PLC课程设计六人控制投票机的设计

PAGEPAGE《可编程逻辑控制器》课程设计任务书——供09级电气工程及其自动化、电气工程与自动化、自动化专业学生用引言：《可编程逻辑控制器》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又不同于课堂教学。它需要学生统筹运用所学基本理论、基本方法对现实生活中的实际系统进行设计和调试。设计题目二：六人投票机系统设计本设计要求熟练使用西门子公司的S7-200系列产品的指令系统，根据控制要求进行PLC梯形图编程，设计一个六人投票机系统。系统工作过程说明如下图所示，为一个设计六人投票机系统模拟图，即六人对对象进行投票，开关接通，表示赞成，开关打开表示反对，若反对人数较多，则表示没通过；若赞成人数较多，则表示通过；若赞成与反对人数相等，则表示同票，重新投票。图1六人投票机设计要求：1、按下“启动”开关，开始计时，必须在5s的时间内完成投票，赞成则按下投票按钮，指示灯亮，表示投票成功；不赞成则不按投票按钮。2、5s后投票停止后，存储器中的结果为最终结果。将结果进行比较，并显示投票结果。投票结果用三个灯（Y0,Y1,Y2）显示，Y0表示通过，Y0闪烁表示全票通过，Y1表示没通过，Y2表示同票。3、当投票结果显示后，就不再接受任何信息，即使再投票，仍然不会改变其结果。4、按下复位开关，所有的投票等立即熄灭，结果清零，可进行再次开始投票。5、主持人按下停止按钮，系统停止工作。设计步骤：（1）对系统进行需求分析，确定I/O点数，分配I/O地址；（2）画出PLC硬件接线图；（3）绘制PLC梯形图；（4）系统上机调试。课程设计报告：1、报告内容：本报告内容包括7个部分，具体如下：封面；摘要、关键词（摘要要综述性概括设计的任务、过程、结论，200-300字，关键词3-8个）；课程设计任务书；正文（设计过程，包括需求分析、硬件接线图、梯形图、工作过程描述等）；总结（包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识等内容）；参考文献（包括在设计过程中查询过的文献资料）；附录（包括附图、程序等）。2、报告格式：摘要标题——加粗，宋体二号字，居中；内容——宋体小四号字，1.5倍行距关键词标题——加粗，宋体小四号字，居左；内容——宋体小四号字，关键词之间以分号隔开——分页正文正文标题——居中，加粗宋体三号字内容——宋体小四号字，1.5倍行距——分页总结标题——居中，加粗宋体二号字内容——宋体小四号字，1.5倍行距

——分页参考文献标题——居中，加粗宋体二号字内容——宋体小四号字，1.5倍行距格式：[序号]作者姓名.书名（不用书名号）.出版社.出版日期如：——分页附录标题——居中，加粗宋体二号字内容——宋体小四号字，1.5倍行距3、其他要求：（1）论文中涉及到的贴图，一律需要在贴图正下方居中位置用宋体五号字体注明序号及名称，如：图1贴图名称；涉及到的表格，一律需要在表格正上方居中位置用宋体五号字体注明序号及名称，如：表1数据结构表；（2）正文部分要求在10页以上；（3）论文中所有正文中文部分采用小四号宋体字，全角中文标点。英文和数字一律采用半角，英文采用小四TimesNewRoman字体，半角标点符号。（5）论文一律用A4纸打印，页边距采用A4默认的页边距，即：上、下为：2.54厘米；左、右为：3.174、报告模版（见另外一个文档）1.设计的原始资料及依据：依据交通灯控制工程的控制要求，用西门子S7—200可编程控制完成该系统的设备配置，硬件设计，软件编程，原始资料为可编程控制器原理及应用教科书：实验室S7—200可编程控制器及参考文献。2.设计的目的和意义可编程控制器是当今工控领域不可缺少的控制装置，广泛应用在各行各业目前，工业自动控制系统大多数是由PLC来实现的，我们用先进的PLC来实现这个题目的设计具有一定的科研意义，它也可以为工业应用提供一定的参考，可以使学生了解PLC自动控制系统设计的全过程，可以掌握FCS的基本知识，可以激发学生的科研兴趣。3.课程设计要求要求学生写出课程设计说明书，绘制出PLC硬件图、PLC梯形图、网络布线图：并将课程设计说明书，绘制出P&I图、网络图打印出来。