plc课程设计

山东交通学院电控与PLC课程设计报告书院(部)别信息科学与电气工程学院班级电气102学号100819209姓名张霄汉指导教师张晓军时间2013.06.07-2013.06.23课程设计任务书题目基于PLC实现智能交通灯控制基于PLC的机械手控制基于PLC的挖掘机控制实现院(部)信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级电气102学生姓名张霄汉学号1008192096月6日至6月23日共2周指导教师(签字)张晓军院长(签字)2012年3月21日一、设计内容及要求基于PLC实现智能交通灯控制（天煌）（4组）南北方向为主干道，东西方向为次干道。东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s；然后，东西方向绿灯亮10s，闪3次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s，南北方向的红灯亮16s；这样东西南北交通灯循环运行；当人行道上有人要过马路时，按相应人行道按钮，相应马路灯立马改变，延时3s钟后（为了给正行驶在马路上的机动车通过时间）人行道变绿灯，而垂直方向人行灯变红灯，延时5s钟后，垂直方向马路灯及人行灯变绿灯且马路灯恢复正常循环运行，各方向时间仍以按下人行道按钮前时间继续执行。用LED正序显示各绿灯时间。每次按下人行道按钮后，三相异步电动机自动星三角启动，各交通灯恢复正常时间后，电机停止（停止方式为自由停止），同时，应设有电机独立启动、停止按钮，并设有电机自动启动、手动启动指示灯。基于PLC的机械手控制（天煌）(5组)启、停按钮合二为一，开始时，按下启动按钮SB后，机械手处于原始位置，Y3亮，过1秒钟，变为放松状态，则Y1亮，Y7亮，准备3秒钟后，机械手开始顺序动作，SW1按键实现“多次循环/一次循环”的切换，“多次循环”可自动循环完成整个过程，直至按停止按钮复原。“一次循环”实现一次完整工作过程，若仍需工作，则需按键控制。“停止”按钮应设有两个，一个实现立即完全停止，完全停电，而另一个停止按钮按下时，先完成整个工作过程，然后停止。1、机械手下降：延时1秒后，Y1灭，按SQ1，表示到下限位的检测信号，则Y2亮。2、机械手夹紧：延时2秒后，Y3亮，表示夹紧。3、机械手上升：延时1秒后，Y2灭，按SQ2，表示到上限位的检测信号，则Y4亮，4、机械手右行：延时1秒后，Y4灭，按SQ3，表示到右限位的检测信号，则Y5亮，5、机械手下降：延时1秒后，Y5灭，按SQ1，到下限位后，则Y6亮，6、机械手放松：延时2秒后，Y3灭，Y7亮，7、机械手上升：Y6灭，按SQ2，到上限位后，则Y8亮，延时1秒，Y8灭，8、机械手左移：按SQ4，到左限位后，则Y1亮，回到原始位置。基于PLC的挖掘机控制实现（天煌）（2组）参照西门子挖掘机模型。让挖掘机总共运行12s，时间到做完所有动作，自动停止，完成手自动即可。位置复原、动作衔接。(1、接线：PLC的输入端I0.0～I0.7以及I1.0、I1.1分别和控制面板上对应的接线孔相连；PLC的输出点Q0.0~Q0.7分别接控制盒面板上的接线孔“Y0~Y7”。PLC主机输入的公共端1M、2M、3M，输出公共端1L、2L、3L以及控制盒的+24V都接到PLC主机的“L+”，控制盒的“COM”接PLC主机的“M”。(2、开机之前需确认连线正确（注：确认PLC主机的接线没有错误，否则将烧毁主机模块）。(3、软件部分：安装西门子的编程软件，双击图标进入编程环境，打开梯形图程序，然后点击“PLC”，选择“清除”，确认；再将程序下载至PLC中（下载程序前先将PLC主机开关置“STOP”。程序下载好以后，将主机置“RUN”。将控制盒的钮子开关打到“手动”。程序开始运行，检查各个功能键所对应的功能。(4、手动：挖掘机的各个分解动作对应的控制输出触点Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7右退右进下挖上扬左进左退右转左转注：手动调试好后，挖掘机要保持“上扬”的动作，挖掘机的头朝前，以保证自动的动作衔接。注：手动时各动作都可独立进行。(5、自动调试：将控制盒的钮子开关打到“自动”挖掘机将自动进行：启动前进→右转→左进→上扬→下挖→左转→右进→后退到原线停。禁止挖掘机的过渡角度的动作！用数码管显示显示挖掘机状态，如“1”代表“上扬”等。二、设计原始资料PC机；西门子S200PLC交通灯模型机械手模型挖掘机模型三、设计完成后提交的文件和图表系统原理说明；I/O端子分配图；外部接线结构图；梯形图及每一网络相应的注释；使用的中间继电器、定时器、计数器等用途说明；结合具体使用的I/O，定时器，计数器等做系统原理的详细说明；设计中遇到的问题，解决方法；设计心得展望等；四、进程安排教学内容学时地点集中学习0.5天PLC实验室资料查阅与学习讨论1天PLC实验室设计及调试7.5天PLC实验室成果验收1天PLC实验室成绩评定表指导教师成绩答辩小组成绩总评成绩目录摘要.........................................................1第1章基于PLC实现智能交通灯控制....................................21.1总体设计要求...............................................31.2设计目的...................................................31.3I/O分配...................................................101.4梯形图....................................................111