机械滑台工艺流程控制技术培训教材

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1、 . . 机械滑台工艺流程控制3如下免责申明，下载者必读!免责申明：本报告与其程序仅供参考，交流之用，若出现调试意外，本人概不负责。程序部分在本机上基本可以运行，不排除其中有bug、其他未提与等错误情况，需要下载者进一步思考完善。若在其他试验机型调试中出现意外，本人概不负责。报告部分因时间比较紧，难免出错，望下载者细细阅读思考后，发现错误并指明。本报告初期有引用他人资料之嫌，后已大加改进，如若还有雷同相似之处，望有疑问者联系本人，本人与之再行商榷。X X X X大 学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3 姓 名：学 号：班 级：指导教师：起止日期：目 录1.设计任

2、务书 11.1 设计任务1.2 设计目的与要求1.3 设计容与报告要求2基础实训项目一：52.1总体设计方案2.2 I/O地址分配表2.3 PLC外部接线图2.4元件与功能表2.5流程图2.6 程序3基础实训项目二：93.1总体设计方案3.2 I/O地址分配表3.3 PLC外部接线图3.4元件与功能表3.5流程图3.6 程序4综合型自主实训项目141.总体设计方案1.1 方案的确定1.2 设计方案2. I/O地址分配表3元件与功能表4.流程图，顺序功能图，梯形图与指令表4.1 流程图4.2顺序功能图4.3 梯形图 4.4 程序说明 5.程序的调试运行与其结果5.1 手动控制的调试运行与结果5.

3、2 单步控制的调试运行与结果5.3 自动循环控制的调试运行与结果5.个人小结316.参考文献 3232 / 361 任务书PLC控制技术实训任务书(五)题目：机械滑台工艺流程控制系统设计（三）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基本指令功能的与其运用方法；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308

4、64002、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)实训容：1、进行PLC的I/O地址分配，并画出霓虹灯的PLC控

5、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

6、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，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

7、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与注释说明，写出实验中的问题与分析。2）S7-300的PLC模拟量模块的测量信号类型有几种?测量围如何设定？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

8、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：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，电机转速和正反转运行由变频器控制。楼层接近限位开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、单步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断开单步运行，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

9、（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）单步运行：单步运行指示灯G亮，滑台位于初始原点（1层），按一下启动按钮SB（二层），系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下启动按钮SB（二层），又往前走一步。按停止按钮SB（五层），立即停止运行。自动循环控制：自动循环灯D亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SB（二层），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

10、）Step7编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2）实际程序的设计与实现方法；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）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）。报告中提供如下容：1、目录2、正文（1）实训任务书；（2）实训容，

11、三个任务分别写a、每个实训任务的总体设计方案（应有PLC的选型与依据）b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件与功能表；c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；d、调试、运行与其结果；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工作容第一周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编写程序并调试与准备实训报告4完成报告并于下午两点之前

12、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基础实训项目一总体设计方案（应有PLC的选型与依据）要点亮16盏灯，即用到16个输出端口，分别为Q0.0Q1.7.按键要用到启动和停止，两个输入端口，为I0.0，I0.1。总计18个IO端口。此端口数属于中小型，所以选用西门子的S7-300系类。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，因为要定时6s，即六个定时器。IO分配输入设备输出设备启动I0.0AQ1.0停止I0.1B-IQ1.1Q1.7J-02Q

13、0.0Q0.7PLC外部接线图 Q1.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6I0.0I0.1COMS7-300COMStartStop霓虹灯模块元件与功能表：M0.0：通电保持状态标志位。T0T5：接通延时定时器，常开触点由断开变为接通时计时，时间到时，该线圈通电。程序注释：按下I0.0启动程序，M0.0为通电状态保持位置注释：按下I0.0启动程序，灯全灭。注释：各定时器分别定时，T5用于循环。注释：点亮A灯注释：点亮A，BI灯注释：点亮A，BI灯，J02灯。注释：点亮A，BI灯，熄灭J02灯。注释：点亮A，熄灭BI灯

14、，J02灯。注释：熄灭A，BI灯，J02灯。调试、运行与其结果：各灯按照指定运行，先灯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。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。3基础实训项目总体设计方案（应有PLC的选型与依据）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。在输出电压时，要用到模拟量输

15、出模块，占用一个模拟量输出端口，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，在显示温度时，要将温度记录，用到数据块，数据块分为两个，一个为采集数据块，用于调用显示温度。一个用于显示屏的记录输入数据，用于调用后在电压表上显示电压。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。在上位机上，手动输入数字，经过调用FB1功能块，再通过数字量输入模块30824003，在电压表

