PLC課程設(shè)計(jì)六人控制投票機(jī)的設(shè)計(jì)

PAGEPAGE《可編程邏輯控制器》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)——供09級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化、電氣工程與自動(dòng)化、自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生用引言：《可編程邏輯控制器》課程設(shè)計(jì)是該課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，既有別于畢業(yè)設(shè)計(jì)，又不同于課堂教學(xué)。它需要學(xué)生統(tǒng)籌運(yùn)用所學(xué)基本理論、基本方法對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試。設(shè)計(jì)題目二：六人投票機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求熟練使用西門子公司的S7-200系列產(chǎn)品的指令系統(tǒng)，根據(jù)控制要求進(jìn)行PLC梯形圖編程，設(shè)計(jì)一個(gè)六人投票機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)工作過(guò)程說(shuō)明如下圖所示，為一個(gè)設(shè)計(jì)六人投票機(jī)系統(tǒng)模擬圖，即六人對(duì)對(duì)象進(jìn)行投票，開(kāi)關(guān)接通，表示贊成，開(kāi)關(guān)打開(kāi)表示反對(duì)，若反對(duì)人數(shù)較多，則表示沒(méi)通過(guò)；若贊成人數(shù)較多，則表示通過(guò)；若贊成與反對(duì)人數(shù)相等，則表示同票，重新投票。圖1六人投票機(jī)設(shè)計(jì)要求：1、按下“啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，必須在5s的時(shí)間內(nèi)完成投票，贊成則按下投票按鈕，指示燈亮，表示投票成功；不贊成則不按投票按鈕。2、5s后投票停止后，存儲(chǔ)器中的結(jié)果為最終結(jié)果。將結(jié)果進(jìn)行比較，并顯示投票結(jié)果。投票結(jié)果用三個(gè)燈（Y0,Y1,Y2）顯示，Y0表示通過(guò)，Y0閃爍表示全票通過(guò)，Y1表示沒(méi)通過(guò)，Y2表示同票。3、當(dāng)投票結(jié)果顯示后，就不再接受任何信息，即使再投票，仍然不會(huì)改變其結(jié)果。4、按下復(fù)位開(kāi)關(guān)，所有的投票等立即熄滅，結(jié)果清零，可進(jìn)行再次開(kāi)始投票。5、主持人按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。設(shè)計(jì)步驟：（1）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，確定I/O點(diǎn)數(shù)，分配I/O地址；（2）畫出PLC硬件接線圖；（3）繪制PLC梯形圖；（4）系統(tǒng)上機(jī)調(diào)試。課程設(shè)計(jì)報(bào)告：1、報(bào)告內(nèi)容：本報(bào)告內(nèi)容包括7個(gè)部分，具體如下：封面；摘要、關(guān)鍵詞（摘要要綜述性概括設(shè)計(jì)的任務(wù)、過(guò)程、結(jié)論，200-300字，關(guān)鍵詞3-8個(gè)）；課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；正文（設(shè)計(jì)過(guò)程，包括需求分析、硬件接線圖、梯形圖、工作過(guò)程描述等）；總結(jié)（包括課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的學(xué)習(xí)體會(huì)與收獲、對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)等內(nèi)容）；參考文獻(xiàn)（包括在設(shè)計(jì)過(guò)程中查詢過(guò)的文獻(xiàn)資料）；附錄（包括附圖、程序等）。2、報(bào)告格式：摘要標(biāo)題——加粗，宋體二號(hào)字，居中；內(nèi)容——宋體小四號(hào)字，1.5倍行距關(guān)鍵詞標(biāo)題——加粗，宋體小四號(hào)字，居左；內(nèi)容——宋體小四號(hào)字，關(guān)鍵詞之間以分號(hào)隔開(kāi)——分頁(yè)正文正文標(biāo)題——居中，加粗宋體三號(hào)字內(nèi)容——宋體小四號(hào)字，1.5倍行距——分頁(yè)總結(jié)標(biāo)題——居中，加粗宋體二號(hào)字內(nèi)容——宋體小四號(hào)字，1.5倍行距

——分頁(yè)參考文獻(xiàn)標(biāo)題——居中，加粗宋體二號(hào)字內(nèi)容——宋體小四號(hào)字，1.5倍行距格式：[序號(hào)]作者姓名.書(shū)名（不用書(shū)名號(hào)）.出版社.出版日期如：——分頁(yè)附錄標(biāo)題——居中，加粗宋體二號(hào)字內(nèi)容——宋體小四號(hào)字，1.5倍行距3、其他要求：（1）論文中涉及到的貼圖，一律需要在貼圖正下方居中位置用宋體五號(hào)字體注明序號(hào)及名稱，如：圖1貼圖名稱；涉及到的表格，一律需要在表格正上方居中位置用宋體五號(hào)字體注明序號(hào)及名稱，如：表1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表；（2）正文部分要求在10頁(yè)以上；（3）論文中所有正文中文部分采用小四號(hào)宋體字，全角中文標(biāo)點(diǎn)。英文和數(shù)字一律采用半角，英文采用小四TimesNewRoman字體，半角標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。