是车未满指示灯，QS是电机正转的总开关，KM1是电机正转的继电器线圈，KM2是电机反转的继电器线圈，Y5至Y12输出的是BCD码，直接接入七段数字译码显示器。

图2-4为停车场控制系统接线图。

图2-4为停车场控制系统接线图

图2-5为主电路控制图，当QS闭合时，KM1闭合KM2断开电机正转，闸门开启，车辆可通过，当KM2闭合KM1断开时电机反转，闸门闭合，车辆不可通过。

图2-5控制线路主电路图

2.6部分功能语句解释

PLSM2：

当检测到输入信号是的上升沿时，M2产生一个脉宽为一个扫描周期的脉冲输出信号。

MOVK0D0：

将常数0传送到数据寄存器D0中，并自动转换成二进制数。

MOVK1D1：

将常数1传送到数据寄存器D1中，并自动转换成二进制数。

ADDD0D1D0：

将源元件D0中的数与源元件D1中的数相加，结果送到目标文件D0中。

SUBD0D1D0:

：

将源元件D0中的数与源元件D1中的数相减，结果送到目标文件D0中。

BCDD0K2Y5：

将源元件D0中的二进制数转换为BCD码并传送到指定元件中，即七段译码显示器中。

3控制系统程序设计的分析与实现

3.1PLC的I/O分配表

作出PLC输入/输出分配表，见表1

表3-1PLC输入/输出分配表

3.2编程元件的解析

1．X：

X为输入继电器，它的作用是接受并存储外部输入的开关量信号，和对应的输入端子相连，同时提供无数的常开和常闭软触点用于编程。

2．Y：

Y为输出继电器，它的作用是具有一常开硬触点用于向外部负载发送信号，每一输出继电器的常开硬触点与可编程控制器的一个输出点相连直接驱动负载，它也提供了无数的常开和长闭软触点用于编程。

3.M：

M为辅助继电器，它是由软件来实现的，用于状态暂存，移位辅助运算及赋予特殊功能的一类编程元件，其作用类似于继电接触控制系统中的中间继电器，绝大多数的继电器线圈由用户程序驱动。

4．T：

T为定时器，作用相当于继电接触控制中的通电延时型时间继电器。

5．C：

C为计数器，主要用来记录脉冲的个数。

本设计采用的C250为一相双向的高数计数器，这种计数器固定可编程控制器的一个输入端X3用于上升沿加计数，固定可编程控制器的另一个输入端X4用于上升沿减计数。

6．D：

D为数据寄存器，可编程控制器在模拟量检测与控制以及位置控制等许多场合都需要数据寄存器来存储数据和参数。

3.3实现的效果

入口处的传感器能检测所进车辆的数目，出口处的传感器能检测所出车辆的数目；当车辆在要进出门5米处，闸门会自动开启让车辆进入或出去；当停车场车满时，车满指示灯会亮，当停车场车位没停满时，车未满指示灯会亮，能够提醒人们是否还可以停车；显示器能都实时显示停车场所停车辆数，并且车辆已经停满时，闸门自动关闭，不会让车辆进入。

该控制系统达到了设计要求。

4系统调试及结果分析

4.1硬件调试

PLC内部为输入电路所提供的电压是24V,BEN5M-DT光电传感器的驱动电压为24V，其输出电路能配置250V的交流电源，恰好可以直接驱动负载，满足其输出指标，按接线图接好线，七段数码显示器能实时显示数据，证明PLC选型正确，光电传感器的选择符合要求。

4.2软件调试

按接线图接好线后，将程序的指令用FX-GP编程软件输入到PLC系统中，编程器直接对PLC的用户程序储存器进行读写操作。

采用脱机编程方式将所编制的用户程序存入编程器的ROM中后，经过多次调试。

4.3性能分析

本设计是基于PLC的停车场车位控制系统，光电传感器能够迅速将采集到的信号传输给PLC中的C250双向计数器，C250进行加减计数存储，并以BCD码传输给七段译码显示器，显示器能够实时显示停车场的停车数目。

