电气plc课程设计报告.docx
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电气plc课程设计报告
电气控制
课程设计报告
题目一:
全自动洗衣机PLC控制
题目二：
圆盘转速、位置控制系统程序设计
学年：
2009/2010学期:
1
专业:
电气工程及其自动化班级:
0
姓名:
学号:
指导教师:
日期:
2009年11月16日—2009年11月20日
电气与电子工程学院
目录
●全自动洗衣机PLC控制
一、引言………………………………………………………………4
二、系统总体方案设计…………………………………………………4
2.1PLC控制电路设计
2.2选择PLC型号
2.3定义系统变量及输入、输出信号的I/O地址分配表
2.4系统接线图
三、PLC控制程序设计……………………………………………………6
3.1程序软硬件设计。
3.2系统动静态调试
3.3控制程序流程图
3.4画出系统梯形图
四、简述系统工作过程…………………………………………………9
五、系统调试及结果分析………………………………………………9
六、结束语……………………………………………………………9
七、参考文献…………………………………………………………9
●圆盘转速、位置控制系统程序设计
一、引言………………………………………………………………10
1.1课题设计的目的
1.2设计内容
1.3要实现的目标
二、系统总体方案设计…………………………………………………10
2.1PLC控制电路设计
2.2定义系统变量及输入、输出信号的I/O地址分配表
2.4系统接线图设计
三、PLC控制程序设计………………………………………………………11
3.1.程序设计
3.2.控制程序设计思路
3.3系统动态调试及运行
3.4画出系统梯形图
四、系统调试工作过程…………………………………………………14
五、结束语………………………………………………………………14
六、参考文献……………………………………………………………15
全自动洗衣机PLC控制
一、引言
1．课题设计的目的：
（1）达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、下载、调试等工作；
（2）培养独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力;
（3）将来从事电气控制方面的设计、维护等工作打下良好的基础；
2.设计内容：
实现全自动洗衣机的控制，达到控制要求。
3.要实现的目标：
1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，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）若按下停车扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）;
二、系统总体方案设计：
洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。
@1进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。
@2排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水同并不旋转。
脱水时，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干。
高、低水位开关分别用来检测高、低水位。
启动按钮用来启动洗衣机工作。
停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。
排水按钮用来实现手动排水。
洗衣机的工作过程大致上分为两部分:
（1） 进水和排水控制。
（2） 正转反转控制,其中脱水为正转。
要实现全自动,我们必须保证接通电源和水源按下开始按纽和设计按纽,洗衣机就能够一直工作到衣服洗完并发出报警信号。
洗衣机上装有六个按纽,分别为启动,停止,手动排水和水位设计按纽.这就要求将手动排水按纽串接在排水程序的支路中.再根据控制要求,按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。
2.1PLC控制电路设计
包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计。
1）硬件结构设计。
了解各个控制对象的驱动要求，如：
驱动电压的等级、负载的性质等；分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类型，如：
对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构配置。
2）根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路，编制I/O接口功能表。
3）PLC输入回路中，信号电源由PLC本身的24V直流电源提供，所有输入COM端短接后接入PLC电源DC24V的（＋）端。
输入口如果有有源信号装置，需要考虑信号装置的电源等级和容量，最好不要使用PLC自身的24V直流电源，以防止电源过载损坏或影响其他输入口的信号质量。
5）PLC采用继电器输出，每个输出点额定控制容量为AC250V，2A。
2.2选择PLC型号
此设计采用OMRONSYSMACCPM2APLC控制
2.3定义系统变量及输入、输出信号的I/O地址分配表
I/O输入分配表
序号
工位名称
文字符号
输入口
1
启动按钮
SB1
00000
2
停止按钮
SB2
00001
3
高水位
SB3
00002
4
中水位
SB4
00003
5
低水位
SB5
00004
6
手动排水
SB6
00005
I/O输出分配表
序号
工位名称
文字符号
输入口
1
进水阀接触器
KM1
10001
2
正转接触器
KM2
10003
3
反转接触器
KM3
10004
4
排水接触器
KM4
10005
5
报警灯
HL
10007
2.4系统接线图
三、PLC控制程序设计
3.1程序软硬件设计。
1.软件设计,大多数用梯形图和指令程序,主要包括:
（1）设计控制流程,根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图;
（2）根据工作循环图,画出虚拟的电路图———继电器梯形图;
（3）按梯形图编写指令程序表;
（4）系统调试:
根据设计要求,对程序进行调试和修改,必要时还可对硬件进行修改,直到符合要求为止。
2.硬件设计主要包括:
（1）确定安排PLC的输入、输出点;
（2）设计外围电路,包括主电路;
（3）选购PLC并进行现场安装接线等内容。
3.2系统动静态调试
1.系统静态调试。
空载静态调试时，针对运行的程序检查硬件接口电路中各种逻辑关系是否正确，然后先调试子程序或功能模块程序，然后调试初始化程序，最后调试主程序。
调试过程中尽量接近实际系统，并考虑到各种可能发生的情况，作反复调试，出现问题及时分析、调整程序或参数。
2.系统动态调试及运行。
在动态带负载状态下调试，密切观察系统的运行状态，采用先手动再自动的调试方法，逐步进行。
遇到问题及时停机，分析产生问题的原因，提出解决问题的方法，同时做好详尽记录，以备分析和改进。
3.3流程图：
3.4梯形图
四、简述系统工作过程：
洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。
脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。
洗涤完成由蜂鸣器报警。
