十人投票機設(shè)計

..電氣控制與PLC電氣控制與PLC課程設(shè)計題目:十人投票機設(shè)計院系名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：電氣F1104班學(xué)生：**x學(xué)號：2011239108**指導(dǎo)教師：**成績：成績：指導(dǎo)教師簽名：日期：目錄TOC\o"1-3"\h\u25880第一章系統(tǒng)概述3202941.1設(shè)計目的345261.2、設(shè)計容3167191.3要實現(xiàn)的目標38403第二章方案論證432320第三章硬件設(shè)計6236803.1系統(tǒng)的構(gòu)造方框圖6242783.2I/O分配6160023.3I/O接線圖7290983.4元器件選型73867第四章軟件設(shè)計9188744.1流程圖9312244.2設(shè)計思路9159014.3梯形圖 1121382第五章系統(tǒng)調(diào)試 1331865.1硬件調(diào)試1371275.2軟件調(diào)試13229945.3結(jié)果分析1519549設(shè)計心得163642參考文獻1724406附錄一：源程序1815961附錄二：元件清單21

第一章系統(tǒng)概述1.1設(shè)計目的1、設(shè)計出plc控制的十人投票控制機；2、掌握plc的編程軟件平臺、定時器、計數(shù)器、主控指令等有關(guān)指令的編程方法；3、熟悉plc與上位機通訊、軟件調(diào)試的方法；4、培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計設(shè)計能力、分析問題與解決問題的能力。1.2、設(shè)計容有十人參加競選投票，主持人主持投票的全過程，直到有投票結(jié)果。1.3要實現(xiàn)的目標〔1〕．運行PLC〔2〕．當PLC運行時，計票開關(guān)X12處于原位，計票開關(guān)=OFF，那么不執(zhí)行投票計算。〔3〕．當PLC運行時，扳動計票開關(guān)X1，計票開關(guān)=ON，開場計時，此時需在5s完成投票(贊成與不贊成)，請扳動X0~Xl1(如贊成：X：ON，假設(shè)反對X：OFF?！?〕．[X12]=ON，5s后立即顯示投票結(jié)果，假設(shè)顯示燈Y0亮：表示不通過(即反對人數(shù)較多)Y1亮：表示同票(即贊成與反對人數(shù)相等)Y2亮：表示通過(即贊成人數(shù)較多)〔5〕．當投票結(jié)果顯示后，就不再承受任何信息，即使再次投票顯示燈仍不會改變其結(jié)果。〔6〕．X13為復(fù)位按鈕．在x13歸零后，所有的顯示燈熄滅，此時可再次進展投票：第二章方案論證方案一：利用PLC為控制器，通過所存儲的程序?qū)⑹送镀钡妮斎胄盘柼幚砗筝敵鼋Y(jié)果。方案二：利用繼電器和接觸器組合控制實現(xiàn)十人投票機的功能。PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同。現(xiàn)將兩種控制系統(tǒng)進展比擬。1.從靈活性和可擴展性比擬繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能、較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以繼電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。而PLC采用了計算機技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲器中，要改變控制邏輯只需友變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。PLC控制系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC中每只軟繼電器的觸點數(shù)理論是無限制的，因此其靈活性和可擴展性很好。2.從工作方式上進展比擬在繼電器控制電路中，當電源接通時，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，同它們在梯形圖中的位置有關(guān)，這種工作方式稱為串行工作方式。3.從控制速度上進展比擬繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作實現(xiàn)的，工作頻率低，觸點的開關(guān)動作一般在幾十毫秒數(shù)量級，且機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制，一般一條用戶指令的執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級，因此速度較快，PLC部還有嚴格的同步控制，不會出現(xiàn)觸點抖動問題。4.從可靠性和可維護性上進展比擬由于繼電器控控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，連線多，觸點開閉時存在機械磨損、電弧燒傷等現(xiàn)象，觸點壽命短，所以可靠性和可維護性較差。而PLC采用半導(dǎo)體技術(shù)，大量的開之動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長、可靠性高。PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便從定時、記數(shù)比擬電器控制定時精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能；plc時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時圍寬；方案一PLC控制靈活性和可擴展性比擬好，采用串行掃描工作方式，而且控制速度快可靠性能高，并且調(diào)試維護方便。