电气控制与PLC应用技术课程设计

电气控制与PLC应用技术课程设计班级电1302-2班学号20132792姓名陈梦瑶目录一．电气控制二．PLC编程设计三路抢答器1.设计背景2.设计目的3.三路抢答器概述4.工作原理5.系统I/O接口分配表6.I/0接线图7.软件编程8.软件指令表9.PLC仿真节日小彩灯1.设计概述2.工作原理3.系统I/0接口分配表4.I/O接线图5.软件编程6.软件指令表7.PLC仿真三．心得体会一、电气控制星-三角减压起动控制电路起动时，定子绕组先结成星形，待转速上升到接近额定转速时，将定子绕组的联结方式由星形改结成三角形，使电动机进入全电压正常运行状态。电路的工作原理：按下起动按钮SB2，时间继电器KT、接触器KM3的线圈得电，接触器KM3的主触点闭合，将电动机绕组接成星形。随着KM3得电吸合，KM1的线圈得电并自锁，电动机绕组在星形联结下起动。待电动机转速接近额定转速时，KT延时完毕，其常闭延时触电动作，接触器KM3失电，其常闭触点复位，KM2得电吸合，将电动机绕组接成三角形，电动机进入全电压运行状态。星-三角减压起动主电路星-三角减压起动控制电路该控制电路的特点如下：1）接触器KM3先吸合，KM1后吸合，KM3主触点在无负载情况下吸合，延长其触点的使用寿命。2)互锁保护措施。KM3的常闭触点在电动机起动过程中锁住KM2的线圈回路，只有在电动机起动完毕，并且KM3的线圈失电后，KM2才可能得电吸合；KM2的常闭触点与SB2串联，在电动机正常运行时，如果有人误按起动按钮SB2，KM2的常闭触点能防止接触器KM3得电动作而造成电源短路，使电路工作更为可靠，同时也可防止接触器KM2的主触点由于熔焊住或机械故障而没有断开时，可能出现的电源短路事故。3)电动机绕组由星形联结向三角形联结自动转换后，随着KM3失电，KT失电复位，节约电能，延长电器使用寿命,同时KT常闭触点的复位为第二次起动做准备。二、PLC编程设计三人抢答器1、设计背景抢答器广泛应用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。四个参赛台总体设计选用西S7-200PLC控制抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大提升；更加方便可靠。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。此任务的抢答器可根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据情况用灯光和声音现实其回答正确和错误。四路智力抢答器有四个抢答按钮最先按下按钮有效，在此之后按下按钮无效，伴有灯光和声音指示，并开始计时答题时间。计时时间到声音提示停止答题，同时有警报响起。主持人有开始和停止按钮，及系统自带的复位按钮。2.设计目的⑴熟悉PLC主机结构及编程环境；⑵进一步熟悉编程器使用方法，掌握输入\输出、定时器\计数器、微分、保持继电器等常用指令的功能和编程方法；⑶理解联锁、跳转、数据比较、数据位移、数据传送、数据转换、运算等指令的功能，掌握其使用方法；⑷通过基本训练，设计一个PLC控制抢答器装置。按控制要求选择PLC机型和外部设备，设计PLC外部电路的接线图。编写控制程序，并学习上机调试程序的方法。3.三路抢答器概述抢答器广泛应用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍一种数字式抢答器，能使八个队同时参加抢答赛场中设有1个主持人参赛台总体设计选用西门子PLC控制抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加；技术含量大大提升；更加方便可靠。目前形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。可编程控制器（PLC）：所谓PLC系统就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。PLC的可靠性：进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余各元件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的工业级元件，另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高，即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。PLC的可扩展性：要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序，而PLC的编程相对比较简单，这样对于开发周期会缩短。PLC的可维护性：PLC本身有很强的自诊断功能，一旦系统出现故障，根据自诊断很容易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单。操作：PLC的操作采用触摸式操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的操作指南，即使第一次使用，也能根据提示利操作，这就降低了对操作人员的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提示画面，提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置，维修人员可以根据提示很快排除故障。4.三路抢答器工作原理这次设计的PLC智能抢答器是适合四人抢答的四路抢答器。给竞赛主持人设置了3个控制按钮，用来控制开始、复位、停止计时，每当主持人发出开始抢答指令后，那组选手最先按下抢答器按钮，则数码管就显示该组的编号，音响电路发出声响提示信号以指示抢答成功，并对其后的抢答信号不在相应，选手答题完毕后，由主持人按下复位按钮，系统开始下一轮抢答。5.系统I/0分配表输入端口输出端口抢答器1I0.1指示灯1Q0.1抢答器2I0.2指示灯2Q0.2抢答器3I0.3指示灯3Q0.3启动I1.0指示灯4Q1.0停止I1.16.I/O接线图7.软件编程I1.0为出题人提出问题；I1.1为复位按钮；Q1.0为提出问题提示。I0.1、I0.2、I0.3分别为三个答题人的按钮；Q0.1、Q0.2、Q0.3分别为三个答题人的信号灯。8.软件指令表9.PLC仿真节日小彩灯1.设计概述随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已成为一种时尚。些灯的控制设备大多数用全硬件的数字电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需求来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。本文介绍PLC在彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。2.工作原理开始起动运行，Q0.3不停闪烁，然后按下I0.0~I0.2则对应Q0.1~Q0.2亮，按下I0.4复位按钮，所有灯均灭。3.I/O地址分配表输入信号输出信号按钮SB0I0.0灯0Q0.0按钮SB1I0.1灯1Q0.1按钮SB2I0.2灯2Q0.2按钮SB3I0.3灯3Q0.3复位SB4I0.44.I/0接线图5.软件编程6.软件指令表7.PLC仿真三．心得体会失败总是难免的，调试程序也不是一次两次就可以成功的。重要的如何在失败与错误中有所反思和总结，只有在失败中才能真正体会到成功的不易。在此次课程设计的过程中遇到了各种各样的问题。从硬件接线、设备运行模式到软件编程和程序调试都有不同的问题出现。我们利用现有的资源，向老师请教，向同学询问，包括上网查询资料等，这些大大帮助了我们，是我们少走了很多弯路。这次电器与PLC控制技术的课程设计给我最大的感受就是，这门课程的综合分析实践性非常强，应用的范围也非常广泛。与其他课程不同的是这门课程理论性不是很强，主要强调的是逻辑思维能力以及动手操作实践能力。只有亲自动手实践了才能对课程中的知识有更加深入的理解。所谓眼过千遍，不如手过一遍就是这个道理。还有一点我想在此强调一下：团队合作在这次课程设计中间发挥了极大的作用，通过团队的合作我们可以互相学习弥补各自的缺陷，可以借鉴他人优秀的想法和构思启发自己。团队的协作可以解决不同人的问题，以加深对理论的学习。同样团队中间的竞争意识也激发了大家的潜能，发挥自身最大优势，争取有所创新，调高了个人综合实力。