2012PLC实训总结报告

1、承德石油高等专科学校计算机与信息工程系2012-2013学年第一学期PLC控制技术总结报告姓 名：班 级：计算机控制技术1001指导教师：实训时间：2012-10-29 至 2011-11-30目录 TOC o 1-5 h z 前言3 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 实训背景3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 实训目的3 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 实训器材3 HYPERLINK l bookmark23 o Current Docume

2、nt 设计选题3PLC控制系统应用现状及发展趋势4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1.1应用现状4 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.2主流产品介绍5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1.3发展趋势8主要实训项目及解决方案（书写三个解决方案，每组选择一个题目）.9 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.1项目1及解决方案92.1.1项目介绍9 HYPERLINK l bookmark44

3、 o Current Document 2.1.2硬件配置及I/O9 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 2.1.3梯形图设计10 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 2.2项目2及解决方案102.2.1项目介绍10 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2.2.2硬件配置及I/O102.2.3梯形图设计11 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 2.3项目3及解决方案132.3.1项目介绍13 HYPERL

4、INK l bookmark66 o Current Document 2.3.2硬件配置及I/O142.3.3梯形图设计153 .实训过程总结183.1实训收获18 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 3.2存在的问题及解决思路19 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 4.结束语19.、乙、 前言实训背景PLC控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，主要对控制功能作必 要地修改，只需改变软件指令即可，使硬件软件化。可编程序控制器采用易学易 懂的梯形图语言，它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电

5、器模型，形成一套 独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言，梯形图使用的符号和定义与 常规的继电器展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，不存在计算机 技术与传统电气控制技术之间的专业“鸿沟”。在了解PLC简要工作原理和它的 编程技术之后，就可结合实际需要进行应用设计，进而将PLC用于实际控制系 统中。该课程实训的任务是培养学生利用PLC应用技术，设计和开发自动化控 制装置的综合运用能力。实训目的通过本次课程设计让同学们了解PLC的内部结构以及工作原理，掌握S7-200 可编程控制器的指令系统，熟悉各个指令及其应用，培养学生利用PLC技术设 计和开发控制装置的综合运用能力。重点是将P

6、LC应用于实际，根据控制要求 对PLC进行编程和使用。实训器材TVT-90HC可编程序控制器训练装置模拟实验单元板导线若干实验指导书计算机（带编程软件）设计选题任务1：传送带控制（3个电机）1组任务2：抢答器控制系统1组任务3：小车入库控制1组任务4：工作台往复手动/自动控 制1组任务5：液体混合控制装置控制1组任务6：循环灯光控制2组任务7：水塔自动上水2组任务8：自动售货机控制2组任务9：电梯控制（三层）2组任务10：电梯控制（四层）2组任务11：数码显示控制3组任务12：邮件分拣机控制3组任务13：十字路口交通灯控制3组任务14：装配流水线控制3组1. PLC控制系统应用现状及发展趋势1

7、.1应用现状我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按 目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。机遇中国经 济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。相 关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为3040亿元人民币（不 含随进口主设备配套的PLC），年增长率为1520%。巨大的市场需求为发展PLC 业务提供了男的的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、 行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，是国产PLC早日成为中国 PLC市场的主演参与者之一。目前，世界上有200多厂家生产300多品种P

8、LC产品，主要应用在汽车（20%）、 粮食加工（16.4%）、化工/制药（14.6%）、金属/矿上（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%） 等行业。在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但 从行业上分析，有各自的势力范围。中大型集控系统采用欧美PLC居多，小型 控制系统、机床、设备单体自动化及）OEM产品采用日本的PLC居多。欧美 PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活和价位方面占优势。我国 的PLC供应渠道，主要有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、）OEM用户、 最终用户。其中，大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。在中国市场上西门子

9、，三菱和欧姆龙都是在中国市场上传统的供应商，在很 多领域占得了先机，相对应的是施耐德和LG这些后来者虽然市场快速增长，但 是距离先行者仍有一定的差距。某些品牌会侧重于一些行业，如施耐德更加注重 电力行业，罗克韦尔在冶金行业表现出众。此外，国产PLC品牌发展得也很快， 并夺取了一定的市场份额。1.2主流产品介绍世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是 欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下 独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC 技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品 定

