PLC滑块控制

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1、电气与自动化工程学院实训评分表课程名称： PLC控制技术实训 实训题目： 机械滑台工艺流程控制系统设计 班级： 自动化1班 学号： 160111127 姓名： 禹发来 项目评分比例得分实训平时表现30%实训答辩50%实训报告20%实训总成绩 指导老师： 年 月 日常 熟 理 工 学 院电气与自动化工程学院PLC控制技术实训题目：机械滑台工艺流程控制系统设计 姓 名： 禹发来 学 号： 160111127 班 级： 自动化1班 指导教师： 许仙珍 起止日期：2014061620140630目录1.设计任务书12.基础实训项目一5 2.1整体方案5 2.2 IO分配5 2.3 IO接线图5 2.4

2、流程图6 2.5程序7 2.6调试步骤与结果93.基础实训项目二9 3.1整体方案9 3.2 IO分配9 3.3 IO接线图10 3.4流程图10 3.5程序11 3.6调试步骤与结果124.综合型自主实训项目12 4.1整体方案12 4.2设计方案12 4.3 IO分配13 4.4 IO接线图14 4.5 流程图14 4.6 程序17 4.7 调试步骤与结果265.收获、体会276.参考文献28PLC控制技术实训报告 1 任务书PLC控制技术实训任务书(四) 题目：机械滑台工艺流程控制系统设计（二）实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。一、基础实训项目一： 霓虹灯的

3、PLC控制系统的设计一）实训目的1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法3、初步掌握PLC程序设计方法，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力；二)实训设备：三相交流电源模块30822001、直流电源模块30824001、PLC主机单元模块30864002、数字量输入模块30824003、霓虹灯显示模块18504003、个人计算机 PC、PC/MPI 编程电缆。三)工艺控制要求：按下启动按钮，灯A亮1秒，接着灯B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之后灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被

4、点亮。1秒后，灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2，O1,O2熄灭，再过1秒，灯B,C,D,E,F,G,H,I熄灭，同样再过1秒后，灯A熄灭。紧接着过1秒灯A再次被点亮，重复以上过程，循环往复。按下停止按钮后，所有灯都熄灭。四)实训内容：1、进行PLC的I/O地址分配，并画出霓虹灯的PLC控制系统的接线图。 2、设计由PLC 控制的霓虹灯梯形图程序。3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。二、基础实训项目二：模拟量采集与数据处理的综合应用一） 实训目的1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理。2、掌握数据处理指令的运用方法。3、掌握功能、功能块的应用，中

5、断组织块OB35用法。4、掌握DB块建立与数据访问方法。二）实训设备：三相交流电源模块30822001、直流电源模块30824001、PLC主机单元模块30864002、数字量输入模块30824003、模拟量输入模块、模拟量输出模块、个人计算机 PC、PC/MPI 编程电缆。 三）实训项目原理与要求 1、用模拟量输入模块3081400模拟温度测量变送器，假设当温度是0时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是100时，对应电位器输出电压10V电压。用PLC模拟量输入模块采集电位器电压，使用OB35实现采集温度数据，数据采集频率是1次/秒，进行标度变换，数据存储在共享数据块DB2相应的存储单元中，

6、并在触摸屏上显示出温度值。2、用模拟量输出模块308140098模拟电动执行器，电压为0V时，执行器开度为0%，电压为10V时执行器开度为100%。用PLC模拟量输出模块控制执行器，控制量数据输出频率是1次/秒，用OB35块的方法控制执行器。控制量多少采用触摸屏输入。 四）实训项目的步骤：1、根据项目要求拟定I/O地址分配表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。 输 入 设 备 输 出 设 备序 号名 称代 号地 址序 号名 称代 号地 址1开关S1I0.01 电压表M1或M2QW2722电位器10KIW272 233 接线图2、设计梯形图程序，调试并记录数据。输 入 输 出 电压PIW 温

