plc课程设计报告-抢答器 +交通灯

PLC课程设计专业班级：电气自动化英文班学号：200931320108学生姓名：向伟指导教师：汤老师2011年12月日-1-目录1.智能竞赛抢答器.....................................................21.1学习目标......................................................21.2课设内容......................................................21.2.1内容概述....................................................21.2.2系统调试...................................................31.2.3所需的设备..................................................31.2.4抢答系统I/O分配表及I/O接线................................31.3心得体会......................................................42.交通灯.............................................................52.1课设目的......................................................52.2课设设备......................................................52.3控制要求及参考................................................52.3.1控制要求....................................................52.3.2PLC参考图...................................................62.4组态王简介....................................................72.4.1组态王基本特性..............................................72.4.2组态王与西门子S7-200的几种通信方式.........................82.5交通灯系统组态图.............................................92.6交通灯控制时序图.............................................132.7心得体会.....................................................13总结................................................................14参考文献............................................................15附录一：PLC继电器型,晶体管型,晶闸管型的区别.......................16附录二：抢答器程序...................................................17附录三：交通灯程序...................................................18附录五：抢答器时序图.................................................21-2-1.抢答器1.1学习目标1.学会用PLC来解决实际问题的思路。2.掌握定时器的格式及编程方法。3.学会用互锁和自锁电路为基础构成各输出电路。1.2课设内容1.2.1内容概述设计一个智能竞赛抢答显示系统，使用参加竞赛人分为儿童组、学生组、成人组,其中儿童两人，学生为一人，成人二人，主持人一人。控制要求：当主持人按下SBO后,指示灯LO亮,表示抢答开始,参赛者方可开始按下按钮抢答；为了公平，要求儿童组只需一人按下按钮，其对应的指示灯亮，而成人组需要二人同时按下二个按钮对应的指示灯才亮；当一个问题回答完毕，主持人按下SB1，一切状态复位；成年人一人违例抢答灯L3闪烁；当抢答开始后时间超过30秒，无人抢答，此时铃响，提示抢答时间已过，此题作废。图1-1抢答示意图-3-1.2.2系统调试1.输入程序。按前面介绍的程序输入方法,用手持式编程器(或计算机)正确输入程序。2.系统调试。按设计的系统接线图正确连接好输出设备,进行系统的调试,观察是否能按照控制要求抢答，否则，检查电路并修改、调试程序,直至能按控制要求显示。1.2.3所需的设备1．CTSC-200PLC1台2．编程电缆1根3．连接导线若干1.2.4抢答系统I/O分配表及I/O接线1.I/O分配表表1-1I/O分配表类别元件元件号备注输入SB0I0.0抢答开始SB1I0.1返回原状SB11I0.2儿童抢答SB12I0.3儿童抢答SB21I0.4学生抢答SB31I0.5成人抢答SB32I0.6成人抢答输出L0Q0.0表示抢答已经开始灯L1Q0.1儿童抢答成功灯L2Q0.2学生抢答成功灯L3Q0.3成人抢答成功灯铃Q0.4抢答时间已过铃-4-2.I/O接线图1-2智力竞赛抢答器接线图1.3心得体会通过这次课设我对plc有了进一步的了解，而且对V4.0STEP7Micro/WINSP6编程软件的有了一定了解。这次课设使我们对课本上的知识有了更深的理解。我们自己独立编程使我们知道自锁的重要和在什麽情况下用自锁及自锁的作用。这次课设我学到了V4.0STEP7Micro/WINSP6编程软件的应用。-5-2．交通灯2.1课设目的1.练习定时器、计数器的基本使用方法。2.掌握PLC的编程和调试方法。3.对应用PLC解决实际问题的全过程有个初步了解。2.2课设设备1.编程器1台（PC机）。2.实验装置1台（含S7-20024点CPU）。3.导线若干。图2-1交通灯模拟控制板2.3控制要求及参考2.3.1控制要求-6-交通路口红、黄、绿灯的基本控制要求如下：路口某方向绿灯显示（另一方向亮红灯）10秒后，黄灯以占空比为50％的一秒周期（0.5秒脉冲宽度）闪烁3次（另一方向亮红灯），然后变为红灯（另一方向绿灯亮、黄灯闪烁），如此循环工作。表2-1I/O端口分配PLCI/O端口分配：SB1I0.0起动按钮SB2I0.1停止按钮HL1（HL7）Q0.0东西红灯HL2（HL8）Q0.1东西黄灯HL3（HL9）Q0.2东西绿灯HL4（HL10）Q0.4南北红灯HL5（HL11）Q0.5南北黄灯HL6（HL12）Q0.6南北绿灯2.3.2PLC参考电路图2-2红绿灯控制PLC电气原理图Q0.51L1M+24VNL12LGNDQ0.6SB2SB1Q0.1I0.1Q0.4Q0.2PLCI0.0Q0.0HL5220VACHL6+24VHL2HL4HL3HL1-7-2.4组态王简介2.4.1组态王基本特性1.定义组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。2.特点它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。3.实践1.使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：(1)图形界面的设计(2)构造数据库(3)建立动画连接(4)运行和调试2.使用组态王软件开发具有以下几个特点:(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示-8-控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。3.在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面:(1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。2.4.2组态王与西门子S7-200的几种通信方式1.组态王的通讯机制组态王把每一台与之通讯的设备看作是外部设备，为实现和外部设备的通讯，组态王内置有大量的设备驱动作为外部设备的通讯接口。在开发过程中，只需根据工程浏览器提供的“设备配置向导”，一步步完成连接过程，即可实现组态王和相应外部设备驱动的连接。在运行期间，组态王可以通过驱动接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据或指令。组态王的驱动程序采用ActiveX技术，每一驱动都是一个COM对象，这种方式使驱动和组态王构成一个完整的系统，从而保证运行系统的高效率，如图1所示。因此，组态王可以与一些常用I/O设备直接进行通讯，如可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表等。组态王与I/O设备之间的数据交换采用五种方式:串行通讯方式、DDE方式、板卡方式、网络节点方式、人机接口卡方式。2组态王与S7-200的PPI通信方式PPI(Point-to-Point)是西门子专为S7-200系列开发的一个通讯协议，为主/从协议，PC机为主站，S7-200为从站。该方式下有两种硬件连接方法，一种是使用PPI电缆将PC机串口和S7-200的通讯口相连，采用串行通讯方式。另一种是PC机通过CP5611通讯卡与S7-200相连。在第一种方式下，使用PLC编程软件STEP7-Micro/WIN32安装通讯硬件，在“SETPG/PCInterface”对话框中配置PC/PPIcable,选择InterfaceParameterAssignment为PPI，并设置PPI参数默认值,双击通讯框中得刷新图标后建立与S7-200的通信连接。-9-在第二种方式下，将CP5611卡安装在PC机的插槽中，用连接带缆将CP5611卡与S7-200的PORT口相连，安装STEP7-Micro/WIN32和STEP7V5.0+ServicePack5(或STEP7V5.1+ServicePack2)，运行PG/PC-interface，将用户界面配置为CP5611(PPI)方式。这两种方式的上位机组态王的设置基本相同，首先使用“设备配置向导”定义外部设备，分别选择西门子S7-200系列PPI通信和西门子S7-200系列通讯卡通信，并设定如下通信参数:波特率9600bps,数据位8位，停止位1位，偶校验。在设定PLC地址时，两种方式有所不同，前者将PLC地址设为默认地址2。后者采用“PLC地址.2”地址格式，小数点前的数字为有效地址PLC的地址(即站号)，小数点后为数字2，所设定的地址范围为2.2～126.2，其中PLC的地址可通过