PLC課程設(shè)計報告

PLCPLC編程及應(yīng)用課程設(shè)計報告書題目：搶答器組員專業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)老師設(shè)計時間：9309摘

要 331225引言 421275一、設(shè)計背景與選題 51應(yīng)用背景1.1設(shè)計背景1.2設(shè)計目的1862二、PLC編程與硬件接線 6搶答器2.1四路搶答器概述2.2四路搶答器工作原理三．程序設(shè)計與調(diào)試188693.1PLC選型 8218043.2I/O分配 8190323.3PLC外部硬件接線圖 8183163.4工作流程圖 9143713.5語句表 10164013.6PLC的梯形圖 1322728四、控制系統(tǒng)的程序調(diào)試 166612總結(jié) 177947課程設(shè)計體會 1814469參考文獻19摘

要伴隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入人們的生活。同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益換代與更新。PLC的結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高、適用性能優(yōu)越、實用性強可等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和日常生活中的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。在當(dāng)今社會以及今后的生活中可編程控制器將成為工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一。PLC將成為工業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富。可對目前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理可縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學(xué)化管理，減少了交通事故的發(fā)生。在實時檢測和自動控制的PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC往往是作為一個核心部件來使用，根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合加以完善。十分形象地顯示出了PLC在交通燈系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。引言PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性，同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富，可對目前普遍使用信號燈進行精確控制，特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時，PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理，可縮短車輛通行等候時間，實現(xiàn)科學(xué)化管理。在該設(shè)計中，還引入FX2N-16MR觸摸屏模擬十字路口紅綠燈閃亮及車輛通行，十分形象地顯示出了PLC在交通燈系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。一.設(shè)計背景搶答器廣泛應(yīng)用于電視臺、商業(yè)機構(gòu)及學(xué)校，為競賽增添了刺激性、娛樂性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。本文介紹一種搶答器，能使四個人同時參加搶答賽，四個參賽臺總體設(shè)計選用西門子S7-200PLC控制搶答操作方便，在很多的場所都可以使用，并且給人的視覺效果非常好。搶答器，顧名思義就是用于比賽時，跟對手比反應(yīng)時間，思維運轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場合也隨之增加；技術(shù)含量大提升；更加方便可靠。用PLC進行知識競賽搶答器設(shè)計，其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競賽搶答器的搶答方案。此任務(wù)的搶答器可根據(jù)應(yīng)答者搶答情況自動設(shè)定答題時間，并根據(jù)情況用燈光和聲音現(xiàn)實其回答正確和錯誤。四路智力搶答器有四個搶答按鈕最先按下按鈕有效，在此之后按下按鈕無效，伴有燈光和聲音指示，并開始計時答題時間。計時時間到聲音提示停止答題，同時有警報響起。主持人有開始和停止按鈕，及系統(tǒng)自帶的復(fù)位按鈕。二.設(shè)計目的⑴熟悉PLC主機結(jié)構(gòu)及編程環(huán)境；⑵進一步熟悉編程器及STEP—7的使用方法，掌握輸入\輸出、定時器\計數(shù)器、微分、保持繼電器等常用指令的功能和編程方法；⑶理解聯(lián)鎖、跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)位移、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、運算等指令的功能，掌握其使用方法；⑷通過基本訓(xùn)練，設(shè)計一個PLC控制搶答器裝置。按控制要求選擇PLC機型和外部設(shè)備，設(shè)計PLC外部電路的接線圖。編寫控制程序，并學(xué)習(xí)上機調(diào)試程序的方法；搶答器第一部分1.1四路搶答器概述搶答器廣泛應(yīng)用于電視臺、商業(yè)機構(gòu)及學(xué)校，為競賽增添了刺激性、娛樂性，在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。本文介紹一種數(shù)字式搶答器，能使八個隊同時參加搶答,賽場中設(shè)有1個主持人參賽臺總體設(shè)計選用西門子PLC控制搶答操作方便，在很多的場所都可以使用，并且給人的視覺效果非常好。