16、上显示出来。途中要通过OB35进行一秒的信号的采集。开关用到一个，即S1，在OB1里激活OB35。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开关S1I0.01 电压表M1或M2QW2882电位器10KIW288 2333、流程图图3.3PLC外部接线图元件与功能表MD26：用于存储FC1输出的温度数据。MD40：用于存储FB1输出的电压值。LD30,LD40：局部数据区，用于FB1，FC1中的临时数据存储。程序：注释：在OB1里激活OB35。OB1OB35注释：IW288将信号输入FC1中，进行调用。注释：将FC1中的结果存贮在DB2模块中。注释

17、：将DB3中的数据通过调用FB1，存贮在MD40中，在截取低8位输出。FB1注释：将DB3中的的数字量转换成双整型，再乘以27648，再除以100，进行输出，FC1注释：将IW288的数字量转换成双整型，再转换为浮点型。注释：将浮点型数据先乘100，再除27648。DB2DB3调试、运行与其结果：输 入 输 出 电压PIW 288 温度值执行器开度PQW 288 电压V0V0V00 0V0V4V4V40 40%4V4V6V6V6060%6V6V8V8V80 80%8V8V10V10V100100%10V10V在上位机的温度显示中，通过调节电位器，显示出温度的变化，精确到小数点后两位。在显示器的

18、开度一栏里，输入数字（0-100），在电压表里显示出010v的电压。4综合型自主实训项目4.1总体设计方案（应有PLC的选型与依据）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，与快速，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、单步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合上时为自动方式；S2断开为单步运行方式，S2合上为自动循环控制方式。此处为两个IO输入口。运行切换时，滑台立即停止运行。还有四个

19、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：主电路设计方案工艺流程图如下图1所示：暂停6秒暂停5秒快进SQ4SQ3图1 工艺流程图工作台的快进由电机的正转和快速来控制，后退由电机反转和高速来控制，工进由电机的正转和低速来控制。手动控制时用外部LED的A灯来指示，单步控制时用外部LED的G灯来指示，自动循环控制时用外部LED的D灯来指示。工作台启动按钮由二层上呼按钮SB2来控制，后退按钮由二层下呼按钮SB2控制，停止按钮由五层下呼按钮SB5控制。最后通过PLC程序代码来实现工艺流程的顺序控制。I/O模块的地址分

20、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DIN1Q0.02转换开关2S2I1.12电机反转DIN2Q0.13二层上呼按钮SB2I0.03电机低速DIN3Q0.24二层下呼按钮SB2I0.14电机高速DIN4Q0.35五层下呼（停止）按钮SB5I0.35蜂鸣器PQ0.76一层定位传感器SQ1I0.46手动指示灯 AQ0.47二层定位传感器SQ2I0.57单步指示灯 GQ0.58三层定位传感器SQ3I0.68循环指示灯DQ0.69四层定位传感器SQ4I0.79（2） 工作方式开关的切换对照表S1（I1.0）S2(I1.1)工作方式0x手动10单步11自动

21、循环PLC外部接线图电梯模块1号接口I1.1I1.2I0.1I0.2I0.3I0.7I0.4I0.5I0.6Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7S1S2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2号接口电梯模块3号接口电梯模块4号接口DIN1DIN2DIN4DIN5AGD元件与功能表M0.0为FC2的激活位置，M1.为FC3激活位置。其余M全为活动步。T为SD定时器:接通延时定时器，常开触点由断开变为接通时计时，时间到时，该线圈通电。T0在SQ2处延时6s，T1为在原点处定时5。流程图：开始S1闭合？N调用FC1S2闭合？调用FC2调用FC3NYY开

22、始FC1:二层上呼按钮按下？电梯上行二层下呼按钮按下？电梯下行NYYN图3自动循环运行顺序功能图 图4单步运行顺序功能图 I0.4*I0.0M1.1M1.2M1.3M1.4M1.0T0：SD 6SQ0.0，Q0.2Q0.0Q0.3I0.5T0T1I0.5T1M1.5Q0.0Q0.3M1.6M1.7T1 SD 5SI0.6I0.4I0.7Q0.1Q0.3I0.4*I0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.0M0.7T0：SD 6SQ0.0，Q0.2Q0.0Q0.2Q0.0Q0.2I0.5T0*I0.0*I0.5I0.6I0.7*I0.0I0.5*I0.0T1M0.5Q0.1Q0.3M0.6M

