超声波清洗机控制系统设计.docx
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设计任务书
1．设计题目：
超声波清洗机控制系统设计
2. 设计内容：
1） 完成《设计指导书》所要求的控制循环
2） 按停止按钮，完成当前循环后再停
3） 要求可以实现手动、单周期、连续控制
4） 循环5次，停止循环，声光间断报警5秒
3. 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
4. 进度安排：
1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案2天
2）PLC顺序功能图和梯形图设计 5天
3 ）说明书撰写 2 天
4 ）答辩 1 天
指导教师：
主管院长：
年月日
1. 前言…………………………………………………………………3
2. 课程设计题目…………………………………………………………4
3. 总体设计………………………………………………………………5
3.1 PLC选型………………………………………………………………5
3.2 地址分配表……………………………………………………………5
4. PLC程序设计……………………………………………………………6
4.1 设计思想………………………………………………………………6
4.2 PLC顺序功能图…………………………………………………………7
4.3 PLC梯形图……………………………………………………………8
4.4 PLC指令表……………………………………………………………13
5. 总结…………………………………………………………………15
6. 参考文献……………………………………………………………16
前言
PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：
PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable,是世界上公认的第一台PLC.
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。
系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。
系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。
用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。
STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视,PLC提供的编程语言有梯形图语言、语句表语言、逻辑功能图语言、目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为：
开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网。
21世纪，PLC会有更大的发展。
课程设计题目
超声波清洗机控制系统设计
该系统可以进行清洗、漂洗还有超声,有进水阀、进液阀、排水阀、排液阀，
水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位；
清洗液冲洗时，液泵工作，进液阀、排液阀同时打开。
清水冲洗时，水泵工作，进水阀、排水阀同时打开。
要求：
超声波清洗机工艺流程图
总体设计
PLC选型:
为满足设计要求本题的设计共分配有12输入∕9输出，共21个数字
量I/O点，根据ＰＬＣ功能及其它参数本题选择了西门子S7-200CPU单元CPU
—224.
西门子S7-200CPU单元CPU-224参数
主要性能
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。
可连接7个扩展
模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
16K字节程序和数据存储空间
其他性能
6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
特点
1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由
方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
是具有较强控制
能力的控制器
产品尺寸
120.5×80×62mm
输
入
输
出
功能
地址
功能
地址
手动
I0.0
进水阀
Q0.0
单周期
I0.1
进液阀
Q0.1
连续
I0.2
排水、液阀
Q0.2
启动
I0.3
水泵
Q0.3
停止
I0.4
液泵
Q0.4
上限位
I0.5
超声清洗
Q0.5
下限位
I0.6
超声漂洗
Q0.6
手动进水阀
I0.7
声
Q0.7
手动进液阀
I1.0
光
Q1.0
手动排水、液阀
I1.1
超声清洗
I1.2
超声漂洗
I1.3
地址分配表
PLC程序设计
设计思想：
当了解到我们要设计的课题时，我对任务的完成充满了期待，感觉它是一个比较有意义的课题，洗衣机在生活中接触的很多，却未曾深入的了解过它的工作原理和流程，至于超声波清洗机就完全不了解了，所以首先要了解一些有关超声波清洗机的内容，然后进行设计。
1） 查找资料了解它的工作原理，分析它的工作过程。
2） 根据任务书上的流程图和要求确定PLC输入∕输出点数，选择PLC型号。
3） 编程，首先绘制顺序功能图，在初始化阶段有一些细节需要注意，本程
序要求有手动、单周期、连续，所以要考虑这些内容，剩下的相对来讲就比较容易了，只要根据流程图一步步写就可以了。
4） 将顺序功能图转换成梯形图，绘制梯形图时手动要单独画出，其余的顺序画下就可以了，由于设计的程序比较大所以每一步都要细心的核对，免得出现错误。
5） 写语句表，这个环节比较容易但需要有足够的细心和耐心，因此这步可以交给组员中比较细心的人来完成，其余的人用来检查，这样就不会出现漏洞了。