搶答器，顧名思義就是用于比賽時，跟對手比反應(yīng)時間，思維運轉(zhuǎn)快慢的新型電器。隨著社會科技技術(shù)的不斷發(fā)展，他的應(yīng)用場合也隨之增加；技術(shù)含量大大提升；更加方便可靠。目前,形式多樣、功能完備的搶答器已廣泛應(yīng)用于電視臺、商業(yè)機構(gòu)、學(xué)校及企事業(yè)單位,它為各種競賽增添了刺激性、娛樂性,在一定程度上豐富了人們的業(yè)余生活。用PLC進行知識競賽搶答器設(shè)計，其控制方便，靈活，只要改變輸入PLC的控制程序，便可改變競賽搶答器的搶答方案?？删幊炭刂破鳎≒LC）：所謂PLC系統(tǒng)就是采用目前市場上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計程序以達到所設(shè)計的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用最為廣泛。PLC的可靠性：進口PLC采用的CPU都是生產(chǎn)廠家專門設(shè)計的工業(yè)級專用處理器，其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購買的，經(jīng)過嚴(yán)格挑選的工業(yè)級元件，另外它的電源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗而特別設(shè)計的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。PLC的可擴展性：要增加一個功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對應(yīng)的程序，而PLC的編程相對比較簡單，這樣對于開發(fā)周期會縮短。PLC的可維護性：PLC本身有很強的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡單。操作：PLC的操作采用觸摸式操作終端，人機界面，全屏顯示，上面設(shè)計了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，畫面自動切換到故障提示畫面，提示故障原因和排除方法。甚至可以顯示故障在機器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。特點：價格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡單。1.2四路搶答器工作原理這次設(shè)計的PLC智能搶答器是適合四人搶答的四路搶答器。給競賽主持人設(shè)置了3個控制按鈕，用來控制開始、復(fù)位、停止計時，每當(dāng)主持人發(fā)出開始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號，音響電路發(fā)出聲響提示信號以指示搶答成功，并對其后的搶答信號不在相應(yīng)，選手答題完畢后，由主持人按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)開始下一輪搶答。若選手在未開始搶答時提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時數(shù)碼管顯示其編號同時音響電路發(fā)出聲響并且有音響警報。按下啟動按鈕定時器T37計時（設(shè)定30秒）若30秒限制到時仍無人搶答音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。此設(shè)定為30秒，選手必須在設(shè)定時間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時報警信號。其中以上功能都通過編制PLC程序來控制一個數(shù)碼管以及一個蜂鳴器來實現(xiàn)的。本次設(shè)計用到三個定時器，T37、T38和T39。在主持人按下啟動按鈕后用定時器T38定時5S，在5S內(nèi)按下?lián)尨鸢粹o是有效的，超出5S此題將作廢，主持人按下復(fù)位按鈕重新開始下一題。T39用來延時1S，當(dāng)搶答有效時，蜂鳴器回響1S。第二部分2.1控制系統(tǒng)硬件組成結(jié)構(gòu)圖2.2系統(tǒng)I\O分配表搶答器的PLC控制系統(tǒng)的輸出端口如表輸入端口輸出端口其他器件搶答器1I0.1指示燈1Q1.0定時器1T37搶答器2I0.2指示燈2Q1.1定時器2T38搶答器3I0.3指示燈3Q1.2定時器3T39搶答器4I0.4指示燈4Q1.3啟動I1.0數(shù)碼顯示1Q1.4停止I1.1數(shù)碼顯示2Q1.5數(shù)碼顯示4Q1.6警報Q0.0彩球Q0.12.3順序功能圖2.4系統(tǒng)硬件連接圖根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點總計6個，輸出點總計9個點。綜合考慮到系統(tǒng)的性價比和系統(tǒng)的可擴展性，輸入、輸出點留出一定的富裕量，因此PLC選擇SIEMENS的S7-200系列的CPU226繼電器輸出型和數(shù)字量擴展模塊EM223。輸入、輸出端子電氣接線圖如圖所示。第三部分程序設(shè)計與調(diào)試系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1整體設(shè)計根據(jù)PLC智能搶答器的控制要求，應(yīng)用程序采用一體化結(jié)構(gòu)。通過PLC控制程序來實現(xiàn)整體的運行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口，一般的PLC配置都可運行。該系統(tǒng)本著簡單易懂、可靠性強、適應(yīng)性強等方面進行設(shè)計。在搶答時只需按動按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動顯示組號以及倒計時時間。安全、可靠、省時、省力、價格便宜?？刂栖浖?yīng)用SIEMENS編程軟件，采用梯形圖語言編寫工作系統(tǒng)自動控制流程框圖如圖4.1.所示。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，進行針對性設(shè)計，要充分保證系統(tǒng)的安全，保證整個系統(tǒng)的運行安全可靠。