10、位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著 称。美国PLC产品美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，著名的有A-B公司、通用电气 （GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司、西屋公司等。 其中A-B公司是美国最大的PLC制造商，其产品约占美国PLC市场的一半。A-B公司产品规格齐全、种类丰富，其主推的大、中型PLC产品是PLC-5系 列。该系列为模块式结构，CPU 模块为 PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15、PLC-5/25 时，属于中型PLC，I/O点配置范围为2561024点；当CPU模块为PLC-5/11、 P

11、LC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC-5/60L 时，属于 大型PLC，I/O点最多可配置到3072点。该系列中PLC-5/250功能最强，最多 可配置到4096个I/O点，具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3最多 可配置到8096个I/O点。A-B公司的小型PLC产品有SLC500系列等。GE公司的代表产品是：小型机GE-1、GE-1/J、GE-1/P等，除GE-1/J外，均 采用模块结构GEl用于开关量控制系统，最多可配置到112个I/O点GE-1/J 是更小型化的产品，其I/O点最多可配置到96点。GE-1/P是GE-

12、1的增强型产 品，增加了部分功能指令（数据操作指令X功能模块（A/D、D/A等）、远程I/O 功能等，其I/O点最多可配置到168点。中型机GE-III，它比GE-1/P增加了中 断、故障诊断等功能，最多可配置到400个I/O点,Tote Bags。大型机GE-V，它 比GE-III增加了部分数据处理、表格处理、子程序控制等功能，并具有较强的通 信功能，最多可配置到2048个I/O点。GE-H/P最多可配置到4000个I/O点。莫迪康（MODICON）公司有M84系列PLC。其中M84是小型机，具有模拟 量控制、与上位机通信功能，最多I/O点为112点。M484是中型机，其运算功 能较强，可与

13、上位机通信，也可与多台联网，最多可扩展I/O点为512点。M584 是大型机，其容量大、数据处理和网络能力强，最多可扩展I/O点为8192。M884 增强型中型机，它具有小型机的结构、大型机的控制功能，虚拟主机模块配置2 个RS-232C接口，可方便地进行组网通（最近网通私服正式开通，大家可以去玩 玩）信。德州仪器（TI）公司的小型PLC新产品有510、520和TI100等，中型PLC 新产品有TI300、5TI等，大型PLC产品有PM550、530、560、565等系列。除 TI100和TI300无联网功能外，其它PLC都可实现通信，构成分布式控制系统。欧州PLC产品德国的西门子（SIEME

14、NS）公司、AEG公司、法国的TE公司是欧洲著名的 PLC制造商。德国的西门子的电子产品以性能精良而久负盛名。在中、大型omron plc产品领域与美国的A-B公司齐名。西门子PLC主要产品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S-95U属于微 型整体式PLC； S5-100U是小型模块式PLC，最多可配置到256个I/O点；S5-115U 是中型PLC，最多可配置到1024个I/O点；S5-115UH是中型机，它是由两台 SS-115U组成的双机冗余系统；S5-155U为大型机，最多可配置到4096个I/O 点，模拟量可达300多路；SS-155H是大型机，它是由两台S5-155U组

15、成的双 机冗余系统。而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品， 其性能价格比高，其中S7-200系列属于微型PLC、S7-300系列属于于中小型PLC、 S7-400系列属于于中高性能的大型PLC。日本PLC产品日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机 或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统 方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商， 如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型PLC市场上，日本 产品约占有70%的份额。三菱公司的大中型机有A系列、QnA系列、Q系列，具有丰富的

16、网络功能， I/O点数可达8192点。其中Q系列具有超小的体积、丰富的机型、灵活的安装 方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点，是三菱公司现有PLC中 最高性能的PLC。三菱PLC是较早进入中国市场的产品。其小型机F1/F2系列是F系列的升级 产品，早期在我国的销量也不小。F1/F2系列加强了指令系统，增加了特殊功能 单元和通信功能，比F系列有了更强的控制能力。继F1/F2系列之后，20世纪 80年代末三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面 都有了全面的加强。FX2系列是在90年代开发的整体式高功能小型机，它配有 各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N几年推出

17、的高功能整体式小型机，它是 FX2的换代产品，各种功能都有了全面的提升。近年来还不断推出满足不同要求 的微型PLC，如 FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及a系列等产品。欧姆龙(OMRON)公司的PLC产品，大、中、小、微型规格齐全。微型机 以SP系列为代表，其体积极小，速度极快。小型机有P型、H型、CPM1A系 列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型机现已被性价比更高的CPM1A系 列所取代，CPM2A/2C、CQM1系列内置RS-232C接口和实时时钟，并具有软 PID功能，CQM1H是CQM1的升级产品。中型机有C200H、C200HS、C200HX、 C200HG、C20

