1、 一. 概述2二、 課程設(shè)計(jì)題目及要求3三、 設(shè)計(jì)過(guò)程4 1. 電機(jī)順序啟停控制系統(tǒng)41.1根據(jù)題目要求畫(huà)出I/O分配表41.2功能分析和順序功能圖41.3梯形圖程序5 2. 小車(chē)自動(dòng)往返控制系統(tǒng)82.1根據(jù)題目要求畫(huà)出I/O分配表82.2功能分析和順序功能圖82.3梯形圖程序9 3、 自動(dòng)門(mén)控制裝置103.1根據(jù)題目要求畫(huà)出I/O分配表103.2功能分析和順序功能圖103.3梯形圖程序11四、 心得體會(huì)11 參考文獻(xiàn)12 一. 概述 可編程控制器（Programmable Controller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器（Pro

2、grammable Logic Controller），簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。 1開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于

3、多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線(xiàn)。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)等。2 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠(chǎng)家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3 運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。

4、世界上各主要PLC廠(chǎng)家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 5 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這

5、些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠(chǎng)商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2、 課程設(shè)計(jì)題目及要求根據(jù)要求我們選擇了三個(gè)題目：1、電機(jī)順序啟?？刂葡到y(tǒng)：用PLC實(shí)現(xiàn)三臺(tái)電機(jī)的順序啟?？刂疲刂埔笕缦拢?/p>

6、通過(guò)按鈕SB1按下，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行10秒后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)，運(yùn)行10秒后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，同時(shí)，第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，再運(yùn)行10秒后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)和第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停止運(yùn)行。要求上述過(guò)程能夠自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行。2、小車(chē)自動(dòng)往返控制系統(tǒng)：用PLC實(shí)現(xiàn)小車(chē)的自動(dòng)運(yùn)行控制，控制要求如下：小車(chē)初始處于A地時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)自動(dòng)向B地前進(jìn)，到達(dá)B地后停止60秒，然后自動(dòng)返回A地，停止30秒后再向B地前進(jìn)。上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，直到按下停止按鈕SB2，小車(chē)自動(dòng)停到A地。 3、自動(dòng)門(mén)控制裝置?？刂埔笕缦拢鹤詣?dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3、

7、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。2）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3）在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。4）在門(mén)打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒

8、后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。 電機(jī)順序啟停、小車(chē)自動(dòng)往返、自動(dòng)門(mén)，都是通過(guò)PLC對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟?？刂七_(dá)到最終目的。這三個(gè)題目的共同點(diǎn)是：都會(huì)用到計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的停止和啟動(dòng)。由于這三個(gè)課題在工業(yè)生產(chǎn)和生活中應(yīng)該用廣泛，操作簡(jiǎn)單實(shí)用，因此我們選擇這三個(gè)課題進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)。希望可以通過(guò)這三個(gè)課題，更進(jìn)一步加深對(duì)西門(mén)子S7-200PLC的了解和掌握。3、 設(shè)計(jì)過(guò)程1. 電機(jī)順序啟?？刂葡到y(tǒng)1.1根據(jù)題目要求畫(huà)出I/O分配表SB1為啟動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)，三臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)分別為三個(gè)輸出。下圖為電機(jī)順序啟停系統(tǒng)I/O分配表： 輸 入 輸 出 SB1 啟動(dòng)、停止開(kāi)關(guān) I0.1 第一臺(tái)電機(jī) Q0

9、.1 第二臺(tái)電機(jī)Q0.2 第三臺(tái)電機(jī)Q0.31.2功能分析和順序功能圖按下開(kāi)關(guān)SB1 Q0.1接通，第一臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)，定時(shí)器1開(kāi)始計(jì)時(shí) 計(jì)時(shí)10秒到第二臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)，定時(shí)器2開(kāi)始計(jì)時(shí) 定時(shí)器2計(jì)時(shí)10秒到，第一臺(tái)電機(jī)停止，第三臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)，定時(shí)器3啟動(dòng) 定時(shí)器3計(jì)時(shí)10秒到，第二、三臺(tái)電機(jī)同時(shí)停止；重復(fù)整個(gè)過(guò)程。1.3梯形圖程序通過(guò)掃描周期進(jìn)行初始化進(jìn)入S0.1第一臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)并啟動(dòng)定時(shí)器1通過(guò)定時(shí)10s接通S0.2，并結(jié)束上一個(gè)狀態(tài)S0.2開(kāi)始使第二臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)并啟動(dòng)定時(shí)器2定時(shí)器2計(jì)時(shí)10秒后使S0.3接通停止第一臺(tái)電機(jī)并啟動(dòng)第三臺(tái)電機(jī)和定時(shí)器3定時(shí)器3定時(shí)10s后接通S0.4同時(shí)關(guān)閉第二、三臺(tái)電機(jī)