23、0.7Q0.0,Q0.2M2.0M2.1Q0.1Q0.3I0.5I0.5*I0.0I0.7I0.4OB1：注释：松开I1.0，消除各模块中的M位的记忆。注释：按下I1.0，松开I1.1，使各模块中的M位复位，并且使M0.0置位。注释：按下I1.0和I1.1，使各模块中的M位复位，并且使M1.0置位。注释：松开I1.0，调用FC1模块。A灯亮。注释：按下I1.0，松开I1.1，调用FC2模块。G灯亮。注释：按下I1.0和I1.1调用FC3模块。D灯亮。FC1注释：按下I0.0前进。注释：按I0.1下后退。FC2注释：停止。FC34.3 程序说明（1）主程序的OB1在主程序的OB1中，通过调用功能

24、（FC）的方式来实现各种工作方式的切换。工作方式的选择开关是由S1，S2的拨动开关选择，同时只能选择一种工作方式。选择手动工作方式时断开S1，合上S2，手动指示灯A灯亮，调用手动程序FC1；选择单步工作方式时合上S1，断开S2，单步指示灯G灯亮，调用程序FC1，选择自动循环工作方式时合上S1、S2，循环指示灯D灯亮，调用程序FC3。（2）手动程序FC1手动操作时，用I0.0和I1.1对应的2个按钮SB2、SB2控制滑台的上升与下降，为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁：用一楼和四楼的定位传感器I0.4和I0.7的常闭触点限制滑台运动的上下极限位置。（3）单步控制程序FC2

25、单步运行时，I1.1为1状态，I1.2为0状态，即S1闭合，S2断开。根据顺序功能图先使工作台回到原点，然后每按下一次按钮SB2，执行一步，在按下停止按钮SB5时，立即停止运行。（4）自动循环工作程序FC3循环工作方式时，I1.1 和I1.2为1状态，即S1、S2均闭合，在初始状态按下启动按钮I1.1，M1.0变为1状态，滑台根据设计的工艺流程运行，当滑台在步M1.7返回M1.1原点时，I2.1为1状态，系统将自动循环的工作下去。4.4.程序的调试运行与其结果4.4.1 手动控制的调试运行与结果手动控制（点动）：手动控制指示灯A灯亮，按住二层上呼按钮时(I0.0)，滑台上升，当在任意位置（不超

26、过四层）松开按钮时，滑台停止上升，当按住二层下呼按钮时(I0.1)，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。为了安全考虑所以设计了两个极限位置，当到达四层时，四层限位传感器（I0.7）检测到信号，立即停止滑台上升，当达到一层时，一层限位传感器(I0.4)检测到信号,立即停止滑台下降。所设计的程序可以完成控制的手动控制。4.4.2 单步控制的调试运行与结果单步运行：单步控制指示灯G灯亮，滑台需位于原点（1层），按动启动按钮SB2(2层)，滑台立即高速上升到3楼，第二次按动启动按钮SB2(2层)，高速回到1楼，第三次按SB2(2层)之后滑台低速上升到4楼，第四次按SB2(

27、2层)后高速下降到2楼，第五次按动启动按钮SB2(2层)后低速上升到3楼，最后按动SB2(2层)滑台高速下降回到1楼。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。4.4.3 自动循环控制的调试运行与结果自动循环控制：循环控制指示灯D灯亮，滑台需位于原点（1层），按动启动按钮SB2(2层)，滑台立即高速上升到3楼，然后高速回到1楼，滑台再以低速上升到4楼，之后滑台高速下降到2楼，以低速进到3楼，最后高速下降到1楼原点处，暂停5S后接着第一步继续循环运行。5 收获、体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关PLC方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又

28、一遍的检查找出了部分原因所在，同时也暴露出了前期在这方面的知识欠缺和经验的不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我懂得纸上得来终觉浅的道理。实训让我更加了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次实训脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要

29、快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题 总之，这次实训对我真的很有好处，给我弥补了很多我欠缺的知识，像电动 机的星、三角的连接方式。在今后的学习过程中，要更加努力的学习自己的专业知识，多多与同学和老师交流，相信不久的将来可以有点成绩。6参考文献1 廖常初.S7-300/400 PLC 应用教程 ：机械工业，2011.62 廖常初.S7-300/400 PLC 应用技术 ：机械工业，2008.33 吴作明 PLC开发与应用实例详解 ：航空航天大学，2007.114 王永华 现代电气控制与PLC应用技术 ：航空航天大学，2008.5 阮友德 电气控制与PLC实训教程 ：人民邮电