PLC课程设计电气控制与PLC综合实践

1、实习（实训）报告实习（实训）名称： 电气控制与plc综合实践 学 院： 电气工程 专 业、 班 级： 自动化081 指 导 教 师： 报 告 人： 学 号： 时 间： 2011年6月27日-7月6日 实习主要内容：主要收获体会与存在的问题：指导教师意见： 指导教师签字：年 月 日备注：一、基础性实验实验一 四级传送带plc控制1.1 实验目的：通过实验了解了四级传送带工作原理，设计程序并实施控制。1.2 实验要求：某企业输送货物，共分四级传送，分别有四台电机控制，要求在启动时最后一台先启动，然后每隔5秒后它前面的电机再启动，知道四台电机全部依次启动运行。当碰到故障点时，当前的这台电机和它前面的

2、电机同时关断，而它后面的皮带则过5秒后一次关断。假设四台电机分别是y1、y2、y3、y4,则启动时顺序为y45秒y35秒y25秒y1，碰到故障，如y1碰到故障则y1停5秒y2停5秒y3停5秒y4，如y2碰到故障则y1、y2停5秒y3停5秒y4停，如y3碰到故障则y1、y2、y3停5秒y4停，如y4碰到故障则y1、y2、y3、y4、全停，这样工作是为了不堆料避免出现故障。根据已知条件进行分析并通过所给定的条件设计程序。设x0为启动按钮，x5为停止按钮，x1为y1的故障点，x2为y2的故障点，x3为y3的故障点，x4为y4的故障点，都是行程开关，根据给定条件编写实验程序，并上机对实验程序进行调试通

3、过，直到达到预期设计的结果。（1）设计目标在启动时最后一台先启动，然后每隔5秒后它前面的电机再启动，知道四台电机全部依次启动运行。当碰到故障点时，当前的这台电机和它前面的电机同时关断，而它后面的皮带则过5秒后一次关断。（2）解决思路四级传送带plc控制貌似复杂，其实设计过程中只要能把握好逻辑关系，适当的使用plc时间控制功能，就可以很好的实现设计要求。简要的说解决这个问题主要是做好以下工作。（1）确定plc的输入输出点数；（2）理清各个输出之间潜在的逻辑关系（3）确定控制的顺序实现通过plc点数的确定，可以完成对所需plc的选型，同时对于逻辑控制为主的系统编程，只要将控制的逻辑了解清楚，可以说

4、就已经完成一半的编程工作了。1.3 控制需求分析与硬件设计：通过分析，可以看到，系统需要6个输入和4个输出，对于这样一个小型的系统，可以选用一些小型的plc就可以满足要求。下面是i/o地址分配及定义表和plc的接线示意图。 （1）i/o地址分配及定义表:输入输出启动x0启动电机1y1电机1启停km1停止x5停止电机2y2电机2启停km2电机1故障x1行程开关电机3y3电机3启停km3电机2故障x2行程开关电机4y4电机4启停km4电机3故障x3行程开关电机4故障x4行程开关（2） plc i/o接线图及实验程序 图1-1 i/o外部硬件接线图1.4 程序设计图1-2 梯形图1.5 总结与评价通

5、过本次试验使我了解了四级传送带的工作原理和程序设计方法，加强了对理论知识的理解，培养了自己实际动手能力，掌握了由原理图变换成安装接线图的知识。可编程控制器由于其程序参数的灵活性，所以对于这个子程序，可以通过改进应用于多种类似的场合。在将其具体应用过程中，还要充分考虑控制系统的安全可靠性要求，对于电气传动上，还应该考虑到相关的输入影响以及对供电电源，开关状态等的管理以及控制要求的精确度等因素。实验二 电机控制2.1 实验目的（1）用plc控制电机运行系统（2）实现电动机y/降压延时启动及正反运行2.2 控制要求（1）原理对于大功率的电机，全压启动的启动电流大，会对电机造成很大的影响，严重时甚至烧

6、毁电机，所以一般采用降压起动。星形-三角形起动是一种常用的降压起动方法，在运行时异步电动机接成三角形，三相共引出六个出线端。启动时，三相定子绕组连接成星形，待转速稳定后再接成三角形。但这种方法启动转矩小，只使适用于空载或轻载的情况。电机的正反转控制用两个正反向接触器改变定子绕组三相中的任意两相来实现。（2）实现方法电机y形起动5s后，再转换为正转运行。按下停止按钮，电机停止。在按下反转起动按钮时，电机起动5s后，再转成反转运行。主电路图如图2-1所示：图2-1 电机正反转主电路图km1： 电机正转接触器 km2：电机反转接触器km：电机三角形连接 kmy：电机星形连接2.3 设计过程（1）i/