（5）論文一律用A4紙打印，頁(yè)邊距采用A4默認(rèn)的頁(yè)邊距，即：上、下為：2.54厘米；左、右為：3.174、報(bào)告模版（見(jiàn)另外一個(gè)文檔）1.設(shè)計(jì)的原始資料及依據(jù)：依據(jù)交通燈控制工程的控制要求，用西門子S7—200可編程控制完成該系統(tǒng)的設(shè)備配置，硬件設(shè)計(jì)，軟件編程，原始資料為可編程控制器原理及應(yīng)用教科書(shū)：實(shí)驗(yàn)室S7—200可編程控制器及參考文獻(xiàn)。2.設(shè)計(jì)的目的和意義可編程控制器是當(dāng)今工控領(lǐng)域不可缺少的控制裝置，廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)目前，工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)大多數(shù)是由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們用先進(jìn)的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)題目的設(shè)計(jì)具有一定的科研意義，它也可以為工業(yè)應(yīng)用提供一定的參考，可以使學(xué)生了解PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，可以掌握FCS的基本知識(shí)，可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣。3.課程設(shè)計(jì)要求要求學(xué)生寫出課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制出PLC硬件圖、PLC梯形圖、網(wǎng)絡(luò)布線圖：并將課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制出P&I圖、網(wǎng)絡(luò)圖打印出來(lái)。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包含的內(nèi)容有：采用PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的目的和意義你所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的任務(wù)你所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的對(duì)象特性你所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的方框圖及工作原理說(shuō)明你所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的PLC硬件圖/PLC梯形圖/控制功能圖及說(shuō)明4.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）撰寫規(guī)范（1）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）是體現(xiàn)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字。（2）學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等，課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）的結(jié)構(gòu)及各部分內(nèi)容要求可參照《沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》執(zhí)行，應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書(shū)寫工整，裝訂整齊。（3）說(shuō)明書(shū)（論文）打印。打印按《沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》的要求進(jìn)行打印。（4）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。5.進(jìn)度安排：周1.1：布置任務(wù)，查找資料；周1.2：選題及構(gòu)思；周1.3：確定控制系統(tǒng)功能及設(shè)備選型；周1.4：繪制出PLC硬件圖;周1.5：設(shè)計(jì)PLC梯形圖；周2.1：編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；周2.2：編輯課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；周2.3：打印課程設(shè)計(jì)成品；周2.4：整理報(bào)告準(zhǔn)備答辯；周2.5：答辯；6.主要參考資料（文獻(xiàn)）：1、林文孚單元機(jī)組自動(dòng)控制技術(shù)中國(guó)電力出版社20052、能源部西安熱工研究院熱工技術(shù)手冊(cè)19923、張淑玉電廠熱力過(guò)程自動(dòng)化水利電力出版社4、施仁自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制電子工業(yè)出版社5、文群英等熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)中國(guó)電力出版社2006.86、張麗香等模擬量控制系統(tǒng)中國(guó)電力出版社2006.4中文摘要近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入。同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)施檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件組合，加以完善。