6） 写设计说明书，把之前设计的内容都用文字的形式表达出来就可以了。
以上就是本次课程设计我的设计思想！
PLC顺序功能图：
PLC梯形图
12
PLC指令表
LD
I0.0
O
I0.2
A
I0.5
LPS
LD
SM0.1
O
M0.3
A
I0.7
O
M2.1
AN
M0.4
AN
I0.5
ALD
=
M0.3
=
M3.0
LD
M1.4
TON
T38,30
LRD
AN
M2.0
LD
M0.3
A
I1.0
LD
M1.5
A
T38
AN
I0.5
A
T43
O
M0.4
=
M3.1
OLD
AN
M0.5
LRD
O
M0.0
=
M0.4
A
I1.1
OLD
TON
T39,50
AN
I0.6
AN
M0.1
LD
M0.4
=
M3.2
=
M0.0
A
T39
LRD
LD
M1.4
O
M0.5
A
I1.2
A
M2.0
AN
M0.6
=
M3.3
AN
C0
=
M0.5
LPP
LD
M0.0
LD
M0.5
A
I1.3
A
I0.3
A
I0.6
=
M3.4
OLD
O
M0.6
LD
I0.3
O
M0.1
AN
M0.7
A
I0.2
AN
M0.2
=
M0.6
O
M2.0
=
M0.1
TON
T40,20
AN
I0.4
TON
T37,40
LD
M0.6
=
M2.0
LD
M0.1
A
T40
LD
I0.1
A
T37
O
M0.7
O
I0.2
O
M0.2
AN
M1.0
EU
AN
M0.3
=
M0.7
=
M2.1
=
M0.2
LD
M0.7
LD
I0.1
LD
M0.2
A
I0.5
O
M1.0
AN
M1.5
LD
M0.1
AN
M1.1
=
M1.4
O
M0.5
=
M1.0
LD
M1.4
O
M0.6
TON
T41,60
LD
M0.0
O
M1.1
LD
M1.0
CTU
C0,5
O
M1.2
A
T41
LD
M1.4
O
M1.3
O
M1.1
A
M2.0
O
M3.2
AN
M1.2
A
C0
=
Q0.2
=
M1.1
O
M1.5
LD
M0.6
LD
M1.1
AN
M0.0
O
M0.7
A
I0.6
=
M1.5
O
M1.2
O
M1.2
TON
T43,50
O
M3.0
AN
M1.3
A
SM0.5
=
Q0.3
=
M1.2
=
Q0.7
LD
M0.1
TON
T42,20
=
Q1.0
O
M0.2
LD
M1.2
LD
M0.6
O
M3.1
A
T42
O
M0.7
=
Q0.4
O
M1.3
O
M1.2
LD
M0.4
AN
M1.4
O
M3.0
O
M1.0
=
M1.3
=
QO.O
O
M3.3
LD
M1.3
LD
M0.1
=
Q0.5
A
I0.6
O
M0.2
LD
M0.3
O
M1.4
O
M3.1
O
M3.4
AN
M0.0
=
Q0.1
=
Q0.6
AN
M0.1
总结
为期两周的实训就这样结束了，通过这次课程设计，我对PLC的基本编程方法有了更深的了解，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，提高了我们的综合素质，在没有做课程设计以前，我们所撑握得都是思想上的，对一些细节不加以重视，当我们把自己想出来的程序运用到PLC中的时候，问题就出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符。
通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到了加强，看到了实践与理论的差距，通过合作我们的合作意识得到了加强，合作能力得到了提高。
上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们运用了分工与合作的方式，每个人负责一定的部分，有负责编程的，有负责报告找资料的，有负责画电路图的……虽说分工明确,但在完成各个项目的过程中若遇到些麻烦的话我们组员之间还是会互相配合互相帮助的,尽量让每一个组员学到更多的专业知识,使每一个组员更上一个层次，同时我们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，通过比较选出最好的方案。
在这过程也提高了我们的表达能力。
通过此次课程设计，让我们对PLC梯形图、指令表、顺序功能图等基本编程语言有了更好的了解，也让我们了解了关于PLC设计的原理。
有很多设计理念来源于实践，从中找出最适合的设计方法。
本次课程设计要求分组完成，因此，彼此脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，多和同学讨论。
这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计统一在一起。
讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己处理问题快一些，少走弯路。
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，不是有句话叫思而不学则殆，因此做事要学思结合。
通过设计我发现这门课程是很有意思的，在理论课期间老师的讲解也是很到位，只可惜我当初的注意力不是很集中导致设计时遇到很多困难。
经过两周的实训，不仅让我学习了不少与自己专业相关的知识，弥补了理论课期间的欠缺，而且还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!
参考文献
[1] 陈白宁，段智敏，刘文波.机电传动控制基础.沈阳：
东北大学出版社，2008.
[2] 夏田，陈婵娟，祁广利.PLC电气控制技术.北京：
化学工业出版社，2009.
[3] 张凤珊，祖龙起.电气控制及可编程程序控制器.北京：
中国轻工业出版社，2003.
[4] 周万珍，高鸿斌.PLC分析与设计应用.北京：
电子工业出版社，2004.
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