7、o分配输入：x0正向起动按钮，x1反向起动启动按钮，x2停止按钮输出：y1km1，y2 - km2，y3 - kmy，y4 -km （2）i/o接线图图2-2 电机控制i/o接线图（3）控制系统流程图图2-3 电机控制系统流程图（4）梯形图图2-4 电机控制梯形图电机控制过程分析：按下正转按钮sb1（x0闭合），电机y型启动（y1，y3动作并保持，t0开始计时）。运行5s后，电机转为型工作（y4动作并保持，y3断开）。按下停止按钮sb2（x1闭合）时，电机停止工作（y1，y4断开）。按下反转按钮sb3（x2闭合），其运行状况与正转相同。由于互锁功能（y1动作后y2不能动作），该试验为正停反电路

8、。2.4 总结与评价:电机正反转在工业的各个领域中平凡的出现,那么控制其方法也就有多种,例如常规继电器控制,pwm技术控制,plc技术控制与他们进行比较有他自己的优势,采取plc技术控制电机的正反转控制简单,可靠性高,价格低廉.这里编写的电机控制子程序，可以直接移植于三相异步电机的类似控制场合，尤其用于一些小型的控制系统。对于一些大型的控制系统中控制要求较多的电机控制，要考虑程序的全面性和可重复性，这样的程序实现就显得相对薄弱，可以设计一些更佳的程序来满足更高的要求。实验三天塔之光 3.1实验目的:用plc控制天塔之光控制系统 .3.2实验设备：（1）台式实验装置一台（2）天塔之光控制系统实验

9、模板一块（3）连接导线一套3.3实验内容： （1）控制要求：启动开关x0接通后，首先l1点亮2s，接着l2,l3,l4,l5亮2s后灭，l6,l7,l8,l9亮2后所有灯亮。如此此循环下去。（2）i/o分配 输入 输出x0: 启动与停止按钮 y1 :l1:灯 y2 :l2:灯 y3: l3灯 y4 :4灯 y5 :l5:灯 y6: l6灯 y7:l7灯 y10 :l8:灯 y11: l9灯（3)天塔之光控制系统实验模板图 图3-1 天塔之光控制系统实验模板图图中的l1接主机的y0点；l2、l3、l4、l5分别接主机的y1、y2、y3、y4点；l6、l7、l8、l9分别接主机的y5、y6、y7、

10、y10点。主机的x0为启动开关。（4）顺序功能图 图3-2 顺序功能图（5）梯形图图3-3 实验梯形图3.4实验过程分析：当启动开关（x0）闭合时,l1灯亮（y0动作并保持，计时t0开始计时），1s后，l1灭（y0断开）而l2,l3,l4,l5同时亮（y1，y2，y3，y4动作并保持，t1开始计时）,1s后l2,l3,l4,l5同时灭（y1，y2，y3，y4断开）而l6,l7,l8,l9灯亮（y5，y6，y7，y10动作并保持，t2开始计时），1s后l6,l7,l8,l9同时灭（y5，y6，y7，y10断开）而l1（y0）亮。如此循环。在整个过程中.停止开关（x1闭合）能全部关断,任何情况下亮

11、着的灯。3.5实验总结：因为本次实验需要循环，所以本次设计我们采用顺序功能图。我们采用set,rst指令，实现过程中有些灯开，而有些灯关，运用延时来实现，然而，我们还需要考虑定时器复位的问题。实验四水塔水位自动控制4.1实验目的：用plc控制水塔水位自动控制系统。4.2实验设备：(1)台式实验装置一台(2)水塔水位自动控制系统实验模板一块(3)连接导线一套4.3实验内容：(1)控制要求：1）模块上灯位代表意义：s1、s2灯：代表水塔液位，用开关s1、s2控制。 s3、s3、s4灯：代表水池液位，用开关s3、s4控制。：代表提水电机。：代表补水阀。2）工艺要求水塔由电动机抽水箱中的水，当水箱中水

12、位过低时打开水阀使水箱灌水，当达到水箱最高水位时停止灌水，若水塔的水位低于水塔最高水位时，电动机（m）启动，开始从水箱中抽水，当水塔的水抽到最水位时，电动机（m）停止，水塔开始放水3）控制方法：当水池水位低于s4时，补水阀打开，开始进水：当水池水位高于s3时，补水阀关，停止进水：对于水塔来说当补水阀y打开4秒钟后允许提水：当水塔水位高于s1时，提水电机，停止提水：如此循环。(2)i/o分配：调试单元与模板应用导线连接；输入部分可以只用调试单元。 输 入 输 出调试单元 模板 plc内部 说明 调试单元 plc内部 模板 说明 i1 s1： x1： 水塔液位 01 y1 y 补水阀i2 s2：

