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1、电控与PLC 课 程 设 计 任 务 书题 目 温湿度监控、刀库捷径方向选择及挖掘机的PLC控制 目录摘要1第一章 基于PLC的多通道温湿度监控装置21.1模拟量扩展模块接线图及模块设置21.2模拟量扩展模块的寻址31.3模拟量值和A/D转换值的转换31.4温度实物图41.5 程序5第二章 基于PLC的刀库捷径方向选择控制102.1系统描述及控制要求102.2基于PLC的刀库捷径方向选择控制的注释112.3 刀库捷径方向选择的梯形图122.4刀库捷径方向选择的程序设计13第三章 基于PLC的挖掘机控制实现233.1基于PLC的挖掘机工作原理233.2系统资源的分配243.3挖掘机模型PLC的设
2、计253.4程序设计及分析273.5手动控制如下图所示32第四章 设计体会33参考文献33摘要通过plc的课程设计，了解plc的构造和应用,示例图：早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammablelogicPLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLCPLC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
3、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已经广泛应用于钢铁、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，无论船上陆上都有其广泛应用。它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活，易学易用、体积小，重量轻，价格便宜的特点。第一章 基于PLC的多通道温湿度监控装置1.1模拟量扩展模块接线图及模块设置EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图1。图1图1演示了模拟量扩展模块
4、的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X和X；对于电流信号，将RX和X短接后接入电流输入信号的“”端；未连接传感器的通道要将X和X短接。对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。1.2模拟量扩展模块的寻址每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。例如：AIW0，AIW2，AIW4、AQW0，AQW2。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。图4演示了CPU224后
5、面依次排列一个4输入/4输出数字量模块，一个8输入数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块，一个8输出数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块的寻址情况，其中，灰色通道不能使用。图21.3模拟量值和A/D转换值的转换假设模拟量的标准电信号是A0Am（如：420mA），A/D转换后数值为D0Dm（如：640032000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系Af（D）可以表示为数学方程：A（DD0）（AmA0）（DmD0）A0。根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系Df（A）可以表示为数学方程：D（AA0）（DmD
6、0）（AmA0）D0。具体举一个实例，以S7-200和420mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是640032000，即A04，Am20，D06400，Dm32000，代入公式，得出：A（D6400）（204）（320006400）4假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400162560048mA。又如，某温度传感器，1060与420mA相对应，以T表示温度值，AIW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：T=70（AIW06400）2560010可以用T 直接显示温度值。举例说明转换的方式：某压力变送器，当压力达到满量程5MPa时，压力
7、变送器的输出电流是20mA，AIW0的数值是32000。可见，每毫安对应的A/D值为32000/20，测得当压力为0.1MPa时，压力变送器的电流应为4mA，A/D值为（32000/20）46400。由此得出，AIW0的数值转换为实际压力值（单位为KPa）的计算公式为：VW0的值(AIW0的值6400)(5000100)/(320006400)100（单位：KPa）1.4温度实物图1.5 程序给定三路直流电压信号，I0.0、I0.1、I0.3各为第一、二、三路的启动按钮，其中一路启动两秒后实现另一路启动，实现循环交替：第一路输入信号，经过EM235转换之后，用2位LED数码管显示相应电压值的个
8、位和第一个小数位，Q3.0为数码管的小数点显示： 第二路输入信号，经过EM235转换之后，用2位LED数码管显示相应电压值的个位和第一个小数位，Q3.0为数码管的小数点显示： 第三路输入信号，经过EM235转换之后，用2位LED数码管显示相应电压值的个位和第一个小数位，Q3.0为数码管的小数点显示： 如果某一路中的电压大于两伏时发光二极管闪烁、电动机自动运转：程序中触点的作用： I10.0,I0.1,I0.3：启动I0.2：停止 I 0.4：电动机的手动控制启停Q1.0：电动机的输出 Q1.1：当某一路电压值大于2V时，LED闪烁显示Q3.0：数码管的小数点显示第二章 基于PLC的刀库捷径方向
9、选择控制2.1系统描述及控制要求系统描述：下图为加工中心刀库旋转装置示意图，上面有8个刀，每个刀有相应的刀号地址（18），刀库转动时有传感器元件检测刀号位置。假设当前刀号为7，所要取的刀号为4，旋转装置按最近的方向旋转，即反转（顺时针方向）。刀库捷径方向选择控制的实物接线图：2.2基于PLC的刀库捷径方向选择控制的注释主机注释I0.0指针指到1号刀，输入vw5中1I0.1指针指到2号刀，输入vw5中2I0.2指针指到3号刀，输入vw5中3I0.3指针指到4号刀，输入vw5中4I0.4指针指到5号刀，输入vw5中5I0.5指针指到6号刀，输入vw5中6I0.6指针指到7号刀，输入vw5中7I0.
