PLC课程设计报告指导

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1、PLC课程设计指导适用自动化专业编者柏艳红2012-12-6第一部分步进电机驱动滑台直线运动PLC控制系统设计课题一步进电机驱动滑台匀速运行PLC控制系统设计1 设计任务设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的匀速运行控制。1.1 系统介绍步进电机通过皮带传送机构驱动滑块在滑台上做直线运动，滑台上装有限位开关和接近开关，见图1。系统硬件主要包括：A、CPU224XPS7-200PL（一台B、TD400C1台C、按钮4个D、步进电机驱动器E、步进电机F、滑台G、接近开关2个H、限位开关2个滑块滑台限位开关1接近开关1限位开关1接近开关1接近开关1限位开关1图1滑台构造示意图1.2 控制要

2、求1按下启动按钮，滑台开场向上或向下运行，按下停顿按钮那么停顿运行;2按下方向按钮那么改变运行方向；3在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。可选2设计要求1) 查阅相关资料，了解步进电机的相关知识，掌握步进电机驱动器的使用。2) 根据任务所给硬件条件，设计硬件系统，画出PLC端子分配表及系统接线原理图。3) 设计PLC程序，实现任务要求的控制功能。4) 实验调试，修改完善所编程序，实现系统功能。5) 编写设计说明书。3说明书内容要求说明书必须包括以下内容，内容次序自行组织安排。1设计任务说明；2硬件系统设计，包括系统硬件组成部件介绍、PLC端子分配表、PLC和步进

3、电机驱动器接线原理图等；3PLC程序设计，包括设计思路、实现的关键技术、源程序、程序说明；4系统调试，包括控制功能调试过程。4设计指导1接线原理图例如原理图中仅画出本设计用到的PLC端子。S7-200/CPU224XP图2PLC和步进电机驱动器接线原理图2编程指导分析控制要求，从最根本的功能实现入手，进展编程调试，逐步增加功能，直到实现系统要求的所有功能。以下为本课题编程步骤的一个例如：输出固定周期的PTO脉冲控制要求：输出30个周期为1000ms的PTO脉冲。由常开按钮启动PTO输出；在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮停顿PTO输出，实现急停功能。接线：在PLC输入端接入按钮，PLC输出端不接

4、线。编程调试：应用高速脉冲输出指令，通过相关特殊存放器的设置实现要求功能。滑台单方向运行控制的实现控制要求：按下启动按钮，滑台开场向上或向下运行，按下停顿按钮那么停顿运行；按方向按钮那么改变运行方向。接线：按设计的接线原理图，PLC输出端与步进电机驱动器连接。编程：在上述程序根底上，增加运行方向控制，按步进电机启动要求，修改相关特殊存放器值。调试：修改完善程序，调节运行速度，直到滑台能够向上或向下稳步运行，实现要求的功能。TD400C对滑台运行监控功能的实现系统功能的修改完善课题二步进电机驱动滑台变速运行PLC控制系统设计1 设计任务设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的加速-匀速-

5、减速运行控制。1.1系统介绍1.2控制要求1按下启动按钮，滑台开场向上或向下做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量后停顿；2运行过程中，按下停顿按钮那么停顿运行；3按下方向按钮那么改变运行方向；4在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。可选设计要求2 说明书内容要求设计指导1接线原理图例如2编程指导以下为本课题编程步骤的一个例如：输出变周期的PTO脉冲控制要求：输出周期由2000ms减小到500ms,再由500ms增加个2000ms的PTO脉冲。由常开按钮启动PTO输出；在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮可以停顿PTO输出，实现急停功能。接线：在PLC输入端接入按钮，