13、x2： 水塔液位 02 y2 提水电机i3 s3： x3： 水池液位i4 s4： x4： 水池液位3、水塔水位控制的实验面板图：图4-1水塔水位控制的实验面板图上图中的s1、s2、s3、s4、分别接主机的输入点x1、x2、x3、x4。y、m分别接主机的输出点y1、y2。(4)实验梯形图： 图4-2实验梯形图4.4实验调试:接通电源，输入程序并传送后，开始调试。按下x4，输出y0的指示灯亮，并自保持。4秒钟后，如果按下x2，输出y2的指示灯亮，并自保持。按下x3后，输出y1灭，按下x1后，输出y2灭。二、设计性实验实验五 多种液体自动混合5.1 实验目的用plc控制多种液体自动混合系统。5.2

14、实验设备1.实验模板一块,plc试验装置一台2.多种液体自动混合系统实验模板一块3.连接导线一套5.3 实验要求1.控制要求（1）模板上各灯说明y1：液体a的阀门 y2：液体b的阀门 y3：液体c的阀门 l1，l2，l3：液面传感器由x3，x2，x1控制t：温度传感器由x4控制 m：搅拌机 -y6 y4：放热阀（2）初始状态：容器时空的，y1,y2,y3,y4电磁阀和搅拌机m均为off，液面传感器l1，l2,l3均为off。（3）启动操作：按下启动按钮x0，开始下列操作：1） y1=on，液体a同时进入容器，当达到l3，即l3=on时，y3=y1=off，y2=on,即关闭y1、y3阀门，打开

15、液体b的阀门y2。2) 当液体达到l2时，y3=off,即关闭阀门y2,y1。启动y3。3) 当液面达到l1时，y1,y2,y3都将关闭，这时开启电机m，开始加热。4) 当混合时间到时t=off放出混合液5) 当液面放出5秒后，液体放完了，循环到开始步。（4）运行过程在初始状态，要求容器是空的，y1,y2,y3,y4四个电磁阀和搅拌机都是off，液面传感器l1,l2,l3也都是off。在按下启动开关后，y1开始注入a至液面高度为l2时，停止注入a，同时开启y2注入b，当页面高度为l1时，停止注入b。此时开启搅拌机，搅拌时间为10s。停止搅拌后放出混合液y4为on，至液面为l3后，再经过5s停止

16、放出混合液。按下停止开关，在当前操作完毕后，回到初始状态。（5）多种液体自动混合的实验面板图图 5-1多种液体自动混合的实验面板图5.4设计过程：（1）解决方法首先要根据设计要求确定输入输出点数，此题输入为4个，输出为5个，这我们就可以选着一个小的plc（三菱fx系列就行），本题还是有两种实现方法顺序控制法和经验设计法，顺序控制法主要是要画出顺序功能图，而经验设计法主要是对起-保-停电路和点动电路等的灵活应用，但第一感觉此题用顺序控制法会简单点。即把程序的执行步骤按输出的不同分为相应的几个阶段，每个阶段的输出用编程元件m来实现，即每一个mi对应一组相应的输出并执行动作。(2)控制需求分析与硬件

17、设计通过以上分析我们知道需要4个输入和5个输出，所以我们就可以选用一个比较小的的plc，以下是输入输出的设定和外部接线图。1) 输入输出设定：输入输出启动按钮x0搅拌机my0液体灯 l1x3电磁阀y1y1液体灯 l2x2电磁阀y2y2液体灯 l3 x1电磁阀y3y3电磁阀y4y4comx02)顺序功能图 图5-2多种液体混合状态功能图3）多种液体混合的梯形图：27s30s33s南北人行红东西主干红东西黄南北人行绿东西直行绿根据分析得到的系统状态功能图，根据顺序控制的方法写梯形图，以转换为中心的编写方法编写梯形图，得到的图形如下： 图5-3 多种液体混合的梯形图4.5 总结与评价此题用了一种方法