7、度值执行器开度PQW 电压V0V0 4V 40%6V60%8V 80%10V100%3、思考题：1）整理出运行调试后的梯形图程序及注释说明，写出实验中的问题及分析。2）S7-300的PLC模拟量模块的测量信号类型有几种?测量范围如何设定？3）S7-300的PLC模拟量模块的模拟值用什么表示？三、综合型自主实训项目：机械滑台工艺流程控制系统设计（二）一）实训项目工艺要求：采用S7-300设计机械滑台工艺流程控制系统，具体要求是：采用S7-300系列PLC和五层电梯模型完成控制任务。用电梯模型中的桥厢来模拟机械滑台的工作台，工作台由三相异步电机拖动，电机速度、正反转运行由变频器控制。楼层接近限位开

8、关用于工作台的位置控制。工作台的工艺流程由任课老师指定。 控制要求：工作台运行状态分为三种方式：手动、单周期和自动循环三种控制方式。其中，运行方式由开关S1、S2确定：S1断开手动，S1合上自动；在自动方式下，S2断开单周期运行，S2合上自动循环控制方式。运行方式切换时，滑台立即停止运行。手动控制：（点动）手动控制指示灯A亮，按住SB（二层），工作台前进（电梯上升）；按住SB（二层），工作台后退（电梯下降）。（松开按钮立即停止）单周期运行：单周期指示灯G亮，滑台位于初始原点（1层），按动启动按钮SB（一层），按工艺流程自动运行一周后停在初始原点。按停止按钮SB（五层），立即停止运行。自动循环控

9、制：自动循环灯D亮，滑台位于初始原点（1层），按动启动按钮SB（一层），按工艺流程自动循环运行，运行一周后回到原点后暂停6秒后再接着运行，按停止按钮SB（五层），立即停止运行。工艺流程中暂停延时需要用指示灯（报警灯）以1HZ的频率闪烁指示。二）目的通过本次实训使学生掌握：1）Step7编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2）实际程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。三）内容与要求1、完成硬件选型、硬件接线图。2、滑台工艺流程控制系统设计。3、程序设计方法采用状态转移图SFC图进行设计或经验设计法。4、程序实现采用基于M

10、的SFC转化梯形图实现或梯形图实现。5、程序清单。6、工艺流程为： （此处放置指导老师指定的工艺流程）四、实训报告要求报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献（并按此顺序装订）。报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）实训任务书；（2）实训内容，三个任务分别写a、每个实训任务的总体设计方案（应有PLC的选型及依据）b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；d、调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献（注意实训报告原则上手写，允许打印，但雷同者的零分处理）五、实训进度安排周次工作日

11、工作内容第一周1布置实训任务，查找相关资料，熟悉实验台。2完成两个基础实训项目。3根据综合型实训任务，完成总体设计方案（硬件选型、分配IO点等）4完成硬件接线，编写程序并调试5编写程序并调试第二周1编写程序并调试2编写程序并调试3编写程序并调试及准备实训报告4完成报告并于下午两点之前上交5答辩本实训共需两周时间六、实训考核办法本实训满分为100分，其中实训平时表现（含2个基础实训项目完成情况）30%、综合型实训项目答辩50%，实训报告20%。2基础实训项目一2.1整体方案要控制20盏灯的点亮和熄灭，因为其中12盏灯是两两串联，根据所接灯的情况，可以将所以实际只用到2个IO口。我们将所需要同时点

12、亮的灯并联接在一起，所以用到3个输出端口，分别为Q0.0Q0.2.按键要用到启动和停止，两个输入端口，为I0.0，I0.1。总计5个IO端口。此端口数属于中小型，所以选用西门子的S7-300系列。模块要用数字量输入模块，数字量输出模块。因为要定时导通，要用到定时器SD（接通延时定时器）。2.2 IO分配输入设备输出设备启动I0.0AQ0.0停止I0.1B-IQ0.1J-02Q0.2表一2.3 IO接线图IO接线图（图1）：CPU图12.4 流程图开始 A灯亮B,C,D,E,F,G,H,I灯亮J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2灯亮1SJ1,J2,K1,K2,L