6、PLC输出端不接线。编程调试：应用高速脉冲输出指令的PTO多段管线模式，通过包络表及相关特殊存放器的设置实现要求功能。滑台单方向运行控制的实现控制要求：见1.2节内容。接线：按设计的接线原理图，PLC输出端与步进电机驱动器连接。编程：在上述程序根底上，增加运行方向控制，按步进电机启动和运行要求，修改相关特殊存放器值及包络表。调试：修改完善程序，调节运行速度、加速度和位移，直到实现要求的功能。TD400C对滑台运行监控功能的实现系统功能的修改完善课题三步进电机驱动滑台匀速往复运动PLC控制系统设计1 设计任务设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的匀速往复运行控制。1.1 系统介绍控制要

7、求方案11按下找零按钮，滑块匀速向下运行，直到滑台下端部位，按下停顿按钮停顿下行，以该位为零位；2在零位时，按下启动按钮，滑块向上匀速运行设定位移，到位后停顿2s,然后匀速下行，下行到位后，停顿1s,然后上行，如此往复运行；上下行位移保证一样，否那么会跑离滑台3在滑块运动过程中按下停顿按钮，滑块停顿运行；4当滑块碰到上、下限位开关时停顿运行；5在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。可选方案21按下启动按钮，滑块先向下运行至下接近开关停顿，实现找零；然后向上运行设定位移，到位后停顿2s，然后下行至接近开关停顿1s，然后上行，如此往复运行；2在滑块运动过程中按下停顿按

8、钮，滑块停顿运行；3当滑块碰到上、下限位开关时停顿运行；4在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。可选方案31按下启动按钮，滑块先向下运行至下接近开关停顿，实现找零；然后开场在上下接近开关之间往返运行，在上位停2s,在下位停1s；2在滑块运动过程中按下停顿按钮，滑块停顿运行；3当滑块碰到上、下限位开关时停顿运行；4在人机界面TD400C中设定往返运动的速度，且能控制滑台运行。可选设计要求2 说明书内容要求设计指导1接线原理图例如2编程指导分析控制要求，从最根本的功能实现入手，进展编程调试，逐步增加功能，直到实现系统要求的所有功能。以下为本课题编程步骤的一个例如：输出

9、固定周期的PTO脉冲控制要求：输出30个周期为1000ms的PTO脉冲。由常开按钮启动PTO输出；在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮停顿PTO输出，实现急停功能。接线：在PLC输入端接入按钮，PLC输出端不接线。编程调试：应用高速脉冲输出指令，通过相关特殊存放器的设置实现要求功能。滑台单方向运行控制的实现控制要求：按下启动按钮，滑台开场向上或向下运行，按下停顿按钮那么停顿运行；按下方向按钮那么改变运行方向。接线：按设计的接线原理图，PLC输出端与步进电机驱动器连接编程：在上述程序根底上，增加运行方向控制，按步进电机启动要求，修改相关特殊存放器值。调试：修改完善程序，直到滑台能够向上或向下稳步运行

10、，实现要求的功能。滑台往复运行控制中找零功能复位实现控制要求：按下找零按钮，滑台开场向下运行至原点位置停顿运行。接线：PLC输入端接入找零复位按钮和接近开关方案1不需要。编程调试：在上述程序根底上，增加找零运行控制程序。滑台往复运行控制的实现控制要求：在滑台处于原点位置时，按下启动按钮，滑台开场往复运行，按下停顿按钮那么停顿运行。接线：PLC输入端去掉外部方向控制按钮。编程：滑台往复运行控制属于顺序控制系统，可以画出顺序控制功能图，按此图编程。调试：修改完善程序，直到实现要求的功能。TD400C对滑台运行监控功能的实现系统功能的修改完善课题四步进电机驱动滑台变速往复运动PLC控制系统设计1 设

11、计任务设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的变速往复运行控制。1.1 系统介绍控制要求方案1无接近开关1按下找零按钮，滑块匀速向下运行，直到滑台下端部位，按下停顿按钮停顿下行，以该位为零位；2在零位时，按下启动按钮，滑块向上做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量后停顿2s,然后向下做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量与上行位移一样后停1s,然后上行，如此往复运行；上下行位移保证一样，否那么会跑离滑台3在滑块运动过程中按下停顿按钮，滑块停顿运行；4当滑块碰到上、下限位开关时停顿运行；5当滑块碰到上接近开关时，停顿2s,然后下行运行；当滑块碰到下接近开关时，停顿1s,然后上行运行；6在

