電氣控制PLC實習報告與心得2016

PAGE21《PLC控制技術(shù)》實訓總結(jié)報告姓名：班級：指導教師：實訓時間：

目錄前言 3實訓背景 3實訓目的 3實訓器材 3設計選題 31．PLC控制系統(tǒng)應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 41.1應用現(xiàn)狀 41.2主流產(chǎn)品介紹 51.3發(fā)展趨勢 82．主要實訓項目及解決方案（書寫三個解決方案，每組選擇一個題目） 92.1項目1及解決方案 92.1.1項目介紹 92.1.2硬件配置及I/O 92.1.3梯形圖設計 102.2項目2及解決方案 102.2.1項目介紹 102.2.2硬件配置及I/O 102.2.3梯形圖設計 112.3項目3及解決方案 132.3.1項目介紹 132.3.2硬件配置及I/O 142.3.3梯形圖設計 153．實訓過程總結(jié) 183.1實訓收獲 183.2存在的問題及解決思路 194．結(jié)束語 19

前言實訓背景PLC控制功能是通過存放在存儲器內(nèi)的程序來實現(xiàn)的，主要對控制功能作必要地修改，只需改變軟件指令即可，使硬件軟件化?？删幊绦蚩刂破鞑捎靡讓W易懂的梯形圖語言，它是以計算機軟件技術(shù)構(gòu)成人們慣用的繼電器模型，形成一套獨具風格的以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言，梯形圖使用的符號和定義與常規(guī)的繼電器展開圖完全一致，電氣操作人員使用起來得心應手，不存在計算機技術(shù)與傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)之間的專業(yè)“鴻溝”。在了解PLC簡要工作原理和它的編程技術(shù)之后，就可結(jié)合實際需要進行應用設計，進而將PLC用于實際控制系統(tǒng)中。該課程實訓的任務是培養(yǎng)學生利用PLC應用技術(shù)，設計和開發(fā)自動化控制裝置的綜合運用能力。實訓目的通過本次課程設計讓同學們了解PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理，掌握S7-200可編程控制器的指令系統(tǒng)，熟悉各個指令及其應用，培養(yǎng)學生利用PLC技術(shù)設計和開發(fā)控制裝置的綜合運用能力。重點是將PLC應用于實際，根據(jù)控制要求對PLC進行編程和使用。實訓器材1.TVT-90HC可編程序控制器訓練裝置2.模擬實驗單元板3.導線若干4.實驗指導書5.計算機（帶編程軟件）設計選題任務1：傳送帶控制(3個電機)1組任務2：搶答器控制系統(tǒng)1組任務3：小車入庫控制1組任務4：工作臺往復手動/自動控制1組任務5：液體混合控制裝置控制1組任務6：循環(huán)燈光控制2組任務7：水塔自動上水2組任務8：自動售貨機控制2組任務9：電梯控制（三層）2組任務10：電梯控制（四層）2組任務11：數(shù)碼顯示控制3組任務12：郵件分揀機控制3組任務13：十字路口交通燈控制3組任務14：裝配流水線控制3組1．PLC控制系統(tǒng)應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.1應用現(xiàn)狀我國的工業(yè)發(fā)展及自動化應用水平與工業(yè)發(fā)達國家相比有幾十年的滯后，按目前的經(jīng)濟形勢分析，我國將迎來一個PLC市場高速增長的時期。機遇中國經(jīng)濟穩(wěn)定迅速增長的現(xiàn)狀，今后若干年內(nèi)中國PLC市場將保持持續(xù)高速增長。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，初步估計目前在我國本土銷售的PLC總量為30~40億元人民幣（不含隨進口主設備配套的PLC），年增長率為15~20%。巨大的市場需求為發(fā)展PLC業(yè)務提供了男的的歷史機遇，國內(nèi)有實力的自動化公司應充分利用在市場、技術(shù)、行業(yè)影響和品牌等方面的積累，大力拓展PLC業(yè)務，是國產(chǎn)PLC早日成為中國PLC市場的主演參與者之一。目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應用在汽車（20%）、糧食加工（16.4%）、化工/制藥（14.6%）、金屬/礦上（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。在我國應用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國聯(lián)軍的態(tài)勢，但從行業(yè)上分析，有各自的勢力范圍。中大型集控系統(tǒng)采用歐美PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機床、設備單體自動化及）OEM產(chǎn)品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活和價位方面占優(yōu)勢。