江苏大学plc课程设计.docx
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江苏大学plc课程设计
JIANGSUUNIVERSITY
所属学院：
电气信息工程学院
班级：
学号：
姓名：
指导老师：
刁小燕
目录
饮料灌装生产流水线PLC控制1
设计要求1
I/O地址分配和I/O接线图2
工作流程图3
梯形图4
花式喷水池8
设计要求8
I/O地址分配和I/O接线图11
工作流程图12
梯形图14
课程设计目的
电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能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、调试等工作。
饮料灌装生产流水线PLC控制
一、控制要求：
（1）自动操作模式：
一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作；
（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁；
（3）以每6瓶为一箱，记录产品箱数，并用2个数码管显示；
（4）每隔半小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至另一台PLC的寄存器VW100，然后对计数器自动清零，重新开始计数。
（5）可以手动对计数器清零（复位）
二、程序设计
1、I/O地址分配
输
入
开始按钮
I0.0
停止按钮
I0.2
检测传感器开关
I0.1
手动清零
I0.2
输
出
数码管1
Q0.0-Q0.6
数码管2
Q1.0-Q1.6
KM1线圈
Q2.0
KM2线圈
Q2.1
闪烁灯
Q2.2
2、I/O接线图
3、工作流程图：
4.梯形图
花式喷水池的PLC控制
一、控制要求：
花式喷水池示意图：
图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。
图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”=单步，“0”=连续，其他为单一功能开关。
2.控制要求：
（1）控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。
按下停止按钮，则停止喷水。
工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。
（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时1s，3号喷水，再延时1s，2号喷水，再延时1s，1号喷水，接着一起喷水2s为一个循环。
选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时1s，2号喷水，再延时1s，3号喷水，再延时1s，4号喷水，接着一起喷水2s为一个循环。
选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时2s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷；交替运行2次后，再1～4号全部喷水2s为一个循环。
选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：
1→2→3→4按顺序延时1s喷水，然后一起喷水2s后，1、2、3和4号水管分别延时1s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时1s喷水，然后再一起喷水2s为一个循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
课程设计步骤
1、工艺分析
在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。
设计一花式喷水池，采用PLC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的前提下，可以通过改变时序或者改变控制卉关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。
2、PLC选型
CPU224CN24VDC电源24VDC输入24VDC输出6ES7214-1AD23-0XB8100～230VAC电源24VDC输入继电器输出6ES7214-1BD23-0XB8CPU224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。
13K字节程序和数据存储空间。
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。
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。
3、设计思路
经分析及老师建议本设计题目使用顺序控制指令完成，思路清晰、易于理解。
而顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可视功能图编程简单化和规范化的指令。
本设计中使用顺序控制指令虽T形图网络众多，操作比较繁琐，但思路清晰、易于理解。
故选择顺序控制指令完成。
本设计中涉及可选择的分支和链接、跳转和循环。
4、I/O地址分配
名称
地址
符号
说明
输入
启动按钮
I0.5
SF1
启动喷泉系统
单步／循环选择开关
I0.6
SF2
选择是否循环状态
停止按钮
I1.4
SF3
停止喷泉系统
1号方式选择开关
I0.1
SF4
喷泉选择1号方式喷水
2号方式选择开关
I0.2
SF5
喷泉选择2号方式喷水
3号方式选择开关
I0.3
SF6
喷泉选择3号方式喷水
4号方式选择开关
I0.4
SF7
喷泉选择4号方式喷水
输出
喷水池工作指示
Q0.0
EA1
1号喷水阀工作
Q0.1
MB1
1号喷水阀喷水
2号喷水阀工作
Q0.2
MB2
2号喷水阀喷水
3号喷水阀工作
00.3
MB3
3号喷水阀喷水
4号喷水阀工作
Q0.4
MB4
4号喷水阀喷水
5、I/O接口图
注：
在实验室的模拟平台上，无法实现喷水阀MB1、MB2、MB3、MB4的模拟。
因此时用指示灯代替喷水阀。
即可完成该实验的模拟。
6、工作流程图
8、梯形图
五、设计中遇到的问题与解决方法
1、遇到问题：
在最开始的设计阶段，由于只是看到了课程设计任务书而没有看到指导书中的设计方案提示，而对四种喷水方式的的开关设计有些困惑，不知使用四个独立开关还是可以用有四个档位的总开关，它的开关模式不是普通的0或1，而是0、1、2、3。
这个样在选取输入信息和I/O地址分配的过程中都遇到困难。
解决方法：
仔细研究了任务书和指导书后确立了四种喷水方式的输入问题
2、遇到问题：
在画顺序功能图过程中，四种工作方式最终都要经历判断是否有停止按钮按下、是否处于连续工作状态下，在这一步有些困惑。
解决方法：
参考6.3.4跳转和循环中的功能图举例（a）。
在执行完其中一个工作方式后，只要有停止按钮按下就停止，无论是否处于连续工作状态；而无停止按钮按下但处于单步运行状态时也要停止运行。
于是可将四个分支汇总后分为两个方向，一个是有停止按钮按下，一个是无停止按钮按下切处于连续工作状态下，则循环运行。
3、遇到问题：
在录入梯形图过程结束后进行编译，在进入工作方式网络处，发现错误：
网络复杂
解决方式：
经检查发现是由于将Q0.0置零与判断4个喷水方式中选择的哪个并联造成的网络复杂，将其拆分成五个网络及解决了问题。
4、遇到问题：
在下载结束后出现非致命性错误，不影响编译但无法下载进行实验台上的模拟。
解决方法：
多次检查T形图，终于发现最后一条指令少了结束语句。
六、设计总结及心得体会
通过本次课程设计，我受益匪浅，不仅深入理解了课堂所学的知识，并且把课本和实践相结合，通过编程，把知识掌握的更加稳固。
在课程设计一开始，刚看到题目时，还一头雾水，于是先翻书参考以前的程序，先把基础要求编出，还比较简单，然后处理比较复杂的要求，报警是个需要处理的问题，可以参照闪烁这个程序，通过和同学讨论，和老师指导，总算解决了问题。
接下来处理数码管来显示饮料箱数的问题，一开始，就决定了用计数器和累加器来实现这一功能。
拿花式喷水来说，本来我们设计判断是单步还是循环的工作，但是有些能跳到循环模式，而有些不能，通过老师的讲解，我们明白了两个顺序S0.1和S0.2之间不能直接跳，需要有判断程序，有时看起来是有判断的，但是其实没有。
这种情况特别需要注意。
而且我还明白了，当一个顺序不能跳到另外一个的时候，会不断执行这段程序的，这也就是循环了。
而且我们还通过第一个编程灌装对数码管的连接有了更深的理解，并且运用了SEG编码指令以及很多在以前实验中不怎么运用的指令，对课本上的知识有了实践的认识。
当然，在过程中也认识到了很多不足，比如说SM0.5在书上有闪烁输出的功能，但是我们在实践中没有实现，最后只能用经典的闪烁程序来实现报警功能，所以说我们只学会书本上的知识还是不够的，应该多多实践，才能把知识融会贯通，成为自己所掌握的一份技术。
5、参考书目
（1）王鑫、李威，《PLC机电控制系统应用设计技术》（第2版）电子工业出版社,2010年3月
（2）高南、周乐挺，《PLC控制系统编程与实现任务解析《北京邮电大学出版社，2008年12月
（3）王永华，《现代电气控制及PLC应用技术》（第2版），北京航空航天大学出版社，2008年
（4）邵祥兵，《电气控制与PLC实验指导书》，南京工程学院自动化学院，2009年3月
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