PLC具有可靠性高、控制程序可变，具有良好的柔性、功能强，性能价格高等特点。

该系统自动化程度高，可靠性高，用PLC可以使该设计的要求全能满足。

总结

通过本次课程设计使我比较系统地掌握有关PLC控制系统的设计思想和设计方法，主要对PLC（三菱FX2N系列）的结构、功能、内部资源等了解并对其进行测试和加以应用的知识得到学习。

经过多次的反复实验与分析,可以对电路的原理及功能更加熟悉,同时提高了设计能力与及对电路的分析能力.同时在软件的编程方面得到更到的提高,对编程能力得到加强.同时对所学的知识得到很大的提高与巩固.我所做的设计题目是基于PLC的停车场车位控制系统。

由于是第一次做PLC的设计，设计起来有一定难度，但后来通过去图书馆找相关书籍，上网找资料，请教老师和同学等方法来获取相关知识，通过一步步解决疑惑来完成我的设计，同时也大大提升了自己知识水平和能力。

通过这次课程设计让我们意识到书本上学到的知识一定要通过实践去巩固，而且这也是一种学习方法，只有这样才能真正轻松的掌握一门学问。

同时此次课程设计也让我们对学习PLC更加热情，我们认识到PLC的强大的功能和广阔的应用领域。

真正体会到了科技给我带来的振憾。

让我对学习更有兴趣，同时也给我们在探索知识的路上的无限动力。

在自己以后的学习中，我们一定要有刻苦努力及钻研精神，结合有创新，充分实现自己的价值，为国家的发展做出自己的贡献。

参考文献

[1]范永胜．电气控制与PLC应用[M].北京：

电子工业出版社，2007.7

[2]胡学林.可编程控制器原理及应用[M].北京：

电子工业出版社，2005.8

[3]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京：

机械工业出版社，2007.1

[4]陈金华.可编程控制器应用技术[M].北京：

电子工业出版社，1995.3

[5]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：

机械工业出版社，2002.8

[6]陈立定.电器控制与可编程控制器[M].广州：

华南理工大学出版社，2001.3

附录1:

梯形图

设计题目

设计题一、霓虹灯广告屏装置的PLC 控制

设计一个霓虹灯广告屏装置的PLC 控制系统。

该广告屏共有 8 根灯管，每根灯管显示一个汉字，如下图所示：

要求：

全灭后2s，灯一齐全部点亮，1s后全灭，在2s后再全亮，1s再次全灭，再在2s后全部点亮，1s后全灭，如此三次循环后重新从头开始运行。

 该广告屏8根灯管亮灭的基本时序为：

第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示3s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

设计题二、花样喷泉控制设计

某广场的花式喷泉示意图如上图所示。

在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。

这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。

在上图中，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为外环形状喷头，1号为外环形状喷头。

1、按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作；按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。

2、喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。

3、当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环。

4、花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑四种喷水花样。

1）花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s后，3号喷头喷水，再延时2s后，2号喷头喷水，又延时2s后，1号喷头喷水。

18s后，如果为单步工作方式，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

2）花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2s后，2号喷头喷水，再延时2s后，3号喷头喷水，又延时2s后，4号喷头喷水。

30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

3）花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1、3号喷头同时喷水，延时3s后，2、4号喷头喷水，1、3号停止喷水。

如此交替运行15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

4）花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1→2→3→4的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。

