PLC实训设计报告

湖北理工学院电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC实训》设计报告名称：市中心双向六车道十字路口红绿灯控制专业名称：电气工程及其自动化班级：电气本一班学号：姓名：指导教师：高海洲、胡学芝设计时间：2015年4月27日—5月8日设计地点：K3-218PLC实验室湖北理工学院、电气控制与PLC实训成绩评定表姓名学号专业班级题目：市中心双向六车道十字路口红绿灯控制答辩记录：1、程序语句ZRSTT0T21的作用？答：这条语句的作用是将T0到T21共22个时间继电器全部清零，避免程序序在运行过程中产生时间差。2、数码管显示程序是哪一部分，从哪开始到哪儿结束？答：数码管显示程序是从STLS32开始到SETS39结束。成绩评定及依据：1.考勤情况（10%）：2.设计调试情况（30%）：3.设计答辩（20%）：4.设计报告（完成情况、报告规范性等情况40%）：最终评定成绩（以分数和优、良、中、及格、不及格评定）：指导教师签字：湖北理工学院设计任务书2014～2015学年第2学期学生姓名：专业班级：指导教师：胡学芝、高海洲工作部门：电气与电子信息工程学院一、设计题目课题1：.电动机的综合控制方向课题2：竟猜抢答系统的设计方向课题3：交通灯控制方向课题4：电梯控制方向课题5：喷泉或彩灯控制方向二、设计内容（含技术指标）1、用PLC实现四台以上电动机综合控制，要求模拟实际的工况，包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统，要求不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。3、用PLC实现各种路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况基本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。4、用PLC实现电梯控制，要求与实际基本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于6种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有加分。7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。湖北理工学院、三、设计进度安排序号内容学时安排（天）1选题、讲解设计要求、查资料；12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计答辩1合计10设计指导答辩地点：K3——PLC实验室四、基本要求设计报告：不少于5000字，Ａ４幅面，统一复印封面。①封面、设计任务书②目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、功能时序图、I/O分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明（此部分不是全部梯形图，只是把主要部分分别单独截出来，分别单独介绍说明！））4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等）③附录---参考文献和完整梯形图（梯形图要求要有注释，否则会扣分！）五、设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分0～100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评定项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计答辩回答问题等情况20设计报告完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090～100分：优；80～89分：良；70～79分：中；60～69分，及格；60分以下：不及格教研室主任：胡学芝2015年2月20日湖北理工学院目录1方案选择及论证........................................11.1任务详解及设计思路..................................11.2PLC选型............................................11.2.1PLC的用途.....................................11.2.2PLC选型.......................................22系统硬件设计..........................................42.1系统的功能及控制原理...............................42.2系统组成框图.......................................52.3功能时序图..........................................52.4I/O分配接线........................................52.5电路原理图..........................................63系统软件程序设计......................................73.1定时器、计数器的选择...............................73.2程序流程图························································83.3梯形图各主要模块及说明..............................94系统调试............................................184.1调试步骤与方法.....................................184.2调试过程中的问题及解决.............................185结果分析及展望.......................................195.1调试结果总结.......................................19湖北理工学院5.2功能展望...........................................195.3个人总结...........................................19参考文献..............................................20程序梯形图······················································20湖北理工学院11方案论证1.1任务详解及设计思路随着社会经济的发展，城市交通的畅通与否是考量一个城市经济发展水平的关键环节，现代化城市的推进与私家车数量的倍增都使城市交通问题更加突出。合理设定十字路口的运行时间，解决交通拥挤、实现各个路段的最优控制，提高各个路段的运行效率已成为当务之急，而提高交通控制系统的效率更是重中之重。为了实现十字路口交通运输的管理，力求先进性和科学化，用PLC实现十字路口交通灯控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，能够有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。本次课程设计结合十字路口交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市十字路口交通灯控制系统的PLC设计方案，并在PLC可编程控制器试验台上进行现场调试，满足十字路口交通灯控制性能要求。任务：设计一个能够控制二十六盏交通信号灯的模拟系统。并且要求交通信号灯按照交通规则的模试来运行。实验通过控制八个交通灯就好了。内容：因为本课程设计是交通灯的PLC控制设计，所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。先转状态1，南北绿灯通车25S，东西红灯，东西人行道绿灯。过一段时间转状态2，南北绿灯先闪3S然后灭，黄灯亮2S，东西仍然红灯，东西人行道红灯。再转状态3，东西绿灯通车25S，南北红灯，南北人行道绿灯。过一段时间转状态4，东西绿灯先闪3S然后灭，黄灯亮2S，南北仍然红灯，南北人行道红灯。再转状态5,南北左转绿灯通行25S，东西红灯。过一段时间转状态6，南北左转绿灯闪3S然后灭，黄灯亮2S，东西仍然红灯。再转状态7，东西左转绿灯通行25S，南北红灯。过一段时间转状态8，东西左转绿灯闪3S然后灭，黄灯亮2S，南北仍然红灯。最后转至状态1循环。1.2PLC选型1.2.1PLC的用途PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。PLC的应用通常可分为五种类型：（1）顺序控制这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC湖北理工学院、2的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC（PROGRAMMABLECONTROLLER），但是为了不和切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。（2）运动控制PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，PLC把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（CNC）装置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。（3）闭环过程控制PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID（ProportionalIntergralDerivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。（4）数据处理著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。（5）通信和联网为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展PLC之间，PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅PLC数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。1.2.2PLC选型（1）抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。湖北理工学院3(2)配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以