18、做，一是此题用经验设计法会有点麻烦，二是经验设计法有个很大的缺点就是如果程序出错就很难能差错，对于我们才学plc不久的初学者，经验是很少的，对一些简单的控制可以用，对一些不熟悉的程序最好用顺序控制法，因为顺序控制法很容差错并且一般只要状态功能图画对了就可以一次调试成功，这也是顺序控制的一大优点。通过本次实验，我们对顺序控制设计法进行了实际的操作和演练，对其使用方法有了更多的认识和并在实验程序设计中更加熟练的掌握设计要领。我们学会了使用plc可编程控制器对多种液体自动混合控制的编程控制方法。实验六：自动送料装车系统6.1实验目的 用plc控制自动送料装车系统的控制。6.2 实验设备1.台式实验模

19、板一块式plc试验装置一台2.自动送料装车系统实验模板一块3.连接导线一套6.3 实验要求（1）控制要求初始状态时，红灯l1 灭，绿灯l2表示允许汽车开进装料，料斗k2，电动机m1、m2，m3皆为off。当汽车到来时（用s2接通表示），l1亮，l2灭。m3运行，电动机m2在m3通2秒后运行，m1在m2通2秒后运行，出料阀k2在m1通2秒后打开出料口。进料阀k1在k2通2秒后打开，当装料罐料满后（用s 1接通表示），关闭k1，k2在k1通2秒后关闭，电动机m1延时2秒后关断，m2在m1停2秒后停止，l2亮，l1灭。表示汽车开走。下一次再循环。（2）工艺要求：1）要求料仓中有料：即：当s1=on时

20、，装料阀k1关闭；2）装车系统：启动系统，装料阀k1打开,当料仓中料满时,s1 = on, 装料阀k1关闭,如果红灯l1 和绿灯l2 都熄灭时,说明此时系统无车在装料,外面空车可以进入装料.当车到达装料地点时,s2 = on ,红灯l1 亮，送料皮带由第三级向第一级每隔5秒开始启动,当第一级皮带启动后，阀门k2 打开，当车装满料时s2 = off ，k2 关闭，送料皮带由第一级想第三级每隔5秒依次停机，当第三级皮带停止时，红灯l1 熄灭，绿灯l2 亮1秒，车可以开，绿灯l2 熄灭，同时k1 打开，可以进入下一辆车，如此反复循环。i/o分配：输入输出plc内部模板说明plc内部模板说明x0s2装

21、车-车满信号y0k1进料阀x1s1料仓满信号y1m1皮带电机y2m1皮带电机y3m3皮带电机y4k2下料阀y5l1信号红灯y6l2信号绿灯6.4 设计思想把程序的执行步骤按输出的不同分为相应的几个阶段，每个阶段的输出用编程元件m来实现，即每一个mi对应一组相应的输出并执行动作。6.5顺序功能图 图6-1顺序功能图6.6 实验程序图6-2实验梯形图6.7实验程序调试：当系统一上电时。绿灯l2亮（y3动作并保持），当装料车到达（x0闭合），即s2接通。此时红灯l2亮（y2动作并保持），电动机m3转动（y4动作并保持，t0开始计时），2s后。电动机m2转动（y5动作并保持，t1开始计时），2s后，电

22、动机m1转动（y6动作并保持，t2开始计时），2s后。放料阀k2打开（y0动作并保持，t6开始计时）。2s后进料阀k1打开（y1动作并保持）。当装料罐满后s1接通（x1闭合，y0断开，t3开始计时）后，进料阀关闭。2s后t4开始计时，2s后出料阀关闭（y0断开，t5开始计时），2s后电动机m1停止（y6断开，t7开始计时），2s后电动机m2停止（y5断开，t8开始计时），2s后电动机m3停止（y4断开，y2断开）红灯l1灭，绿灯l2亮（y3动作并保持）。汽车可以开走（x2断开），当下一辆车来时，情况和系统刚上电一样。如此循环。在系统中，如果出现事故。可以按停止开关关闭系统。6.7 总结通过本次

23、实验，我们对顺序控制设计法进行了实际的操作和演练，对其使用方法有了更多的认识和并在实验程序设计中更加熟练的掌握设计要领。我们在编程过程中首先使用的是“起保停”经典控制法，虽未能能实现实验要求，但同样使我们受益匪浅。第二次我们改用以转换为中心的设计方法设计程序并得以实现，但程序有些小细节设计欠妥。三、考试程序设计 实验七 抢答器设计7.1考试题目 在抢答器设计中,四个小组人员参加抢答,在主持人开始时,数码管显示“0”，这四组中若无人抢答，“0”亮灭5次后灭。若任一组抢答成功时屏幕显示改组组号，其他组抢答为无效。画出连接图，接外设并调试通过。7.2 实验目的 （1）通过此次实验考试，检测对plc程