课程设计说明书包含的内容有：采用PLC设计控制系统的目的和意义你所设计的控制系统的任务你所设计的控制系统的对象特性你所设计的控制系统的方框图及工作原理说明你所设计的控制系统的PLC硬件图/PLC梯形图/控制功能图及说明4.课程设计说明书（论文）撰写规范（1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。（2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等，课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行，应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。（3）说明书（论文）打印。打印按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。（4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。5.进度安排：周1.1：布置任务，查找资料；周1.2：选题及构思；周1.3：确定控制系统功能及设备选型；周1.4：绘制出PLC硬件图;周1.5：设计PLC梯形图；周2.1：编写课程设计说明书；周2.2：编辑课程设计说明书；周2.3：打印课程设计成品；周2.4：整理报告准备答辩；周2.5：答辩；6.主要参考资料（文献）：1、林文孚单元机组自动控制技术中国电力出版社20052、能源部西安热工研究院热工技术手册19923、张淑玉电厂热力过程自动化水利电力出版社4、施仁自动化仪表与过程控制电子工业出版社5、文群英等热工自动控制系统中国电力出版社2006.86、张丽香等模拟量控制系统中国电力出版社2006.4中文摘要近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入。同时带动传统控制检测日新月异更新。在实施检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件组合，加以完善。PLC的问世为我们的生活和生产作出了不可磨灭的贡献，从生产方面来说，在各大电厂及生产制造车间到处可见PLC控制系统的踪影，它可以准确持续完成生产过程自动化的综合自动化控制，提高了生产效率，降低了产品的成本····从生活方面来说，PLC控制系统和我们的衣食住行息息相关，它出现在我们生活中的每一个角落，时刻为我们的生活服务着，比如自动投币售货机、全自动化洗衣机、人机协控投票机···PAGE20目录TOC\o"1-2"\h\z\u1引言 31.1设计目的 31.2设计内容 31.3要实现的目标： 32系统总体方案设计 32.1系统硬件配置及组成原理论述 32.2系统变量定义及分配表 42.3系统电气接线图设计 52.4系统可靠性设计 53控制系统设计 63.1控制功能及控制原理论述 63.2控制程序流程图思路论述 63.3程序控制时序图设计 83.4创新设计内容 124上微机监测系统设计（组态王） 124.1PLC与上位机软件通讯组态 124.2变量组态论述 144.3工艺图形组态论述 175系统调试及结果分析 195.1系统调试及解决问题 195.2结果分析 196结束语 197参考文献 19选题意义近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入。它在各行各业的自动化生产过程中扮演者重要的角色，对于一名自动化专业的学生而言，PLC不仅是我们的主打专业，它还是自动控制的基础和起点。在经过了一年的学习过程中，我们对PLC的发展历程有了一定的认识和了解，并对它的工作原理进行了深入的学习和探讨，在我们都意识到它重要性的今天，我们选择了题为《六人控制投票机系统》的课题进行分析和设计，以巩固我们的理论学习，以提高我们的操作能力，以加强我们的专业技能，让我们更好地将理论联系实践并将理论应用于实践，全面提升我们发现问题、分析问题、解决问题的能力···关键词：可编程控制器六人控制投票机梯形图1引言1设计目的：①设计出plc控制的六人投票控制机；②掌握plc的编程软件平台、定时器、计数器、传送指令、主子程序等有关指令的编程方法；③熟悉plc与上位机通讯、软件调试的方法；④培养学生的综合设计设计能力、分析问题与解决问题的能力。