自动化可编程课程设计报告

1、太原科技大学化学与生物工程学院自动化可编程课程设计报告课程名称： 多花样喷泉设计 姓名： 耿青青 学号： 200921580115 专业： 生产过程自动化 指导老师： 卫明社老师 目 录一、引言-3 二、任务描述与控制任务和要求-4 2.1任务描述-4 2.2控制任务和要求-5 三、硬件选型-6 3.1plc的优点-6 3.2输入输出点数的确定 -8 3.3plc的选型-8 3.4硬件配置-8 四、地址分配及i/o连接图-9 4.1地址分配-9 4.2i/o连接图-10 五、plc软件设计及调试-11 5.1花样的全部程序-11 5.2 程序调试结果-25 六 .调试说明及注意事项-28 6.

2、1调试说明-286.2注意事项-29 七、结束语-29 八、参考文献-29一、引言1.1课程设计的目的和意义在本次plc控制的课程设计中我们要通过对某个自动化生产设备、某些自动化生产线、某些工艺过程的调查研究，从而明确生产工艺对自动化控制提出的各项要求。根据这些要求，在本次plc控制的课程设计中我们要通过对某个自动化生产设备、某条进行系统的原理设计、工艺设计和操作设计，在课程设计的全过程中，我们应进一步明确设计任务中的各项要求，建立系统设计工作的整体概念，从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制系统，通过不断的调试和完善软硬件设计，最终能够满足这些要求。本次plc控制课程设计着重

3、于实用性，要求作出的控制程序能够正确运行，而且实用性要强。这次课程设计是对前段时间我们学习的可编程控制器的原理和应用中的plc部分的实践和应用，为以后的plc设计工作打下良好的基础。掌握plc控制技术的基本工作原理和方法后，为使学生更进一步加深对plc控制技术应用特点理解和提高应用技术水平，结合生产工艺和机械设备的要求，通过课程设计教学环节进行初步的工程训练。课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，如：独立工作能力、文献信息检索能力、知识综合运用能力、写作及表达能力、创新能力。为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。1.2课题背景在日常生

4、活中的一些公共场所下，我们可以看到有各种各样的喷泉，逐渐的喷泉这种东西有的只是为了引人入目，有的为了给生活或者节日带来喜庆的气氛，而有的变成了企业的一种精神象征。同时喷泉的存在也给我们带来了健康，比如：加湿、增氧、净化空气等等。在此我们遇到了这样的喷泉：某广场的喷泉如图所示，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为1次外环状喷头，1号为外环装喷头。1.3设计目的1、学习可编程中的基本实验器件及plc编程等的综合应用。2、巩固和加深对plc编程控制器的理解和应用。3、掌握硬件实验装置的方法。 二、任务描述与控制任务和要求2.1 任务描述在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名

5、建筑前经常会修建一些喷泉供人们休闲观赏这些喷泉按照一定的规律改变喷水式样。如五颜六色的灯光相配合，在和谐优雅的音乐中，更使人们心旷神怡，流连忘返。本设计的多花样喷泉采用西门子编程软件进行plc编程，利用plc的工作原理，结合按钮、开关、电源电路进行设计，将软件和硬件有机地结合起来，使得系统能够实现多花样喷泉各种模式的变化以及控制。2.2控制任务和要求 多花样喷泉集成输入模块、控制模块、输出模块等电路，能够进行多花样喷泉控制。 设计一个可以满足以下要求的简易多花样喷泉：1). 按下启动按钮，喷泉装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。 2). 喷泉工作方式由花样选择开关和单步开关决定。

6、 3). 当单步开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环，否则就连续循环下去。 4). 花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑四种喷水花样。 （1） 花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2秒后，3号喷头喷水，再延时2秒后，2号喷头喷水，再延时2秒，1号喷水。18秒后，如果为单步工作方式，则停下来，否则继续循环下去。（2） 花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2秒后，2号喷头喷水，再延时2秒后，3号喷头喷水，再延时2秒后，4号喷头喷水。30秒后，如果为单步工作方式，则停下来，否则继续循环下去。 （3） 花样选择开关在位置3