我國的PLC供應渠道，主要有制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、）OEM用戶、最終用戶。其中，大部分PLC是通過分銷商和系統(tǒng)集成商達到最終用戶的。在中國市場上西門子，三菱和歐姆龍都是在中國市場上傳統(tǒng)的供應商，在很多領(lǐng)域占得了先機，相對應的是施耐德和LG這些后來者雖然市場快速增長，但是距離先行者仍有一定的差距。某些品牌會側(cè)重于一些行業(yè)，如施耐德更加注重電力行業(yè)，羅克韋爾在冶金行業(yè)表現(xiàn)出眾。此外，國產(chǎn)PLC品牌發(fā)展得也很快，并奪取了一定的市場份額。1.2主流產(chǎn)品介紹世界上PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派：一個流派是美國產(chǎn)品，一個流派是歐洲產(chǎn)品，一個流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離情況下獨立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的PLC技術(shù)是由美國引進的，對美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上。美國和歐洲以大中型PLC而聞名，而日本則以小型PLC著稱。美國PLC產(chǎn)品美國是PLC生產(chǎn)大國，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋公司等。其中A-B公司是美國最大的PLC制造商，其產(chǎn)品約占美國PLC市場的一半。A-B公司產(chǎn)品規(guī)格齊全、種類豐富，其主推的大、中型PLC產(chǎn)品是PLC-5系列。該系列為模塊式結(jié)構(gòu)，CPU模塊為PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15、PLC-5/25時，屬于中型PLC，I/O點配置范圍為256～1024點；當CPU模塊為PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC-5/60L時，屬于大型PLC，I/O點最多可配置到3072點。該系列中PLC-5/250功能最強，最多可配置到4096個I/O點，具有強大的控制和信息管理功能。大型機PLC-3最多可配置到8096個I/O點。A-B公司的小型PLC產(chǎn)品有SLC500系列等。GE公司的代表產(chǎn)品是：小型機GE-1、GE-1/J、GE-1/P等，除GE-1/J外，均采用模塊結(jié)構(gòu)。GE－l用于開關(guān)量控制系統(tǒng)，最多可配置到112個I/O點。GE-1/J是更小型化的產(chǎn)品，其I/O點最多可配置到96點。GE-1/P是GE-1的增強型產(chǎn)品，增加了部分功能指令（數(shù)據(jù)操作指令）、功能模塊（A/D、D/A等）、遠程I/O功能等，其I/O點最多可配置到168點。中型機GE-Ⅲ，它比GE-1/P增加了中斷、故障診斷等功能，最多可配置到400個I/O點,ToteBags。大型機GE-Ⅴ，它比GE-Ⅲ增加了部分數(shù)據(jù)處理、表格處理、子程序控制等功能，并具有較強的通信功能，最多可配置到2048個I/O點。GE-Ⅵ/P最多可配置到4000個I/O點。莫迪康（MODICON）公司有M84系列PLC。其中M84是小型機，具有模擬量控制、與上位機通信功能，最多I/O點為112點。M484是中型機，其運算功能較強，可與上位機通信，也可與多臺聯(lián)網(wǎng)，最多可擴展I/O點為512點。M584是大型機，其容量大、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡能力強，最多可擴展I/O點為8192。M884增強型中型機，它具有小型機的結(jié)構(gòu)、大型機的控制功能，虛擬主機模塊配置2個RS-232C接口，可方便地進行組網(wǎng)通(最近網(wǎng)通私服正式開通，大家可以去玩玩)信。德州儀器（TI）公司的小型PLC新產(chǎn)品有510、520和TI100等，中型PLC新產(chǎn)品有TI300、5TI等，大型PLC產(chǎn)品有PM550、530、560、565等系列。除TI100和TI300無聯(lián)網(wǎng)功能外，其它PLC都可實現(xiàn)通信，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。歐州PLC產(chǎn)品德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司是歐洲著名的PLC制造商。德國的西門子的電子產(chǎn)品以性能精良而久負盛名。在中、大型omronplc產(chǎn)品領(lǐng)域與美國的A-B公司齊名。