PLC的問(wèn)世為我們的生活和生產(chǎn)作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，從生產(chǎn)方面來(lái)說(shuō)，在各大電廠及生產(chǎn)制造車間到處可見(jiàn)PLC控制系統(tǒng)的蹤影，它可以準(zhǔn)確持續(xù)完成生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的綜合自動(dòng)化控制，提高了生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品的成本····從生活方面來(lái)說(shuō)，PLC控制系統(tǒng)和我們的衣食住行息息相關(guān)，它出現(xiàn)在我們生活中的每一個(gè)角落，時(shí)刻為我們的生活服務(wù)著，比如自動(dòng)投幣售貨機(jī)、全自動(dòng)化洗衣機(jī)、人機(jī)協(xié)控投票機(jī)···PAGE20目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1引言 31.1設(shè)計(jì)目的 31.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 31.3要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)： 32系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 32.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理論述 32.2系統(tǒng)變量定義及分配表 42.3系統(tǒng)電氣接線圖設(shè)計(jì) 52.4系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 53控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 63.1控制功能及控制原理論述 63.2控制程序流程圖思路論述 63.3程序控制時(shí)序圖設(shè)計(jì) 83.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容 124上微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（組態(tài)王） 124.1PLC與上位機(jī)軟件通訊組態(tài) 124.2變量組態(tài)論述 144.3工藝圖形組態(tài)論述 175系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 195.1系統(tǒng)調(diào)試及解決問(wèn)題 195.2結(jié)果分析 196結(jié)束語(yǔ) 197參考文獻(xiàn) 19選題意義近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用正在不斷地走向深入。它在各行各業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中扮演者重要的角色，對(duì)于一名自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生而言，PLC不僅是我們的主打?qū)I(yè)，它還是自動(dòng)控制的基礎(chǔ)和起點(diǎn)。在經(jīng)過(guò)了一年的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們對(duì)PLC的發(fā)展歷程有了一定的認(rèn)識(shí)和了解，并對(duì)它的工作原理進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)和探討，在我們都意識(shí)到它重要性的今天，我們選擇了題為《六人控制投票機(jī)系統(tǒng)》的課題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，以鞏固我們的理論學(xué)習(xí)，以提高我們的操作能力，以加強(qiáng)我們的專業(yè)技能，讓我們更好地將理論聯(lián)系實(shí)踐并將理論應(yīng)用于實(shí)踐，全面提升我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力···關(guān)鍵詞：可編程控制器六人控制投票機(jī)梯形圖1引言1設(shè)計(jì)目的：①設(shè)計(jì)出plc控制的六人投票控制機(jī)；②掌握plc的編程軟件平臺(tái)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、傳送指令、主子程序等有關(guān)指令的編程方法；③熟悉plc與上位機(jī)通訊、軟件調(diào)試的方法；④培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容：有六人參加競(jìng)選投票，主持人主持投票的全過(guò)程，直到有投票結(jié)果。3、要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：①按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始計(jì)時(shí)，需在5S內(nèi)完成投票，贊成則按下投票按鈕，指示燈亮，表示投票成功；不贊成則不按投票按鈕。②5S后立即顯示投票結(jié)果：Y0亮：表示不通過(guò)（即贊成人數(shù)<50%）；Y1亮：表示票數(shù)相同（即贊成與反對(duì)人數(shù)相同）；Y2亮：表示投票通過(guò)(即贊成人數(shù)>50%)；Y0、Y1、Y2閃爍：表示全數(shù)通過(guò)。③當(dāng)投票結(jié)果顯示后，就不再接受任何信息。即使再次投票，仍然不會(huì)改變其結(jié)果。并且投票臺(tái)前的燈不會(huì)亮。④主持人按下復(fù)位按鈕，所有的投票燈立即熄滅，可進(jìn)行再次投票。⑤主持人按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理論述考慮到控制功能、經(jīng)濟(jì)性。可靠性等方面，控制器選用S7-200PLC，CPU為226，數(shù)字量輸入為24點(diǎn)DC輸入，數(shù)字量輸出為16點(diǎn)繼電器輸出。被控對(duì)象為六人投票機(jī)，PLC自動(dòng)控制投票機(jī)工作的全過(guò)程。