13、1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2灯灭B,C,D,E,F,G,H,I灯灭A灯灭1S 图22.5 程序FB1的GRAPH如下：注释：I0.1为程序关闭按钮，只要闭合整个系统将停止工作。 I0.0为程序开启窗口，只要闭合程序开始运行。I注释：M0.0为活动部时A灯点亮1s，M0.1为活动部时灯B,C,D,E,F,G,H,I点亮1s，M0.2为活动部时J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2点亮1s，M0.3为活动部时J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2熄灭，M0.4为活动部时B,C,D,E,F,G,H,I熄灭，M0.5为活动

14、部时A熄灭，重复循环。2.6 调试步骤与结果。按下启动按钮，灯A亮1秒，接着灯B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之后灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被点亮1s，J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2，O1,O2熄灭，再过1秒，灯B,C,D,E,F,G,H,I熄灭，同样再过1秒后，灯A熄灭。紧接着过1秒灯A再次被点亮，重复以上过程，循环往复。按下停止按钮后，所有灯都熄灭。3基础实训项目二3.1整体方案因为显示温度时间，采集的是模拟信号，所以用到模拟量输入模块。用到一个IO输入端口。因为要显示开度，要用到开度模拟量输出模块，占用一个

15、模拟量输出端口，共计两个IO端口，属于中小型可编程控制器，选用S7-300。因为要在上位机上显示出来，还要用到触摸屏，在显示开度时，要将输入的开度值转换到数码管上显示。触摸屏因为编的程序较小，选用MC1162。通信模式为：TCP/PI协议。PLC300通过模拟量输入模块采集模拟信号，此时IW288输入的是经过换算的数字信号，经过CPU的程序的处理，即调用FC1功能，通过上位机显示出温度。途中要通过OB35进行一秒的信号的采集。3.2 io分配 输 入 设 备 输 出 设 备序 号名 称代 号地 址序号名 称代 号地 址1电位器10KIW2721 数码管QW2722开关S1I0.0表二3.3 I

16、O接线图图三3.4流程图开始触摸屏初始化输入开度输入电压DA转换AD转换转换电压显示，开度显示图43.5程序注释：开关闭合调用FC1和FC2。注释：进行AD转换。注释：进行开度转换。注释：与触摸屏变量关联。3.6调试步骤与结果1.用模拟量输入模块模拟温度测量变送器，假设当温度是0时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是100时，对应电位器输出电压10V电压。用PLC模拟量输入模块采集电位器电压，使用OB35实现采集温度数据，数据采集频率是1次/秒，进行标度变换，数据存储在共享数据块DB2相应的存储单元中，并在触摸屏上显示出温度值。2、用模拟量输出模块模拟电动执行器，电压为0V时，执行器开度为0

17、%，电压为10V时执行器开度为100%。用PLC模拟量输出模块控制执行器，控制量数据输出频率是1次/秒，用OB35块的方法控制执行器。控制量多少采用触摸屏输入。4综合型自主实训项目4.1整体方案采用电梯模型中的轿厢来模拟机械滑台，工作台由三相异步电动机拖动，电机转速和正反转运行由变频器控制。正反转，及快速，慢速，用到共计四个IO输出口工作台的位置由楼层的限位开关控制，要用到四个IO输入端口。滑台运行状态分为三种方式：手动方式、单周期方式和自动循环三种控制方式。其中，运行方式是由外部开关S1、S2确定的，S1断开时为手动方式，S1合上时为单周期方式；S2断开为自动循环运行方式，此处为两个IO输入

18、口。运行切换时，滑台立即停止运行。还有四个指示灯，综上，共计19个IO端口，属于中小型可编程控制器，所以选用S7-300系类的PLC和四层电梯实现控制任务。4.2设计方案快进暂停5秒SQ4SQ3SQ2SQ1暂停6秒图54.2 IO分配4.2.1元件及功能表元件功能表M0.0M0的初始步TSD接通延时定时器(P)上升沿有效表三4.2.2 IO口分配输入设备输出设备序号名称代号地址序号名称代号地址1转换开关1S1I1.01电机正转Q0.02转换开关2S2I1.12电机反转Q0.13二层定位传感器SQ1I0.03电机低速Q0.24三层定位传感器 SQ2I0.14电机高速Q0.35四层定位传感器SQ3