18、0HE、CS1系列。C200H是前些年畅销的高性能中型机，配置齐 全的I/O模块和高功能模块，具有较强的通信和网络功能。C200HS是C200H的 升级产品，指令系统更丰富、网络功能更强。C200HX/HG/HE是C200HS的升 级产品，有1148个I/O点，其容量是C200HS的2倍，速度是C200HS的3. 75 倍，有品种齐全的通信模块，是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机 的规模、大型机的功能，是一种极具推广价值的新机型。大型机有 C1000H、 C2000H、CV (CV500 / CV1000 / CV2000 / CVM1)等。C1000H、C2000H 可 单机或双

19、机热备运行，安装带电插拔模块，C2000H可在线更换I/O模块；CV 系列中除CVM1夕卜，均可采用结构化编程，易读、易调试，并具有更强大的通 信功能。松下公司的PLC产品中，FPO为微型机，FP1为整体式小型机，FP3为中型 机，FP5/FP10、FP10S (FP10的改进型)、FP20为大型机，其中FP20是最新产 品。松下公司近几年PLC产品的主要特点是：指令系统功能强；有的机型还提 供可以用FP-BASIC语言编程的CPU及多种智能模块，为复杂系统的开发提供 了软件手段；FP系列各种PLC都配置通信机制，由于它们使用的应用层通信协 议具有一致性，这给构成多级PLC网络和开发PLC网络

20、应用程序带来方便。1.3发展趋势向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。 目前有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重的 一个性能指标。向超大型、超小型两个方向发展当前中小型PLC较多，为了适应市场的多种需要，季候PLC要向多品种方向 发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超 大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体结构向小型模块结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要 亿开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I

21、/O点数为816点， 以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司a系列PLC。PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高 速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带 CPU和存储器的智能I/O模块，及扩展了 PLC功能，又使用灵活方便，扩大了 PLC应用范围。加强PLC联网通信的能力，使PLC技术进步的潮流PLC的联网通信有两类: 一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类 是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。 为了加强联网通信能力，PL

22、C生产厂家之间也在协商制定通用的通信标准，已构 成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统(DCS)不可缺少的重要组成部分。增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%， 输入设备展45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC 内部故障，他可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障 属于PLC外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故 障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不 断提高。除了大

23、多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现 了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的 高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC 进步的一种趋势。2 .主要实训项目及解决方案（书写三个解决方案，每组选择一个题目）2.1项目1及解决方案2.1.1项目介绍题目：小车入库控制控制要求：当小车到达车库前被检测开关检测到后，车库门处于打开状 态，直至检测到车库门的上限位开关后停止，由光电开关的通断检测小车是否驶 入车库，当小车入库后，车库门开始处于关闭状态，直至检测到车库门的下限位 开关后停止。2.1.2硬件配置及I/O硬件配置

24、：序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFSM-1/212实训挂箱小车入库控制模板13导线3号若干4通讯编程电缆PC/PPI1西门子5实训指导书THPFSM-1/216计算机（带编程软件）1自备I/O端口分配功能表:I0.0红外线传感器开关（开门启动按钮）I0.1上限位开关（开门停止按钮）I0.2光电开关（其下降沿为关门启动按钮）I0.3下限位开关（关门停止按钮）Q0.0开门（电机正转）Q0.1关门（电机反转）2.1.3梯形图设计Netujorii： 1 / 囹邙拆题ID.D _IID.1y I_QD.1OD.OI y If 1 1，II，I K JQD.0 1MMetwork 2ID.2

25、 _IIkl IIO .3_I / I_QD.0Q0.1I f I/1 1N II * I1 f 1 LQD.12.2项目2及解决方案2.2.1项目介绍题目：循环灯显示控制控制要求：模板中心的黄灯L1亮1.5s红灯L2、L3、L4、L5间隔 0.5s依次点亮1.5s绿灯L6、L7、L8、L9间隔0.5s依次点亮，1.5s后， 黄灯L1熄灭，1.5s后L2、L3、L4、L5同时熄灭，1.5s后L5、L7、L8、L9同时熄灭，1.5s后返回初始步，循环显示。2.2.2硬件配置及I/O硬件配置序号名称型号与规格数量备注7实训装置THPFSM-1/218实训挂箱循环灯显示控制模板19导线3号若干10通