12、人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。可选方案21按下启动按钮，滑块先向下运行至下接近开关停顿，实现找零；然后滑块向上做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量后停顿2s,然后变速下行至接近开关停顿1s,然后上行，如此往复运行；2在滑块运动过程中按下停顿按钮，滑块停顿运行；3当滑块碰到上、下限位开关时停顿运行;5当滑块碰到上接近开关时，停顿2s,然后下行运行；当滑块碰到下接近开关时，停顿1s,然后上行运行；6在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。可选设计要求2 说明书内容要求设计指导1接线原理图例如2编程指导以下为本课题编程步骤的一个例如：

13、输出变周期的PTO脉冲控制要求：输出周期由2000ms减小到500ms,再由500ms增加个2000ms的PTO脉冲。由常开按钮启动PTO输出；在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮可以停顿PTO输出，实现急停功能。接线：在PLC输入端接入按钮，PLC输出端不接线。编程调试：应用高速脉冲输出指令的PTO多段管线模式，通过包络表及相关特殊存放器的设置实现要求功能。滑台单方向运行控制的实现控制要求：按下启动按钮，滑台开场向上或向下运行设定位移；按下方向按钮那么改变运行方向；按下停顿按钮那么停顿运行。接线：按设计的接线原理图，PLC输出端与步进电机驱动器连接。编程：在上述程序根底上，增加运行方向控制，按步

14、进电机启动和运行要求，修改相关特殊存放器值及包络表。调试：修改完善程序，直到滑台能够向上或向下运行设定的位移量，实现要求的功能。滑台往复运行控制中找零功能复位实现控制要求：按下找零按钮，滑台开场匀速向下运行至原点位置停顿运行。接线：PLC输入端接入找零复位按钮和接近开关方案1不需要。编程调试：在上述程序根底上，增加找零运行控制程序。滑台往复运行控制的实现控制要求：在滑台处于原点位置时，按下启动按钮，滑台开场往复运行，按下停顿按钮那么停顿运行。接线：PLC输入端去掉外部方向控制按钮。编程：滑台往复运行控制属于顺序控制系统，可以画出顺序控制功能图，按此图编程。调试：修改完善程序，直到实现要求的功能

15、。TD400C对滑台运行监控功能的实现系统功能的修改完善第二部分异步电机变频调速PLC控制系统设计课题一异步电机无级变频调速PLC控制系统设计1 设计任务系统介绍系统硬件主要包括：A、CPU224XPS7-200PL（一台B、TD400C1台C、按钮4个D、变频器M440E、异步电机F、电位器1.2控制要求1 :1由启动和停顿按钮分别控制电机的启停；2按下方向按钮，那么电机改变运行方向。3由电位器直接与变频器连接，调节电机的运行速度。万案2：1由启动和停顿按钮分别控制电机的启停；2按下方向按钮，那么电机改变运行方向。3电位器通过PLC模拟量输入输出端，调节电机的运行速度7万3:1人机界面TD4

16、00C控制电机的启停、正反转;2通过TD400调节电机运行速度注意变频器输入电压与频率或转速的关系;3在TD400上显示实际运行速度从变频器模拟量输出端得到和设定运行速度。方案4：以上任何方案再结合以下要求：采用接近开关测量实际运行速度;设计要求1查阅相关资料手册，了解变频调速的相关知识及变频器的使用。2根据任务所给硬件条件，设计硬件系统，画出PLC端子分配表及系统接线原理图。3设置变频器参数，编写PLC程序，实现任务要求的控制功能。4实验调试通过。5撰写设计说明书。2 说明书内容要求说明书必须包括以下内容，内容次序自行组织安排。1设计任务说明;2硬件系统设计，包括系统硬件组成部件介绍、PLC