按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水；2秒后开始洗涤；洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒；如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒；开始清洗，重复操作，清洗两遍；清洗完成，报警3秒并自动停机。
若按下停车扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）;
五、系统调试及结果分析：
5.1系统调试及解决的问题。
系统调试正常，无异常现象。
5.2结果分析：
结果正确，程序设计合格。
六、结束语：
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。
通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
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，收获巨大。
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。
七、参考文献：
[1]蒋金周全自动洗衣机的PC智能控制机电一体化
[2]谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计电子工业出版社
[3]廖常初可编程序控制器应用技术（第四版）重庆大学出版社2002
[4]自动化网论坛，PLC控制原理
圆盘转速、位置控制系统程序设计
一、引言
1.1课题设计的目的
（1）达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、下载、调试等工作；
（2）通过课程设计使学生能熟练掌握资料的查询，将电气控制与PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。
（3）培养独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力；
（4）为将来从事电气控制方面的设计、维护等工作打下良好的基础；
（5）在毕业前获得完整的电气工程实践训练；
1.2设计内容
根据按下按键对应的编号，圆盘上对应的编号旋转至下方出口位置停下。
1.3要实现的目标
圆盘上标有8个位置，编号为0-7。
要求圆盘启动后高速运行，停止前（相差一个位置）为低速，并只做顺时针单方向旋转。
用8个按钮控制，编号为0-7，按下某一按钮，圆盘上对应编号的位置就会旋转至下方出口位置后停下。
二、系统总体方案设计
2.1PLC控制电路设计
包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计。
1）硬件结构设计。
分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类型，如：
对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构配置。
由于实验室条件的限制我们选用了欧姆龙CPM1A系列PLC。
2）根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路，编制I/O接口功能表。
3）KM1和KM2接触器，设计了互锁电路，以防止误操作故障。
4）PLC输入回路中，信号电源由PLC本身的24V直流电源提供，所有输入COM端短接后接入PLC电源DC24V的（＋）端。
5）PLC采用继电器输出，每个输出点额定控制容量为DC5V。
2.2定义系统变量及输入、输出信号的I/O地址分配表
表1-1和表1-2分别为圆盘转速、位置控制系统程序设计。
表1-1圆盘转速、位置控制系统程序设计PLC输入接口功能表
序号
工位名称
文字符号
输入口
1
控制按钮1
SB0
00000
2
控制按钮2
SB1
00001
3
控制按钮3
SB2
00002
4
控制按钮4
SB3
00003
5
控制按钮5
SB4
00004
6
控制按钮6
SB5
00005
7
控制按钮7
SB6
00006
8
控制按钮8
SB7
00007
9
光电脉冲输入
0.08
00008
表1-2圆盘转速、位置控制系统程序设计PLC输出接口功能表
序号
工位名称
文字符号
输出口
1
高速电机控制口
KM1
10000
2
正转电机控制口
KM2
10001
2.3系统接线图设计
圆盘转速、位置控制系统程序设计原理图如图1-5所示。
三、PLC控制程序设计
3.1.程序设计。
根据控制要求，进行控制系统的程序设计。
3.2.控制程序设计思路。
不同的按键对应不同的计数器，利用实验面板圆盘的光电开关输出的脉冲驱动计数器进行相应的计数；由于要求在停止前相差一个位置速度由高速转为低速，因此每个按键需要两个计数器分别实现高速和低速两种状态。
3.3系统动态调试及运行。
在动态状态下调试，密切观察系统的运行状态，采用先手动再自动的调试方法，逐步进行。
遇到问题及时停机，分析产生问题的原因，提出解决问题的方法，同时做好详尽记录，以备分析和改进。
3.4画出系统梯形图
圆盘转速、位置控制系统程序如图1-6所示。
四、系统调试
（1）按SB1时，继电器线圈200.01通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过1个八分之一后停止。
（2）按SB2时，继电器线圈200.02通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过1个八分之一后减速为正常速度，再过1个八分之一后停止。
（3）按SB3时，继电器线圈200.03通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过2个八分之一后减速为正常速度，再过1个八分之一后停止。
（4）按SB4时，继电器线圈200.04通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过3个八分之一后减速为正常速度，再过1个八分之一后停止。
（5）按SB5时，继电器线圈200.05通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过4个八分之一后减速为正常速度，再过1个八分之一后停止。
（6）按SB6时，继电器线圈200.06通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过5个八分之一后减速为正常速度，再过1个八分之一后停止。
（7）按SB7时，继电器线圈200.07通电，其触点闭合，电机高速正转，当圆盘转过6个八分之一后减速为正常速度，再过1个八分之一后停止。
五结束语：
在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过根据题目要求，独立进行相应的PLC设计，现场连线，反复修改直至正常，对欧姆龙为代表PLC的装置原理、系统连线、调试、监控、运行有了深刻的认识。
深切认识到PLC比普通继电器进行电气控制优越性，和性能的强大。
当碰到实际问题时，几个组员一起讨论，彼此合作，提高了自己的团队合作精神和协调能力，对于以后学习工作进一步的发展无疑是一次极好的锻炼。
六参考文献：
[1]蒋金周PlC智能控制机电一体化
[2]谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计电子工业出版社
[3]吴存宏.PLC电器科技，2000
[4]廖常初可编程序控制器应用技术（第四版）重庆大学出版社2002
[5]自动化网论坛PLC控制原理。
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