西門子PLC主要產(chǎn)品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S-95U屬于微型整體式PLC；S5-100U是小型模塊式PLC，最多可配置到256個I/O點；S5-115U是中型PLC，最多可配置到1024個I/O點；S5-115UH是中型機，它是由兩臺SS－115U組成的雙機冗余系統(tǒng)；S5-155U為大型機，最多可配置到4096個I/O點，模擬量可達300多路；SS－155H是大型機，它是由兩臺S5-155U組成的雙機冗余系統(tǒng)。而S7系列是西門子公司在S5系列PLC基礎(chǔ)上近年推出的新產(chǎn)品，其性能價格比高，其中S7-200系列屬于微型PLC、S7-300系列屬于于中小型PLC、S7-400系列屬于于中高性能的大型PLC。日本PLC產(chǎn)品日本的小型PLC最具特色，在小型機領(lǐng)域中頗具盛名，某些用歐美的中型機或大型機才能實現(xiàn)的控制，日本的小型機就可以解決。在開發(fā)較復雜的控制系統(tǒng)方面明顯優(yōu)于歐美的小型機，所以格外受用戶歡迎。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世界小型PLC市場上，日本產(chǎn)品約占有70％的份額。三菱公司的大中型機有A系列、QnA系列、Q系列，具有豐富的網(wǎng)絡功能，I/O點數(shù)可達8192點。其中Q系列具有超小的體積、豐富的機型、靈活的安裝方式、雙CPU協(xié)同處理、多存儲器、遠程口令等特點，是三菱公司現(xiàn)有PLC中最高性能的PLC。三菱PLC是較早進入中國市場的產(chǎn)品。其小型機F1/F2系列是F系列的升級產(chǎn)品，早期在我國的銷量也不小。F1/F2系列加強了指令系統(tǒng)，增加了特殊功能單元和通信功能，比F系列有了更強的控制能力。繼F1/F2系列之后，20世紀80年代末三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功能、網(wǎng)絡功能等方面都有了全面的加強。FX2系列是在90年代開發(fā)的整體式高功能小型機，它配有各種通信適配器和特殊功能單元。FX2N幾年推出的高功能整體式小型機，它是FX2的換代產(chǎn)品，各種功能都有了全面的提升。近年來還不斷推出滿足不同要求的微型PLC，如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及α系列等產(chǎn)品。歐姆龍（OMRON）公司的PLC產(chǎn)品，大、中、小、微型規(guī)格齊全。微型機以SP系列為代表，其體積極小，速度極快。小型機有P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型機現(xiàn)已被性價比更高的CPM1A系列所取代，CPM2A/2C、CQM1系列內(nèi)置RS-232C接口和實時時鐘，并具有軟PID功能，CQM1H是CQM1的升級產(chǎn)品。中型機有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS1系列。C200H是前些年暢銷的高性能中型機，配置齊全的I/O模塊和高功能模塊，具有較強的通信和網(wǎng)絡功能。C200HS是C200H的升級產(chǎn)品，指令系統(tǒng)更豐富、網(wǎng)絡功能更強。C200HX/HG/HE是C200HS的升級產(chǎn)品，有1148個I/O點，其容量是C200HS的2倍，速度是C200HS的3．75倍，有品種齊全的通信模塊，是適應信息化的PLC產(chǎn)品。CS1系列具有中型機的規(guī)模、大型機的功能，是一種極具推廣價值的新機型。大型機有C1000H、C2000H、CV（CV500／CV1000／CV2000／CVM1）等。C1000H、C2000H可單機或雙機熱備運行，安裝帶電插拔模塊，C2000H可在線更換I/O模塊；CV系列中除CVM1外，均可采用結(jié)構(gòu)化編程，易讀、易調(diào)試，并具有更強大的通信功能。松下公司的PLC產(chǎn)品中，F(xiàn)PO為微型機，F(xiàn)P1為整體式小型機，F(xiàn)P3為中型機，F(xiàn)P5/FP10、FP10S（FP10的改進型）、FP20為大型機，其中FP20是最新產(chǎn)品。松下公司近幾年P(guān)LC產(chǎn)品的主要特點是：指令系統(tǒng)功能強；有的機型還提供可以用FP-BASIC語言編程的CPU及多種智能模塊，為復雜系統(tǒng)的開發(fā)提供了軟件手段；FP系列各種PLC都配置通信機制，由于它們使用的應用層通信協(xié)議具有一致性，這給構(gòu)成多級PLC網(wǎng)絡和開發(fā)PLC網(wǎng)絡應用程序帶來方便。1.3發(fā)展趨勢1．向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重的一個性能指標。2．向超大型、超小型兩個方向發(fā)展當前中小型PLC較多，為了適應市場的多種需要，季候PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要億開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟的超小型微型PLC，最小配置的I/O點數(shù)為8~16點，以適應單機及小型自動控制的需要，如三菱公司α系列PLC。