10、接通S0.1返回到第一步 2. 小車(chē)自動(dòng)往返控制系統(tǒng)2.1根據(jù)題目要求畫(huà)出I/O分配表 輸 入 輸 出 SB1 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.0 電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.0 A點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)I0.1 電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.1 B點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)I0.2 SB2 停止開(kāi)關(guān)I0.32.2功能分析和順序功能圖小車(chē)停在A點(diǎn)，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1 Q0.0接通電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車(chē)向B地前進(jìn) 到達(dá)B地碰到行程開(kāi)關(guān)I0.2，定時(shí)器1開(kāi)始計(jì)時(shí) 計(jì)時(shí)時(shí)間到,Q0.1接通電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車(chē)向A地行駛 到達(dá)A地，碰到行程開(kāi)關(guān)I0.1，定時(shí)器2開(kāi)始計(jì)時(shí) 計(jì)時(shí)時(shí)間到又向B地前進(jìn)；循環(huán)進(jìn)行AB兩地往返，直到停止開(kāi)關(guān)SB2接通。 2.3梯形圖程序按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1/定時(shí)器計(jì)2計(jì)

11、時(shí)，小車(chē)向B地前進(jìn)碰到B地行程開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)定時(shí)器 1定時(shí)器1計(jì)時(shí)時(shí)間到，小車(chē)向A地前進(jìn)，碰到A地行程開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)定時(shí)器2,按SB2停在A3、 自動(dòng)門(mén)控制裝置3.1根據(jù)題目要求畫(huà)出I/O分配表 輸 入 輸 出 K1 門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)I0.1 KM1 電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)Q0.0 K2 門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)I0.2 KM2 電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén)Q0.1 K3 開(kāi)門(mén)限位I0.3 K4 關(guān)門(mén)限位I0.43.2功能分析和順序功能圖門(mén)內(nèi)或門(mén)外光電探測(cè)有信號(hào)則K1或K2接通 KM1得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén) 門(mén)全開(kāi)，門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3動(dòng)作，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，定時(shí)器接通計(jì)時(shí) 計(jì)時(shí)時(shí)間8s到，KM2得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén) 關(guān)門(mén)過(guò)程中當(dāng)門(mén)內(nèi)或外檢測(cè)到信號(hào)K

12、1或K2接通KM1得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)停止，變?yōu)檎D(zhuǎn)開(kāi)門(mén)，重復(fù)整個(gè)過(guò)程；3.3梯形圖程序I0.1或I0.2接通電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)，限位開(kāi)關(guān)I0.3接通，電機(jī)停止，定時(shí)器計(jì)時(shí)定時(shí)時(shí)間到，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén)，關(guān)門(mén)時(shí)若Q0.0接通則電機(jī)由關(guān)門(mén)變?yōu)殚_(kāi)門(mén)。4、 心得體會(huì)回顧起此次西門(mén)子plc課程設(shè)計(jì)，令我仍感慨頗多。一個(gè)多星期的時(shí)間里，付出了不少時(shí)間和精力，努力地查找資料，但學(xué)到了很多很多東西。同時(shí)，不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，才能提高自己的思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中常遇到問(wèn)題，可以說(shuō)是困難重重，第一次做此類(lèi)設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新鞏固。 這次課程設(shè)計(jì)，我更深刻地認(rèn)識(shí)到PLC技術(shù)的強(qiáng)大功能，它可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，還可以處理分支、中斷、自診斷的問(wèn)題。邏輯控制功能通過(guò)STEP 7 MicroWIN SP6軟件編程實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線(xiàn)路大大簡(jiǎn)化。這次設(shè)計(jì)