19、I0.25暂停指示灯Q0.46五层定位传感器SQ4I0.36手动指示灯 Q0.57二层上呼按钮SB2I0.57单周期指示灯 Q0.68二层下呼按钮SB2I0.68自动循环指示灯Q0.79五层下呼（停止）按钮SB5I0.7 10一层上乎开关SB1I0.4表四电梯模块5号接口I1.1I1.2I0.0I0.1I0.2I0.6I0.7I0.3I0.4I0.5Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7S1S2电梯模块2号接口电梯模块3号接口电梯模块4号接口电梯模块7号接口电梯模块8号接口电梯模块13号接口电梯模块6号接口DIN1DIN2DIN4DIN548接口AGD4.3 IO接线

20、图图54.4流程图4.4.1初始化系统流程图开始S1闭合调用FC3是调用FC2否图64.4.2 FC2手动控制系统流程图M0.0I0.0*I0.4Q0.0,Q0.3M0.1Q0.1,Q0.2M0.2I0.3I0.1Q0.0,Q0.2M0.3I0.0I0.2T5M0.4Q0.1,Q0.2M0.5T5图74.4.3 FC3自动控制系统流程图M0.0I0.0*I0.4Q0.0,Q0.3M0.1Q0.1,Q0.2M0.2I0.3I0.1Q0.0,Q0.2M0.3T6I0.2T5M0.4Q0.1,Q0.2M0.5T5I0.0T6M0.6图84.5程序注释：S1闭合调用FC2，手动指示灯亮。注释：S1闭合

21、调用FC3。注释：S1闭合，S2断开单周期指示灯亮。S1和S2闭合自动循环指示灯亮。注释：使初始步置1.FC2：滑块手动控制程序块注释：二层上乎按钮闭合滑块向上运动。二层下乎按钮闭合滑块向下运动。FC3：滑块单周期控制和自动循环控制程序块注释：利用M3判断是单周期还是自动循环。注释：滑块向上运动到5层。注释：电梯向下运动到三层。注释：电梯运动到5层并且暂停5s。注释：若为单周期滑块停止，若为自动循环滑块定时6s，进行循环。4.6调试步骤与结果。4.6.1 手动控制的调试运行及结果手动控制（点动）：手动控制指示灯A灯亮，按住二层上呼按钮时(I0.4)，滑台上升，当在任意位置（不超过四层）松开按钮

22、时，滑台停止上升，当按住二层下呼按钮时(I0.5)，滑台下降，当在任意位置（不低于一层）松开按钮时，滑台立即停止下降。4.6.2 单周浦控制的调试运行及结果单周期运行：单步控制指示灯G灯亮，滑台需位于原点（2层），按动启动按钮SB1(1层)，滑台立即高速上升到5楼，然后低速到3层，然后到4层，暂停5s，再到2层停止。检测每一层是否到达是通过每一层的定位传感器来实现的。4.6.3 自动循环控制的调试运行及结果自动循环控制：循环控制指示灯D灯亮，滑台需位于原点2层），按动启动按钮SB1(1层)，滑台立即高速上升到5楼，然后低速回到3楼，滑台再以低速上升到4楼，之后暂停5s，以低速进到2楼并延时6秒

23、，然后继续重复上述运动。5 收获、体会通过这次设计实践。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

24、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。6.参考文献1吴作明 PLC开发与应用实例详解M 北京：北京航空航天大学出版社，2007.112廖常初.S7-300/400 PLC 应用教程 M北京：机械工业出版社，2011.63 王永华 现代电气控制及PLC应用技术M 北京：北京航空航天大学出版社，2008.4 阮友德 电气控制与PLC实训教程M 北京：人民邮电出版社5 史国生 电气控制与可编程控制器技术 M北京: 化学工业出版社，20036 郁汉琪 电气控制与可编程序控制器应用技术 M南京: 东南大学出版社，20037 张万忠 可编程控制器应用技术 M北京: 化学工业出版社，20018 王兆义 小型可编程控制器实用技术 M北京: 机械工业出版社，20029 吴晓君，杨向明 电气控制与可编程控制器应用 M北京: 中国建材工业出版社，200410 李道霖 电气控制与PLC原理及应用 M北京: 电子工业出版社，2004 第27页