17、端子分配表、PLC和变频器接线原理图等;3给出变频器参数设置表，注明其功能;4PLC程序设计，包括设计思路、实现的关键技术、源程序、程序说明；5系统调试，说明系统调试过程。3 设计指导硬件原理图应包括主电路、PLC与变频器的接线原理图，图3异步电机变频调速PLC控制系统接线原理图例如。S7-200/CPU224XP图3异步电机变频调速PLC控制系统接线原理图采用分步设计法，从简单系统开场设计，逐步增加功能，直至到达设计要求，具体过程为根据控制要求的不同，具体过程不完全一样，可能仅需用以下过程的一局部：1BOP面板操作的电机变频调速系统实现掌握变频器参数设置 设置变频器参数，实现由BOP面板控制

18、电机的启动/停顿、正/反转、调速； 设置变频器参数，实现BOP面板控制电机的启动/停顿、正/反转，电位器调速。2单按钮控制输出的实现控制要求：按下按钮那么改变输出的状态，即当输出为“1时，按下按钮，那么输出变为“0；当输出为“0时，按下按钮，那么输出变为“T。接线：在PLC输入端接入按钮。编程调试：调试时观察输出指示灯状态的变化。3模拟量输入输出实现控制要求：PLC在模拟量输出端输出由模拟量输入端得到的电压信号，通过电位器调节模拟量输入值。接线：在PLC模拟量输入端接入由电位器得到的电压信号，模拟量输出端不接线。编程调试：用万用表测量模拟量输出端的电压。4无级变频调速PLC控制系统实现控制要求

19、：由启动和停顿按钮控制电机启停，由方向控制按钮控制电机转向，由电位器调节转速。方案1接线：在PLC输入端接入按钮，PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，电位器直接接入变频器。方案2接线：在PLC输入端接入按钮，PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，模拟量输出端接变频调的模拟量输入端，电位器接入PLC模拟量输入端。方案3接线：PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，PLC模拟量输出端接变频调的模拟量输入端，PLC模拟量输入端接变频调的模拟量输出端实际运行速度。变频器参数设置：设置命令源PO7O0频率方式P1000,与数字量输入端相关的P701、P702等参数。对于方案3还需要设置变频器模拟量

20、输出为实际频率。编程调试：采用启-保-停电路实现启停控制功能，采用上述单按钮控制电路实现方向控制功能，采用MOV指令实现模拟量的输入输出。5接近开关测速编程课题二异步电机多段速变频调速PLC控制系统设计1 设计任务1.1系统介绍1.2控制要求:1按下启动按钮后，电动机以15段速依次运行，每段速运行10s,运行过程为：5Hz10Hz20Hz30Hz40Hz50Hz45Hz35Hz25Hz15Hz10Hz-20Hz-30Hz-40Hz-50Hz停顿2运行过程中，按下停顿按钮停顿运行。万案2：1按下启动按钮后，电动机以2段速依次运行，每段速运行20s,运行过程为：10Hz20Hz停2运行过程中，按下

21、停顿按钮停顿运行。1 设计要求说明书内容要求2 设计指导采用分步设计法，具体过程为根据控制要求的不同，具体过程不完全一样，可能仅需用以下过程的一局部：1BOP面板操作的电机变频调速系统实现掌握变频器参数设置设置变频器参数，实现由BOP面板控制电机的启动/停顿、正/反转、点动运行、调速。2两段速运行PLC控制系统设计控制要求：见1.2控制要求接线：在PLC输入端接入按钮，输出端与变频器数字量连接。变频器参数设置：设置命令源P0700频率设定方式P1000,与数字量输入端相关的P701、P702,P1001,P1002等参数。编程调试：采用定时器指令进展定时，采用启-保-停电路或者置位/复位指令或