2、设计内容：有六人参加竞选投票，主持人主持投票的全过程，直到有投票结果。3、要实现的目标：①按下启动按钮，开始计时，需在5S内完成投票，赞成则按下投票按钮，指示灯亮，表示投票成功；不赞成则不按投票按钮。②5S后立即显示投票结果：Y0亮：表示不通过（即赞成人数<50%）；Y1亮：表示票数相同（即赞成与反对人数相同）；Y2亮：表示投票通过(即赞成人数>50%)；Y0、Y1、Y2闪烁：表示全数通过。③当投票结果显示后，就不再接受任何信息。即使再次投票，仍然不会改变其结果。并且投票台前的灯不会亮。④主持人按下复位按钮，所有的投票灯立即熄灭，可进行再次投票。⑤主持人按下停止按钮，系统停止工作2系统总体方案设计2.1系统硬件配置及组成原理论述考虑到控制功能、经济性。可靠性等方面，控制器选用S7-200PLC，CPU为226，数字量输入为24点DC输入，数字量输出为16点继电器输出。被控对象为六人投票机，PLC自动控制投票机工作的全过程。六人投票机结构示意图2.2系统变量定义及分配表输入变量程序符号表序号符号地址注解1启动I1.2按下后系统启动2停止I1.3按下后系统停止3复位I1.4按下后系统复位，可进行再次投票4按钮K1I0.01号投票台5按钮K2I0.12号投票台6按钮K3I0.23号投票台7按钮K4I0.34号投票台8按钮K5I0.45号投票台9按钮K6I0.56号投票台输出变量程序符号表序号符号地址注解1灯L1Q1.1按下K1后，1号投票灯亮2灯L2Q1.2按下K2后，2号投票灯亮3灯L3Q1.3按下K3后，3号投票灯亮4灯L4Q1.4按下K4后，4号投票灯亮5灯L5Q1.5按下K5后，5号投票灯亮6灯L6Q1.6按下K6后，6号投票灯亮7不用过Y0Q0.0当票数通过率低于50%，Y0灯亮8同票Y1Q0.1当票数通过率为50%,Y1灯亮9涌过Y2Q0.2当票数通过率高于50%，Y2灯亮2.3系统电气接线图设计2.4系统可靠性设计运用TON定时器完成系统投票5S计时。运用子程序指令来实现投票，并且运用累加器对票数进行计数，再运用比较指令来对票数进行计数并判断通过与否。3控制系统设计3.1控制功能及控制原理论述通过S7-200PLC的指令系统，由输入控制按钮，实现相应的指示灯操作。并从投票的数量自动判断出该次投票是通过、不通过亦或同票。3.2控制程序流程图思路论述六人投票机主程序流程图票数判断子程序3.3程序控制时序图设计①投票机主程序时序图②投票机子程序时序图③票数判断子程序3.4创新设计内容在课程设计验收中，老师提出要求六人在5S内完成投票时间是否有些紧张，能否将时间延长。我通过对T37定时器进行修改，将原来的50x100ms改为100x100ms，使投票时间延长至10S。4上微机监测系统设计（组态王）4.1PLC与上位机软件通讯组态采用组态王（Kingview）6.53监控软件平台，设计六人投票控制机的上位监测系统。①进入工程开发环境新建六人投票控制机工程进入“组态王工程管理器”进入组态工程阅读器②定义I/O设备选择S7-200系列的PPI通讯双击设备中的“COM1”，对波特率、数据位等通讯参数进行设定。③定义数据库变量将变量类型设定为“I/O离散”，数据类型设定为“Bit”4.2变量组态论述在“数据词典”中进行变量定义。因为S7-200PLC的数字量输入点的“寄存器”不能直接用“IX.X”来定义，要用中间变量“MX.X”来定义。在源程序由于存在一些类似于M0.0的变量可能和组态王中的中间变量定义冲突，为此，我在源程序中给每个数字量输入点并接了一个中间继电器，绕过那些容易冲突的变量。数字量输出点可直接用“QX.X”定义。“投票”按钮数据库变量定义数据“记录员全区”设置定义好的六人投票控制机数据库变量4.3工艺图形组态论述进入开发系统画面进行画面开发4.4实现的监控效果论述运行组态王上位监测系统通电点击“启动”按钮后，启动指示灯亮K1~ K