10、7指针指到8号刀，输入vw5中8I1.0i1.0送刀号I1.1拨码码开关为1，输入vw6中1I1.2拨码码开关为2，输入vw6中2I1.3拨码码开关为4，输入vw6中4I1.4拨码码开关为8，输入vw6中8I1.5I1.5，启动按钮I1.6I1.6，停止按钮Q0.0Q0.6数码管显示Q1.0电机正转Q1.1电机反转2.3 刀库捷径方向选择的梯形图2.4刀库捷径方向选择的程序设计传感器指针指到某一刀号时，将相应的刀号输入到VW5中I1.1拨码开关，将1送入VW6中I1.2拨码开关，将2送入VW6中I1.1、I1.2拨码开关，将3送入VW6中I1.3拨码开关，将4送入VW6中I1.1、I1.3拨码
11、开关，将5送入VW6中 I1.2、I1.3拨码开关，将6送入VW6中I1.1、I1.2、I1.3拨码开关，将7送入VW6中I1.4拨码开关，将8送入VW6中I1.5、I1.6为启动和停止按钮：当按下启动开关后，如果传感器没有找到任何刀，电机将按顺时针方向自动转动，直到指传感器检测到某把刀，电机停转。Q1.0为电机正转输出拔码开关用来选择刀号。选好刀号后，再按一下“送刀号”按钮，即可将所选择的刀号送入程序，I1.0为送刀号按钮，VW5等于VW6时电机不转动对所选择的刀号与当前刀号进行比较、运算，然后指挥电机按照离当前刀号最近的方向旋转（即最捷径方向，正转或反转）。Q1.0为电机的正转输出，Q1.
12、1为电机的反转输出，当Q1.0和Q1.1相等是电机停止转动：算出指针指向刀号对立面的地址：将VW8中的字型数据转换成字节型数据，并用数码管显示出来第三章 基于PLC的挖掘机控制实现3.1基于PLC的挖掘机工作原理本设计系统主要是通过PLC实现挖掘机实物教学模型控制，通过控制四个直流电机的正反转来实现挖掘机的基本动作。本系统能手动完成八个基本的机械动作，分别是启动前进右转左进上扬下挖左转右进后退到原线停。并通过这八个基本动作组合出一套完整的自动挖掘过程动作，从而模拟出现实工业现场环境中挖掘机挖掘的整个过程。3.2系统资源的分配根据系统的需要，输入点10个分别是I0.0、I0.1、I0.2、I0.
13、3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.0，输出点8个分别是Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 。I/O分配如表2.1和2.2所示。 表3.1输入地址分配表输入地址定义输入地址定义I0.0前进按钮I0.5左转按钮I0.1右转按钮I0.6右近按钮I0.2左近按钮I0.7后退按钮I0.3上扬按钮I1.0手动控制开关I1.4下挖按钮I1.1手动控制开关 表3.2 输出地址分配表输出地址 定义输入地址定义Q0.0 下挖Q0.4前进Q0.1 上扬Q0.5后退Q0.2左转Q0.6右近Q0.3 右转Q0.7左近3.3挖掘机模型PLC的设计本系统自动动作依
14、次为：启动前进右转左进上扬下挖左转右进后退到原线停：3.4程序设计及分析I1.1为自动进行调试启动按钮，用定时器实现某一个动作运动一段时间，另一个动作运动，指到完成操作：手动控制挖掘机，每个动作都可独立进行，且在数码管上显示运行的状态，且用指示灯显示工作与否：3.5手动控制如下图所示本系统的手动动作可实现对挖掘机的手动控制，如图所示 按下选择控制按钮 前进 后退 左拐 右拐 左转 右转 下挖 上扬第四章 设计体会这是我的第一次参加关于PLC的设计，虽有很多不足之处，但通过本次设计使我对现代电气控制及PLC应用技术这门课程有了进一步的认识且在一定程度上开阔了自己的的思维。 在此次的设计过程中，通
15、过对书本上知识的综合，让我加深了对其理解，也学到很多书本上涉及很少甚至没有的知识，通过这次设计也使我认识到个人的逻辑思维对此设计的重要性，且在整个设计与检查过程中对个人的耐心也是种考验，所以在这设计与检查过程中一定要保持平静的心态；另外在设计与检查过程中一定要细心，要注意电路中的每一个触头的位置、状态和所要执行的功能这样才能是设计更趋完美。 在这次设计中，我也认识到自己的的不足，今后我会更加严格要求自己。现代电气控制及PLC应用技术是一门重要的专业必修课，它具有很强的理论性、实用性。为了加深对所学课程的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，此次设计给于我们很好的机会培养自己的设计和动手操作的能力和思维。参考文献1 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 2007；2 王淑英，S7-200西门子PLC基础教程 ，北京:人民邮电出版社 ，2009； 3 廖常初，S7-200 PLC基础教程 ，北京:机械工业出版社 ，2006；4 郁汉琪,机床电气及可编程控制器实验，北京：高等教育出版社,2001；5 廖常初,可编程序控制器的编程方法与工程应用，重庆：重庆大学出版社， 2001。32
温湿度监控刀库捷径方向选择及挖掘机的PLC控制