24、序设计思想的掌握情况，并能根据考试题目编写出符合题目控制要求的程序。 （2）能够利用继电器、接触器、灯和电动机实现plc的外部接线。（3）通过实验了解led数码管显示的控制过程及抢答器的控制思想。7.3 实验设备 （1）台式实验模板一块式plc试验装置一台 （2）八段码实验模板一块 （3）微机、连接导线7.4 题目分析 （1）控制要求分析 建立一个四组抢答器，主持人按下允许抢答按钮时，数码管显示“0”；任一组抢先按下按钮后，数码管能及时显示改组的编号，同同时锁住抢答器，使其它组按下按钮无效；当在允许抢答时间内（下面程序设计中假设为10秒）若无人抢答，则“0”闪烁5次后灭；抢答器有复位按钮，复位

25、后才可允许继续抢答。（2）控制方法分析主持人允许抢答时，数码管显示“0” 当小组1抢答上时，数码管显示“1”当小组2抢答上时，数码管显示“2” 当小组3抢答上时，数码管显示“3”当小组4抢答上时，数码管显示“4” 当无人抢答时，“0”闪烁5次灭（3）抢答器面板图图7-1 抢答器面板图 （4）i/o分配 输入 输出 小组1抢答按钮 x1 a y0 小组2抢答按钮 x2 b y1 小组3抢答按钮 x3 c y2 小组4抢答按钮 x4 d y3 抢答器复位按钮 x5 e y4主持人允许抢答按钮 x6 f y5 g y6 (5)接线方式 输入及输出的com端接dvc24的正，c0端接负，其他接线根据i

26、/o分配表接线。7.5 程序设计（1）设计方法选择 由控制要求分析可知，四个小组的抢答是随机的，没有明确的顺序，因此在考试时，我们首先想到了经验设计法；再者若此题目采用顺序控制设计法，会涉及到选择性分支与汇合sfc的编程方法，我们来对这种编程方法的运用不是很熟练，很有可能在有限的考试时间内不能完成程序的设计。鉴于以上两种原因，最终我们在考试时选择了经验设计法。 （2）程序设计思路 由于题目中涉及到主持人允许抢答和四个小组抢答，而且按下按钮的情况要通过数码管显示出来，故应当采用辅助继电器作为中间变量来表示主持人和四个小组的按键状态，即用m0、m1、m2、m3、m4分别表示主持人按下允许抢答按钮和

27、四个小组按下抢答按钮。 主持人和四个小组按下按钮的程序部分运用“起-保-停”电路设计，由于要求能对抢答器进行复位，故应当在每个电路中串联常闭的复位触点x5；又由于要求任一组抢先按下按钮后，能锁住抢答器，使其它组按下按钮无效，故应在每个电路中串联其他组表示按键状态的辅助继电器的常闭触点。例如：表示小组1抢答的电路中串联m2、m3、m4、x5的常闭触点。 题目要求任一组抢答成功时数码管显示改组组号，因此应当通过m0、m1、m2、m3、m4来驱动输出继电器是数码管对应显示“0”、“1”、“2”、“3”、“4”。由于显示“0”、“1”、“2”、“3”、“4”时都要使a段、b段数码管亮，因此应当将m0、

28、m1、m2、m3、m4的常开触点并联起来来驱动输出线圈y0、y1；显示“0”、“1”、 “3”、“4”时需要点亮c段数码管，因此将m0、m1、m3、m4的常开触点并联起来来驱动输出线圈y2；显示“0”、“2”、“3”时需要点亮d段数码管，因此将m0、m2、m3的常开触点并联起来来驱动输出线圈y3；显示“0”、“2”时需要点亮e段数码管，因此将m0、m1、m3、m4的常开触点并联起来来驱动输出线圈y4；显示“0”、“4”时需要点亮f段数码管，因此将m0、m1、m3、m4的常开触点并联起来来驱动输出线圈y5；显示“2”、“3”时需要点亮g段数码管，因此将m0、m1、m3、m4的常开触点并联起来来驱动输出线圈y6。题目要求四组中若无人抢答，“0”亮灭5次后灭，故在考试时假设允许抢答时间为十秒，用m0驱动定时器t0，定时初值为k100，并将t0的常闭触点串入四组的抢答电路中，使定时时间到后禁止抢答；为了实现闪烁，必须使一直亮着的“0”先灭，再用闪烁电路实现“0”的闪烁，并用计数器c0对闪烁的次数计数，因此用t0驱动辅助继电器m7并实现互锁，并将m7的常闭触点串入m0电路中使时间到后“0”灭，用t