7、时，按下启动按钮后，1号、3号喷头同时喷水，延时3秒后，2号、4号喷头喷水，1号、3号喷头停止喷水。如此交替15秒后，4组喷头全喷水，30秒后，如果为单步工作方式，则停下来，否则继续循环下去。（4） 花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1234的顺序，依次间隔2秒喷水，然后一起喷水。30秒后，1234的顺序，分别延时2秒，依次停止喷水。再经1秒延时，按照4321的顺序，依次间隔2秒喷水，然后一起喷水。30秒后停止。如果为单步工作方式，则停下来，否则继续循环下去。(5) 无论在什么工作方式，按下停止按钮后，喷水池将停止运行。三.硬件选型 3.1plc的优点 1）.高可靠性 由于plc在硬

8、件和软件两个方面都采取了严格的措施，使得plc平均无故障时间为2万h5万h，某些优秀产品可高达10万h以上。这是任何其他工控设备或计算机无法比拟的。2）. 高抗干扰性plc的抗干扰能力极强，它可以在0摄氏度60摄氏度的温度范围内，90%以下的相对湿度下工作；也可以在电网电压波动、频率变化、机械振动和冲击、电磁干扰等恶劣环境下正常工作，而不必采取另外的抗干扰措施。这一点是普通计算机无法比拟的它不易受病毒的侵扰而造成系统瘫痪。3）.高灵活性 由于plc无触点、免配线的特点，因此其运行维修量极少。梯形图的编程方法易于学习和掌控，减少了系统的设计、安装、调试的工作量，尤其是plc的在线修改能力更为突出

9、，使用者可在主机无需断电的情况下，在很短的时间内，按实际需求修改参数，增删程序，监控运行，有效的节省维修工作量，甚至做到边设计边调试。4）易操作性 对plc的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。plc有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。plc具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位。 5）.plc的体积小 plc的几何尺寸都不大。体积小的plc可以装入机器设备内部，使机器

10、结构紧凑。便于实现一体化。6）.低功率消耗 针对电池移动场所的直流输入规格,整机消耗仅为24v/6ma 交流工作型的功率消耗低到0.1w-0.3w3.2输入输出点数的确定输入有i0.0、i0.1、i0.2,i0.3,i0.4，i0.5，i0.6七个开关。输出有q4.0、q4.1、q4.2、q4.3四个喷头。输入共7个点，输出共4个点。3.3 plc的选型根据输入输出的点数可以选择西门子s7300型plc。3.4硬件配置plc硬件主要由cpu模块、输入/输出模块、电源及编程装置组成plc直流输入模块有+24v和+48v两种形式；交流输入模块的额定输入电压有ac120v或ac230v。直流输入模块

11、的延迟时间短，可直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接；交流输入模块适合于在有油污，粉尘的恶劣环境中使用。plc输出的继电器接点的容量是250vac，电流2a，可直接驱动电磁阀的电磁线圈两端并联触点接通、断开所产生的电弧，在电磁阀线圈两端并联阻容吸收回路。四、地址分配及i/o连接图 4.1地址分配 花样喷泉控制i/o地址分配如下表：输入信号元件及作用i0.0启动按钮i0.1停止按钮i0.2单步开关i0.3花样1开关i0.4花样2开关i0.5花样3开关i0.6花样4开关输出信号元件及作用q4.01号喷泉q4.12号喷泉q4.23号喷泉q4.34号喷泉4.2花样喷泉控制pcl接线图五、plc软

12、件设计及调试 5.1花样的全部程序5.2 程序调试结果 花样一调试结果花样二调试结果花样三调试结果花样四调试结果 六、调试说明及注意事项 6.1调试说明（1）. 按照plc应有的接线图接线，以及按上相应的按钮，在此之前要先导入程序以及检查程序的正确性（2）.按下总开关i0.0， 指示灯m0.2亮。再按下花样开关一i0.3，指示灯m1.4亮得电后系统开始循环 。当闭合单步开关i0.2循环完以后则停下来。 （3）.按下总开关i0.0，指示灯m0.2亮。 再按下花样开关二i0.4指示灯m1.5亮得电后系统开始循环。当闭合单步开关i0.2循环完以后则停下来。（4）.按下总开关i0.0，指示灯m0.2亮。再按下花样开关三i0.5指示灯m1.6亮得电后系统开始循环 。当闭合单步开关i0.2循环完以后则停下来. (5).按下总开关i0.0，指示灯m0.2亮。再按下花样开关四i0.6指示灯m1.7亮得电后系统开始循环 。当闭合单步开关i0.2循环完以后则停下来. 6.2注意事项（1）将程序指令转换成梯形图，按梯形图编写程序指令输入要仔细防止出现不必要的错误。（2）调试的时候要全面彻底地把调试时要的程序下载到仿真软件中。 (3）选择其他花样开关先关闭另外的花样开关