自動條件下，必須復(fù)位后在滿足自動條件下才能進行自動運行程序，當(dāng)中充分應(yīng)用各個過程的互鎖來保證系統(tǒng)的安全。3.2PLC梯形圖3.3軟件指令表3.4軟件調(diào)試將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，首先要做的就是仔細(xì)檢查程序，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，一般不用接PLC實際的負(fù)載(如接觸器、電磁閥等)。也可以根據(jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號。在調(diào)試時應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和PLC中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。完成上述的工作后，就可以進行現(xiàn)場的調(diào)試工作。首先將PLC安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機總調(diào)試，在調(diào)試過程中有可能將會顯示出系統(tǒng)中原先可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及PLC的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計中的問題，應(yīng)對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調(diào)試達不到指標(biāo)要求，則可以對相應(yīng)硬件和軟件部分設(shè)計作適當(dāng)調(diào)整，通常只需要略微修改程序就可能出現(xiàn)實際效果。全部調(diào)試通過后，再經(jīng)過一段時間的實驗，系統(tǒng)才可以投入到實際運用當(dāng)中。調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法：（1）程序下載不到PLC的CPU中，有可能是CPU模式?jīng)]有設(shè)置正確。需要將CPU設(shè)置在RUN模式。（2）調(diào)試結(jié)果與設(shè)計的不完全吻合，此時需檢查程序看是否存在邏輯上的錯誤或是雙線圈輸出問題。（3）不斷地調(diào)試和檢查，使得在滿足要求的前提設(shè)計出運行最穩(wěn)定程序最簡單的程序。第四部分分析與總結(jié)結(jié)論分析此次程序調(diào)試的結(jié)果與課程設(shè)計的要求基本相符，但是在完成了基本任務(wù)之后我們也在思考還有哪些沒有開發(fā)出來的功能或是程序還有可以簡化的地方。譬如，可以通過中間繼電器的使用，從而避免程序中的雙線圈輸出，這一點也是在程序出錯之后才意識到的問題。只有通過不斷地調(diào)整、思考、改進我們才能更加深入了解PLC及其編程的內(nèi)涵所在。最后在上交成果的時候，老師的許多問題和意見也深深啟發(fā)了我們。充分利用現(xiàn)有資源結(jié)合所學(xué)知識，可以設(shè)計出功能相對比較豐富的搶答器。課程設(shè)計體會失敗總是難免的，調(diào)試程序也不是一次兩次就可以成功的。重要的如何在失敗與錯誤中有所反思和總結(jié)，只有在失敗中才能真正體會到成功的不易。在此次課程設(shè)計的過程中遇到了各種各樣的問題。從硬件接線、設(shè)備運行模式到軟件編程和程序調(diào)試都有不同的問題出現(xiàn)。我們利用現(xiàn)有的資源，向老師請教，向同學(xué)詢問，包括上網(wǎng)查詢資料等，這些大大幫助了我們，是我們少走了很多彎路。這次電器與PLC控制技術(shù)的課程設(shè)計給我最大的感受就是，這門課程的綜合分析實踐性非常強，應(yīng)用的范圍也非常廣泛。與其他課程不同的是這門課程理論性不是很強，主要強調(diào)的是邏輯思維能力以及動手操作實踐能力。只有親自動手實踐了才能對課程中的知識有更加深入的理解。所謂眼過千遍，不如手過一遍就是這個道理。還有一點我想在此強調(diào)一下：團隊合作在這次課程設(shè)計中間發(fā)揮了極大的作用，通過團隊的合作我們可以互相學(xué)習(xí)彌補各自的缺陷，可以借鑒他人優(yōu)秀的想法和構(gòu)思啟發(fā)自己。團隊的協(xié)作可以解決不同人的問題，以加深對理論的學(xué)習(xí)。同樣團隊中間的競爭意識也激發(fā)了大家的潛能，發(fā)揮自身最大優(yōu)勢，爭取有所創(chuàng)新，調(diào)高了個人綜合實力。參考文獻[1]張萬忠、劉明芹.電器與PLC控制技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021.[2]西門子公司.SIMATICS7-200系統(tǒng)手冊，2021.[3]陳立定等.電氣控制及可編程控制器.廣州:華南理工大學(xué)出版社，2021.

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需要學(xué)生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學(xué)不強。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強的實踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因為在這個被某些人形容為實用主義、功利主義甚囂塵上的時代，也是個人生存競爭最激烈的時代，人們比任何時代都更需要學(xué)會寫作實用性的文章，比如職場競爭中的求職信，生活中的財經(jīng)文書、法律文書等，以提高個人的生存競爭能力。（二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。首先，要讓大學(xué)生充分認(rèn)識到實用寫作課的重要性，這門課關(guān)乎到他人生的每一個方面，諸如就職，求愛，理財，人際交往等，是他終生都需要使用的一些基礎(chǔ)性的知識，也是他必備的一項生存技