22、者顺控指令实现顺序控制。315段速运行PLC控制系统设计控制要求：见1.2控制要求。接线：在PLC输入端接入按钮，输出端与变频器数字量连接。变频器参数设置：设置命令源P0700频率设定方式P100Q与数字量输入端相关的P0701P0705P1001P1015等参数。编程调试：画出顺序控制功能图，采用启-保-停电路、或者置位/复位指令、或者顺控指令、或者功能指令等实现顺序控制。课题三异步电机多段速循环变频调速PLC控制系统设计1 设计任务1.1系统介绍1.2控制要求1:1按下启动按钮后，电动机以15段速循环运行，每段速运行10s,循环过程为：5Hz10Hz20Hz30Hz40Hz50Hz45Hz

23、35Hz25Hz15Hz10Hz-20Hz-30Hz-40Hz-50Hz0Hz5Hz2按下停顿按钮停顿运行。万案2:1按下启动按钮后，电动机以3段速循环运行，每段速运行20s,循环过程为：5Hz10Hz20Hz5Hz10Hz2按下停顿按钮停顿运行。2 设计要求说明书内容要求3 设计指导采用分步设计法，具体过程为根据控制要求的不同，具体过程不完全一样，可能仅需用以下过程的一局部：1BOP面板操作的电机变频调速系统实现掌握变频器参数设置设置变频器参数，实现由BOP面板控制电机的启动/停顿、正/反转、点动运行、调速。2三段速运行PLC控制系统设计控制要求：按下启动按钮，电机以5Hz10Hz20Hz依

24、次运行，每段速运行20s,然后停顿；运行过程中按下停顿按钮那么停顿运行。接线：在PLC输入端接入按钮，输出端与变频器数字量连接。变频器参数设置：设置命令源P0700频率设定方式P1000,与数字量输入端相关的P701、P702,P1001,P1002等参数。编程调试：采用定时器指令进展定时，采用启-保-停电路或者置位/复位指令或者顺控指令实现顺序控制。33段速循环运行PLC控制系统实现控制要求：见1.2控制要求。在2的程序中，增加循环运行功能。415段速循环运行PLC控制系统实现控制要求：见1.2控制要求。变频器参数设置：修改与数字量输入端相关的P701、P702P1001,P1002等参数。

25、编程调试：画出顺序控制功能图，编程实现顺序控制。课题四异步电机按设定波形变频调速的PLC控制系统设计1设计任务1.1系统介绍1.2控制要求1变频调速器受010V输入电压控制：0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0r/min;10V输出频率为50HZ，对应同步转速为1460r/min;输入电压与输出频率按线性关系变化。2要求输出转速按图47所示波形之一变化。3按下启动按钮，开场按波形要求速度运行；运行过程中，按下停顿按钮停顿运行图5设计要求2 说明书内容要求设计指导1BOP面板操作的电机变频调速系统实现掌握变频器参数设置设置变频器参数，实现由BOP面板控制电机的启动/停顿、正/反转、调速;2编程

26、实现D/A输出图47中波形之一控制要求：按下按钮，模拟量输出端输出设定波形；编程调试：采用状态表中的趋势图观察实际输出波形。3按设定波形调速的PLC控制系统实现控制要求：略接线：PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，PLC模拟量输出端接变频调的模拟量输入端。变频器参数设置：设置命令源PO7O0频率方式P100Q与数字量输入端相关的P701、P702等参数。编程调试：在上述程序的根底上，增加停顿控制功能。课题五起重机PLC控制系统设计课题六基于USS协议的变频器无级调速第三部分顺序控制系统课题一流水灯PLC控制系统设计通过控制实现12个灯按照依次从左至右，从上至下的顺序，不停的轮番跳闪；红灯01红灯02红灯03绿灯01绿灯02绿灯03绿灯13绿灯12绿灯11红灯13红灯12红灯11PLC程序应包括以下控制：1当按下启动按钮SB1时，流水灯系统开场按控制内容里的要求运行。2当按下加热停顿按钮SB2时，复位PLC的所有输出，9个灯应处于OFF状态，系统停顿运行课题二交通灯PLC控制系统设计第四部分PLC通讯课题一PLC之间通讯实现课题二PLC与上位机自由口通讯实现