方案二構(gòu)造復(fù)雜，速度慢，可靠性低，不便于維護。從以上比擬可知，采用方案一利用PLC為控制器比擬好。第三章硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)的構(gòu)造方框圖圖3.1構(gòu)造方框圖3.2I/O分配表3.1名稱輸入編號名稱輸出編號1號投票開關(guān)X000燈Y0〔不通過〕Y0002號投票開關(guān)X001燈Y1〔等票〕Y0013號投票開關(guān)X002燈Y2〔通過〕Y0024號投票開關(guān)X0035號投票開關(guān)X0046號投票開關(guān)X0057號投票開關(guān)X0068號投票開關(guān)X0079號投票開關(guān)X01010號投票開關(guān)X011啟動開關(guān)X012復(fù)位按鈕X0133.3I/O接線圖圖3.1接線圖3.4元器件選型PLC采用FX2n-32MR-001，F(xiàn)X2N系列是三菱PLCFX家族中最先進的系列。有高速處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強，可擴展到256點。且具有如下特點：1.系統(tǒng)配置即固定又靈活；2.編程簡單；3.備有可自由選擇，豐富的品種；4.令人放心的高性能；5.高速運算；6.使用于多種特殊用途；7.外部機器通訊簡單化；8.共同的外部設(shè)備。由于該課程設(shè)計僅用到13個輸入3個輸出點。比擬FX2n系列：表3.2FX2N型號可知采用FX2n-32MR比擬適宜，利用率較高。3.4.2指示燈指示燈選擇型號SC986-LED額定電壓24VDC額定電流15mA功率0.36W，顏色紅、黃、綠各一個。由于PLC輸出端采用24V直流電，所以選擇額定電壓為24V的指示燈，SC986-LED耐壓強度高，置限流電阻不需要再外接電阻。3.4.3直流電源直流電源選擇型號JCA10-24額定電流為0.5A額定電壓24VDC，尺寸78*48*21mm。3.4.4開關(guān)KCD1-101面板尺寸21X15mm，兩腳，共十個，作為選擇開關(guān)。KCD12-A圓型小型綠色按鈕3A250V，一個，作為計票開關(guān)。3.4.5復(fù)位按鈕LAY37-11BN〔Y090)平頭紅色按鈕不帶鎖，一個，作為復(fù)位開關(guān)。第四章軟件設(shè)計4.1流程圖圖4.1流程圖4.2設(shè)計思路〔1〕首先啟動運行PLC，并且對數(shù)據(jù)存放器D10清零，采用以下梯形圖〔2〕利用計票開關(guān)控制整個主控程序：〔3〕十個人進展投票，在5s時間完成，此期間可以改變主意，當定時5s時間到時進展數(shù)據(jù)累加計算，程序采用順序掃描，那么采用加一指令，將結(jié)果存入數(shù)據(jù)存放器D10?！?〕利用定時器T0進展定時5s,且當復(fù)位按鈕動作時，定時器也清零?！?〕定時5s完畢時，將D10中存的數(shù)與5比擬，當小于5時輔助繼電器M0閉合，使得Y0指示燈亮，表示投票人數(shù)少于5，不通過。當D10與5相等時，輔助繼電器M1閉合，指示燈Y1亮，表示同票。當D10大于5時，輔助繼電器M2閉合，指示燈Y2亮，表示通過?！?〕利用X13對數(shù)據(jù)存放器及輔助繼電器清零，以便再次投票：〔7〕主控程序完畢：4.3梯形圖第五章系統(tǒng)調(diào)試5.1硬件調(diào)試檢查到線的連接情況，看是否有短路開路現(xiàn)象。檢查開關(guān)按鈕是否能正常工作，指示燈是否正常。同時檢查系統(tǒng)的抗干擾能力。5.2軟件調(diào)試閉合X12開場投票，當有4人投票時〔比方X0、X1、X4、X7〕，5s開場計數(shù)比擬，輔助繼電器M0閉合，不通過指示燈Y1亮，如下圖：圖5.1圖5.2圖5.3〔2〕閉合X12開場投票，當有7人投票時〔比方X0、X1、X4、X7〕，5s開場計數(shù)比擬，輔助繼電器M0閉合，不通過指示燈Y1亮，如下圖：圖5.4圖5.5圖5.65.3結(jié)果分析由調(diào)試結(jié)果可知，系統(tǒng)軟件硬件均能正常工作，在啟動投票按鈕后5s進展投票，之后顯示結(jié)果。在5s可以隨時改變決定，但在5s后不能再進展投票。經(jīng)過測驗符合設(shè)計要求。設(shè)計心得本次PLC課程設(shè)計題目與實際生活聯(lián)系嚴密，使我充分認識到了這門課程的實際意義和現(xiàn)實重要性。通過本次課程設(shè)計我掌握了電氣控制的原理設(shè)計的根本方法，并能到達熟練使用可編程控制器實現(xiàn)簡單控制系統(tǒng)的控制要求，尤其是對于順序控制指令的使用。根本可以熟練地進展系統(tǒng)外圍電路設(shè)計、接線、編程、調(diào)試等工作。通過本次課程設(shè)計，我學(xué)到很多東西，不只是PLC這門課程的知識，還體會到了很多道理。從剛拿到題目時的無從下手到盲目翻閱資料的同時居然忘記看教師給的重要設(shè)計指導(dǎo)，從完成設(shè)計大體框架的興奮到被小問題阻礙的不知所措，直到最后多方請教、多方咨詢終于完成設(shè)計，收獲了滿滿的成就感。最重要的是讓我明白：堅持就是勝利。最簡單卻最有效的成功方法。作為一名學(xué)生，在設(shè)計的思想、經(jīng)歷等等方面難免有所欠缺和缺乏之處，但是，經(jīng)過教師和同學(xué)們的幫助，我還是順利的完成了課程設(shè)計。在此，我要感教師給了我一個把所學(xué)的知識與實際應(yīng)用相結(jié)合的鍛煉時機，讓我在完成課程設(shè)計的過程中學(xué)到了很多很多。也要感同學(xué)們在此期間對我的幫助。參考文獻[1]任勝杰.電氣控制與PLC系統(tǒng).：機械工業(yè)，2013.[2]常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.：機械工業(yè)，2007.[3]三菱電機公司.FX2n編程手冊，2004.[4]三菱電機公司.FX系列特殊功能模塊