六人投票機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.2系統(tǒng)變量定義及分配表輸入變量程序符號(hào)表序號(hào)符號(hào)地址注解1啟動(dòng)I1.2按下后系統(tǒng)啟動(dòng)2停止I1.3按下后系統(tǒng)停止3復(fù)位I1.4按下后系統(tǒng)復(fù)位，可進(jìn)行再次投票4按鈕K1I0.01號(hào)投票臺(tái)5按鈕K2I0.12號(hào)投票臺(tái)6按鈕K3I0.23號(hào)投票臺(tái)7按鈕K4I0.34號(hào)投票臺(tái)8按鈕K5I0.45號(hào)投票臺(tái)9按鈕K6I0.56號(hào)投票臺(tái)輸出變量程序符號(hào)表序號(hào)符號(hào)地址注解1燈L1Q1.1按下K1后，1號(hào)投票燈亮2燈L2Q1.2按下K2后，2號(hào)投票燈亮3燈L3Q1.3按下K3后，3號(hào)投票燈亮4燈L4Q1.4按下K4后，4號(hào)投票燈亮5燈L5Q1.5按下K5后，5號(hào)投票燈亮6燈L6Q1.6按下K6后，6號(hào)投票燈亮7不用過(guò)Y0Q0.0當(dāng)票數(shù)通過(guò)率低于50%，Y0燈亮8同票Y1Q0.1當(dāng)票數(shù)通過(guò)率為50%,Y1燈亮9涌過(guò)Y2Q0.2當(dāng)票數(shù)通過(guò)率高于50%，Y2燈亮2.3系統(tǒng)電氣接線圖設(shè)計(jì)2.4系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)運(yùn)用TON定時(shí)器完成系統(tǒng)投票5S計(jì)時(shí)。運(yùn)用子程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)投票，并且運(yùn)用累加器對(duì)票數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，再運(yùn)用比較指令來(lái)對(duì)票數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并判斷通過(guò)與否。3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制功能及控制原理論述通過(guò)S7-200PLC的指令系統(tǒng)，由輸入控制按鈕，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的指示燈操作。并從投票的數(shù)量自動(dòng)判斷出該次投票是通過(guò)、不通過(guò)亦或同票。3.2控制程序流程圖思路論述六人投票機(jī)主程序流程圖票數(shù)判斷子程序3.3程序控制時(shí)序圖設(shè)計(jì)①投票機(jī)主程序時(shí)序圖②投票機(jī)子程序時(shí)序圖③票數(shù)判斷子程序3.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容在課程設(shè)計(jì)驗(yàn)收中，老師提出要求六人在5S內(nèi)完成投票時(shí)間是否有些緊張，能否將時(shí)間延長(zhǎng)。我通過(guò)對(duì)T37定時(shí)器進(jìn)行修改，將原來(lái)的50x100ms改為100x100ms，使投票時(shí)間延長(zhǎng)至10S。4上微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（組態(tài)王）4.1PLC與上位機(jī)軟件通訊組態(tài)采用組態(tài)王（Kingview）6.53監(jiān)控軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)六人投票控制機(jī)的上位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。①進(jìn)入工程開(kāi)發(fā)環(huán)境新建六人投票控制機(jī)工程進(jìn)入“組態(tài)王工程管理器”進(jìn)入組態(tài)工程閱讀器②定義I/O設(shè)備選擇S7-200系列的PPI通訊雙擊設(shè)備中的“COM1”，對(duì)波特率、數(shù)據(jù)位等通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。③定義數(shù)據(jù)庫(kù)變量將變量類型設(shè)定為“I/O離散”，數(shù)據(jù)類型設(shè)定為“Bit”4.2變量組態(tài)論述在“數(shù)據(jù)詞典”中進(jìn)行變量定義。因?yàn)镾7-200PLC的數(shù)字量輸入點(diǎn)的“寄存器”不能直接用“IX.X”來(lái)定義，要用中間變量“MX.X”來(lái)定義。在源程序由于存在一些類似于M0.0的變量可能和組態(tài)王中的中間變量定義沖突，為此，我在源程序中給每個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)并接了一個(gè)中間繼電器，繞過(guò)那些容易沖突的變量。數(shù)字量輸出點(diǎn)可直接用“QX.X”定義?！巴镀薄卑粹o數(shù)據(jù)庫(kù)變量定義數(shù)據(jù)“記錄員全區(qū)”設(shè)置定義好的六人投票控制機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)變量4.3工藝圖形組態(tài)論述進(jìn)入開(kāi)發(fā)系統(tǒng)畫面進(jìn)行畫面開(kāi)發(fā)4.4實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控效果論述運(yùn)行組態(tài)王上位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通電點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕后，啟動(dòng)指示燈亮K1~ 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