26、讯编程电缆PC/PPI1西门子11实训指导书THPFSM-1/2112计算机（带编程软件）1自备I/O端口分配功能表I0.0启动I0.1关闭Q0.0中心黄灯L1Q0.1中间红灯L2Q0.2中间红灯L3Q0.3中间红灯L4Q0.4中间红灯L5Q0.5外层绿灯L6Q0.6外层绿灯L7Q0.7外层绿灯L8Q1.0外层绿灯L92.2.3梯形图设计Netu.iur: 1 NetLuork IrtlpNetwork 8M10.2Network 3T37 r-.ti.DT I()如tu.iork 4I h.ti.1T38_| | IN TONI+1D - PT 1D0 msT38 M1.0Nd)Netiii

27、urii： 5Netu.iurii： bM1D.3M1D.4M1D.5M11.DM11.2NetLuork 7h.ti.Dri.11D.D - ri.110.1 -+14-SHRBEND.ATAS BITMM11.4Network yMetiiiurii： 12M1D.10D.1M10.2QD.4MID.Bh.no.tiM11.0M11.3Network 15M11.6Jetiuurii： 10M1D.4OD.2MID.BM11.1M11.5Network 11M1D.3OD.3M1D.6M11.5M11.5Netu.iurii： 13M10.4M1D.7M11.6Network 14M1D.

28、3M10.7M11.1M11.6M1D.2MID.7QD.7QD.5QD.6Ml 1.6Meti.iiurk: 16M1D.1MID.7M11.3Ml 1.6Jetu.iurk: 1710.1Q1.DM1D.1142.3项目3及解决方案2.3.1项目介绍题目：邮件分拣控制 控制要求:1.启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，2.从拨码器读到的邮码的正常值为1、2、3、4、5,若是此5个数中的任一个，则红灯L2亮，电机M0运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L2灭，L1亮，表示可以继续分拣邮件。若读到的邮码不是该5个数，则红灯L2闪烁，表

29、示出错，电机M0停止，重 新启动后，能重新运行。2.3.2硬件配置及I/O硬件配置序号名称型号与规格数量备注13实训装置THPFSM-1/2114实训挂箱邮件分拣控制模板115导线3号若干16通讯编程电缆PC/PPI1西门子17实训指导书THPFSM-1/2118计算机（带编程软件）1自备端口分配及功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1I0.0SD启动开关2I0.1S1检测邮码3I0.2ABCD 码 A4I0.3BBCD 码 B5I0.4CBCD 码 C6I0.5DBCD 码 D7Q0.0L1进邮件8Q0.1L2检邮件9Q0.2M0传送电机10Q0.3M1邮箱111Q

30、0.4M2邮箱212Q0.5M3邮箱313Q0.6M4邮箱414Q0.75邮箱515主机1M、面板V+接电源+24V电源正端16主机1L、2L、3L、面板COM 接电源GND电源地端2.3.3梯形图设计Metiiiurii： 1/re-.：rn：Netiiiorii： 2 4逑购剑所件启的忡Ji藤件刻宣伴止惟Ji电机h.Netu.iorii： 3 .逑81剑藤叫1井食丹1sNetiiiorii： 4/T4i QD.3Netu.iu 5 / ；件蛆 W S.Stl.SsQ0.3T41| | IN TOM15 - PT 1DU msMetiiiorii： 6 yy睑购刻睡叫3井伟.直业Metu.i

31、crii： 7巾升器剑膝柏3T42 QD.4T I()Metu.icrii： 8 . ；样蛆膝柏旺叶1 ,公 TOC o 1-5 h z I Q0.4T43| IN TONI15 - PT IDU msMetiiiorii： 1l：i 4 弁擒剑昧钮3T44Q0.5T I()Metiiiorii： 11 ff 件进昧朝底时 1 .SmI T44T45| IN TONI15 - PT 100 msMetu.iorii： 12 .栓 KJ 剑;样 4井仲 Ji 4sMetiiiorii： 13 4 升描 Ml 中帽 4T46Q0.6T I()Metiiiorii： 14 / 阵件块 ： ffi.fi 1.5sI QD.6T47| IN TONI15 - PT 1UU msMetu.iorii： 1& 4 升榇Mitt：钮5T4S Q0.7T I()Metu.iorii： 17 .降件片 的布底叶1:5mI QD.7T49| IN TONI15 - PT 1UU msNetiiiorii： 17 / 件块 QD.7T49-| | IN TOM15 - PT 100 msNeti.uorii： 18 /圈件升榛?|秘.囹胃T41 MID.2T43