30s后，按照1→2→3→4顺序，分别延时2s，依次停止喷水。

再经1s延时，按照4→3→2→1的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。

30s后停止。

如果为单步工作方式，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

设计题目三五层电梯的PLC控制

1．任务描述

在现代社会中，电梯的使用非常普遍。

随者PLC控制技术的普及，大大提高了控制系统的可靠性，减少了控制装置的体积。

某五层电梯轿内控制面板如图1所示，电梯的示意图如图2所示。

2．控制任务和一般要求

当轿厢停在1F（1楼）或2F,3F,4F,如果5F有呼叫，则轿厢上升到5F。

当轿厢停在2F（2楼）或3F,4F,5F,如果1F有呼叫，则轿厢下降到1F。

当轿厢停在1F（1楼），2F,3F,4F,5F均有人呼叫，则先到2F,停8s后继续上升，每层均停8s，直至5F。

当轿厢停在5F（5楼），1F,2F,3F,4F均有人呼叫，则先到4F,停8s后继续下降，每层均停8s，直至1F。

在轿厢运行途中，如果有多个呼叫，则优先响应与当前运行方向相同的就近楼层，对反方向的呼叫进行记忆，待轿厢返回时就近停车。

在各个楼层之间的运行时间应少于10s，否则认为发生故障，应发出报警信号。

电梯的运行方向指示。

用数码管显示轿厢所在的楼层。

在轿厢运行期间不能开门。

轿厢不关门不允许运行。

设计题目四装卸料小车多方式运行的PLC控制

1．任务描述

某车间有5个工作台，装卸料小车往返于各个工作台之间，根据某个请求在某个工作台卸料。

每个工作台有一个位置开关（分别为SQ1-SQ5，小车压上时为ON）和一个呼叫按钮（分别为SB1—SB5）。

装卸料小车有3种运行状态，左行（电机正转）右行（电机反转）和停车。

装卸料小车示意图如图所示

图装卸料小车示意图

2.控制任务和要求

1）假设小车的初始位置是停在m（m=1-5）号工作台，此时SQm为ON。

2）假设n（n=1-5）号呼叫台，如果m>n，小车左行到呼叫工作台停车。

m

m=n小车不动。

3）小车的停车位置应有指示灯显示（用1位LED灯显示）。

设计题目五、十字路口交通灯控制（带倒计时显示）

1.任务描述

信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮，东西和南北的LED数码管由25秒开始倒计时，当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭，LED管复位显示25。

2.控制要求

（1）南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；东西和南北的LED管也开始有25秒开始倒计时，到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。

在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。

到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮，东西和南北的LED数码管又由25秒开始倒计时。

（2）东西红灯亮维持25秒。

南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。

同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

（3）依照上述时序，周而复始。

设计题目6机械手动作的模拟

上图为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。

当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。

另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。

设备装有上、下限位开关和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：

设计题目7病床呼叫器的PLC控制

1、任务描述：

某住院病房有14个房间，每个房间有4张病床。

编号由房间号和床号组成，分别为011，012，013，……144.每张病床配有一个呼叫按钮，与病床编号相应，分别为SB011，SB012，SB013……SB144。

在护士站安装蜂鸣器HA和呼叫指示灯示意图如下：

2.任务要求：

①当某个病床发出求救信号后，护士站蜂鸣器发出音，与呼叫信号对应的指示灯闪烁。

②当医护人员听到呼叫后，可按下呼叫响应按钮SB0，停止工作，呼叫指示灯20S后停止显示

③如果同时有多个信号发出，蜂鸣器仍发出短促音，对应指示灯闪烁，按下呼叫响应按钮后，要求同②。

④尽可能少的占用PLC外部资源。

设计题目8全自动洗衣机的PLC控制

1.任务描述

全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一中心安放的。

外桶固定，作盛水用。

内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。

内桶的四周有很多小孔，使内/外桶的水流相通。

该种洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电子阀来执行。

进水时，通过电控系统时进水阀打开，将水由外桶排到机外。

洗涤正转，反转由洗涤电动机驱动波盘正，反转来实现，此时脱水桶并不旋转。

脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。

高，低，中水位开关分别用来检测高，低，中水位。

启动按钮用来启动洗衣机工作。

停止按钮用来实现手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。

2.控制顺序要求：

（1）按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中，低）水位开关，关水。

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒

（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后30脱水30秒

（5）开始清洗，重复

（1）~（4），清洗两遍

（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

（7）若按下停车按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

设计题目9包装生