3．PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，及擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。加強PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，使PLC技術(shù)進步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。為了加強聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制定通用的通信標準，已構(gòu)成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。4．增強外部故障的檢測與處理能力根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備展45%，輸出設備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC內(nèi)部故障，他可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC外部故障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。5．編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。2．主要實訓項目及解決方案（書寫三個解決方案，每組選擇一個題目）2.1項目1及解決方案 2.1.1項目介紹 題目：小車入庫控制 控制要求：當小車到達車庫前被檢測開關(guān)檢測到后，車庫門處于打開狀態(tài)，直至檢測到車庫門的上限位開關(guān)后停止，由光電開關(guān)的通斷檢測小車是否駛?cè)胲噹欤斝≤嚾霂旌?，車庫門開始處于關(guān)閉狀態(tài)，直至檢測到車庫門的下限位開關(guān)后停止。 2.1.2硬件配置及I/O硬件配置：序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注實訓裝置THPFSM-1/21實訓掛箱小車入庫控制模板1導線3號若干通訊編程電纜PC/PPI1西門子實訓指導書THPFSM-1/21計算機（帶編程軟件）1自備I/O端口分配功能表：I0.0紅外線傳感器開關(guān)（開門啟動按鈕）I0.1上限位開關(guān)（開門停止按鈕）I0.2光電開關(guān)（其下降沿為關(guān)門啟動按鈕）I0.3下限位開關(guān)（關(guān)門停止按鈕）Q0.0開門（電機正轉(zhuǎn)）Q0.1關(guān)門（電機反轉(zhuǎn)） 2.1.3梯形圖設計2.2項目2及解決方案 2.2.1項目介紹 題目： 循環(huán)燈顯示控制 控制要求：模板中心的黃燈L1亮1.5s——紅燈L2、L3、L4、L5間隔0.5s依次點亮1.5s——綠燈L6、L7、L8、L9間隔0.5s依次點亮，1.5s后，黃燈L1熄滅，1.5s后——L2、L3、L4、L5同時熄滅，1.5s后L5、L7、L8、L9同時熄滅，1.5s后返回初始步，循環(huán)顯示。2.2.2硬件配置及I/O硬件配置序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注實訓裝置THPFSM-1/21實訓掛箱循環(huán)燈顯示控制模板1導線3號若干通訊編程電纜PC/PPI1西門子實訓指導書THPFSM-1/21計算機（帶編程軟件）1自備I/O端口分配功能表I0.0啟動I0.1關(guān)閉Q0.0中心黃燈L1Q0.1中間紅燈L2Q0.2中間紅燈L3Q0.3中間紅燈L4Q0.4中間紅燈L5Q0.5外層綠燈L6Q0.6外層綠燈L7Q0.7外層綠燈L8Q1.0外層綠燈L9 2.2.3梯形圖設計2.3項目3及解決方案 2.3.1項目介紹 題目：郵件分揀控制 控制要求：1．啟動后綠燈L1亮表示可以進郵件，S1為ON表示模擬檢測郵件的光信號檢測到了郵件，撥碼器模擬郵件的郵碼，2．從撥碼器讀到的郵碼的正常值為1、2、3、4、5，若是此5個數(shù)中的任一個，則紅燈L2亮，電機M0運行，將郵件分揀至郵箱內(nèi)，完后L2滅，L1亮，表示可以繼續(xù)分揀郵件。3．若讀到的郵碼不是該5個數(shù)，則紅燈L2閃爍，表示出錯，電機M0停止，重新啟動后，能重新運行。 2.3.2硬件配置及I/O硬件配置序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注實訓裝置THPFSM-1/21實訓掛箱郵件分揀控制模板1導線3號若干通訊編程電纜PC/PPI1西門子實訓指導書THPFSM-1/21計算機（帶編程軟件）1自備端口分配及功能表序號PLC地址（PLC端子）電氣符號（面板端子）功能說明I0.0SD啟動開關(guān)I0.1S1檢測