.5实验照片..................................................111.6问题及解决方案............................................13第2章基于S7-200PLC的机械手控制.................................152.1总体设计要求..............................................152.2设计目的..................................................162.3I/O分配...................................................162.4机械手梯形图..............................................172.5实验照片..................................................222.6遇到问题及解决方案........................................22第3章基于PLC的挖掘机控制实现3.1总体设计要求..............................................233.2设计目的..................................................233.3I/O分配...................................................243.4挖掘机梯形图..............................................253.5实验照片..................................................263.6遇到问题及解决方案........................................27设计体会...........................................................28参考文献...........................................................29摘要PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。这次课程设计是要实现三个设计，他们是基于PLC实现智能交通灯控制，基于S7-200PLC的机械手控制，基于PLC的挖掘机控制实现。关键词：PLC交通灯机械手挖掘机第一章基于PLC实现智能交通灯控制1.1总体设计要求南北方向为主干道，东西方向为次干道。东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s；然后，东西方向绿灯亮10s，闪3次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s，南北方向的红灯亮16s；再然后，东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4。。。。。。这样东西南北交通灯循环运行；当人行道上有人要过马路时，按相应人行道按钮，相应马路灯立马改变，延时3s钟后（为了给正行驶在马路上的机动车通过时间）人行道变绿灯，而垂直方向人行灯变红灯，延时5s钟后，垂直方向马路灯及人行灯变绿灯且马路灯恢复正常循环运行，各方向时间仍以按下人行道按钮前时间继续执行。用LED正序显示各绿灯时间。每次按下人行道按钮后，三相异步电动机自动星三角启动，各交通灯恢复正常时间后，电机停止（停止方式为自由停止），同时，应设有电机独立启动、停止按钮，并设有电机自动启动、手动启动指示灯。1.2设计目的随着经济的发展，车辆急剧增多，城市道路交通堵车现象日益严重。因此，许多城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了其交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门有待解决的主要问题。本设计为解决此问题。1.3I/O分配I0.0总开I0.1总关I0.2I0.4东西方行人开关I0.3I0.5南北方行人开关Q0.0南北红灯Q0.1南北绿灯Q0.2南北黄灯Q0.3南北人行红灯Q0.4南北人行绿灯Q0.5东西红灯Q0.6东西绿灯Q0.7东西黄灯Q1.0东西人行红灯Q1.1东西人行绿灯Q2.0电动机供电Q2.1星形启动Q2.2三角形启动Q2.4电机自动启动Q2.5电机手动启动Q2.6手动启动指示灯1.4梯形图基于PLC实现智能交通灯控制1.5实验照片1.6问题及解决方法问题：由于是我们的第一个题目，所以遇到了非常多的问题。知识性的问题暂且不表。人行道行人通过后，无法回到原来状态或回到原来状态后状态不对等等。LED灯显示不正常。解决方法：大量的翻阅资料。尝试使用中断程序，但是在请教之后，而没有采纳。最终是把整个程序用计数器来实现。在行人行驶时断开计数器的脉冲，再次接通时仍旧按照先前状态计数，如果采用带有记忆功能的计时器也能实现此功能。LED灯先后用过+1字指令，字节指令都未成功，后采用数学指令能够实现。第2章基于PLC的机械手控制2.1总体设计要求启、停按钮合二为一，开始时，按下启动按钮SB后，机械手处于原始位置，Y3亮，过1秒钟，变为放松状态，则Y1亮，Y7亮，准备3秒钟后，机械手开始顺序动作，SW1按键实现“多次循环/一次循环”的切换，“多次循环”可自动循环完成整个过程，直至按停止按钮复原。“一次循环”实现一次完整工作过程，若仍需工作，则需按键控制。“停止”按钮应设有两个，一个实现立即完全停止，完全停电，而另一个停止按钮按下时，先完成整个工作