十人投票机毕业设计

编号四川交通职业技术学院毕业设计十人投票机系别自动化工程系专业电气自动化班号电气2班学生姓名付炫都学生学号20110295指导教师方建华四川交通职业技术学院2013年10月22日键入文字四川交通职业技术学院键入文字毕业设计评审表一（指导教师评分）班级学生姓名学号评价内容主要要求分值评分1、设计内容设计内容与顶岗实习相结合，独立完成；设计方案合理、论证充分、计算正确；设计步骤正确、结构设计合理；202、设计图纸或其他技术成果市场调研充分、资料收集丰富；设计图纸或其他技术文件规范，表达清楚；技术成果有研究和实用价值。203、设计说明书设计过程及技术说明详细；说明书格式规范，结构严谨；图表完备。10成绩合计50指导教师评语指导教师签名年月日键入文字四川交通职业技术学院键入文字毕业设计评审表二（审阅教师评分）评价内容具体要求分值评分1、设计内容选题恰当、方案正确、计算无误、结构合理102、设计图纸或其他技术成果设计图纸或其他技术文件规范，表达清楚；有研究和实用价值。103、设计说明书设计过程及技术说明详细；格式规范。10成绩合计30审阅教师评语审阅教师签名年月日键入文字四川交通职业技术学院键入文字毕业设计评审表三（毕业设计答辩评分）班级学生姓名学号答辩题目对学生答辩问题的评价正确基本正确提示后回答错误未回答答辩委员会（或小组）评语成绩（满分20）负责人签名年月日键入文字四川交通职业技术学院键入文字毕业设计评审表四（总成绩评定表）班级学生姓名学号设计（论文）题目十人投票机设计成绩指导教师评分50审阅教师评分30答辩评分20总成绩系毕业设计（论文）领导小组审核意见组长签名年月日键入文字四川交通职业技术学院键入文字毕业设计任务书班级学生姓名指导教师设计题目十人投票机设计主要设计内容1PLC基础知识2PLC加指令，逻辑运算指令主要技术指标或研究目标工作原理及控制系统原理图；系统PLC配置方案（I/O端口接线图）；PLC梯形程序图；PLC选型为S7200（CPU224XP）基本要求根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行十人投票机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力主要参考资料及文献1钟肇新、范建东、冯太合编可编程控制器原理及应用（第四版）M华南理工大学出版社200822范永胜电气控制与PLC应用M北京电子工业出版社，200773胡学林可编程控制器原理及应用M北京电子工业出版社，200584吴中俊可编程控制器原理及应用M北京机械工业出版社，20071键入文字四川交通职业技术学院键入文字键入文字四川交通职业技术学院键入文字目录1引言12设计目的23PLC控制系统设计的一般步骤34设计题目45系统总体方案设计66系统输入输出设计67PLC的选择68I/O分配表99PLC输入输出电路图1010控制程序流程图设计1111时序图1212梯形图部分1313系统调试及结果分析1914总结21键入文字四川交通职业技术学院键入文字1第1章引言11设计目的一、PLC概况可编程控制器（PROGRAMMABLECONTROLLER）简称PC。个人计算机（PERSONALCOMPUTER）也简称PC。为了避免混淆，人们将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER）。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”（1）可编程控制器是“数字运算操作的电子装置”，其中带有“可以编制程序的存储器”，可以进行“逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算”工作，可以认为可编程控制器具有计算机的基本特征。事实上可编程控制无论从内部构造、功能及功能原理上看都不折不扣的是计算机。（2）可编程控制器是“为工业环境下应用”而设计的计算机。工业环境和一般办公环境有很大的区别，PLC具有特殊的构造，键入文字四川交通职业技术学院键入文字2使它能在高粉尘、高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。为了能控制“机械或生产过程”，它又要能“易于与工业控制系统形成一个整体”这些都是个人计算机不可能做到的。因此可编程控制器不是普通的计算机，它是一种工业现场使用的计算机。（3）可编程控制器能控制“各种类型”的工业设备及生产过程。它“易于扩展其功能”，它的程序能根据控制对象的不同要求，让使用者“可以编制程序”。也就是说可编程控制器较其以前的工业控制计算机，具有更大的灵活性，它可以方便的应用在各种场合，是一种通用的工业控制计算机。PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强；2、配套齐全，功能完善，适用性强；3、易学易用，深受工程技术人员欢迎；4、系统设计周期短，维护方便，改造容易；5、体积小，重量轻，能耗低。可靠性设计是指在规定的条件下和规定的时间内系统完成其规定的功能的能力，或者说是系统保持其功能在正常实现的时间。PLC是专为工业生产环境设计的控制装置，一般不需要采取特殊措施，就可以直接在工业环境中使用，但是，若现场环境比较恶劣，使用了众多大功率机械设备，而大功率机械设备的启动、负载的变化会引起电网电压的波动，产生低频干扰；另外，使用电焊机和火焰切割机会产生高频火花电流造成干扰；同时，现场的各种动力线会通过键入文字四川交通职业技术学院键入文字3电脑磁耦合产生干扰。这些干扰都会通过与现场设备相连的电缆引入PLC控制系统中，影响系统安全可靠的工作，所以合理地设计系统的可靠性就显得尤为重要。本课程设计应用于多人投票场景，应是远离工业环境的。以上提及的大功率机械设备和电焊机和火焰切割机产生的干扰可以忽略。二、本次设计目的根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行十人投票机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括1设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2系统有启动、停止功能；3运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4程序结构与控制功能自行创新设计；5进行系统调试，实现十人投票机的控制要求。键入文字四川交通职业技术学院键入文字4三、PLC控制系统设计的一般步骤（1）深入了解控制要求，确定控制的操作方式、应完成的动作。（2）确定所需的信号输入元件、输出执行元件，据此确定PC的I/O点数。进行I/O点的分配。（3）选定PC型号。（4）绘制PC外部接线图，设计控制系统的主电路。（5）设计PC控制程序。（6）模拟调试。（7）制作控制柜。（8）进行现场调试。（9）编制技术文件。键入文字四川交通职业技术学院键入文字512设计题目一、控制要求1运行PLC2当PLC运行时，X12计票开关OFF，则不执行投票计算。3当PLC运行时，再扳YX12计票开关ON，开始计时，此时需在5S内完成投票赞成与不赞成，请扳动X0XL1如赞成XON，若反对XOFF。4X12ON，5S后立即显示投票结果，若显示灯Y0亮表示不通过即反对人数较多Y1亮表示同票即赞成与反对人数相等Y2亮表示通过即赞成人数较多5当投票结果显示后，就不再接受任何信息，即使再次投票显示灯仍不会改变其结果。6X13为归零按钮在X13归零后，所有的显示灯熄灭，此时可再次进行投票二、设计任务学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行十人投票机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括1设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2系统有启动、停止功能；3运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4程序结构与控制功能自行创新设计；5进行系统调试，实现十人投票机的控制要求。键入文字四川交通职业技术学院键入文字6三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。键入文字四川交通职业技术学院键入文字7第2章系统总体方案设计1系统输入输出设计在十人投票PLC控制系统中，我们总共用到了12个输入点和3个输出点。输入信号十个开关，两个按钮。输出信号三个显示灯。2PLC的选择PLC的选择主要包括结构形式、性能、容量、输出类型、控制功能。1PLC的I/O选择PLC的I/O选择非常重要，I/O点数既要满足需求也要考虑经济效益，一般I/O点数多的PLC价格比较贵，特别是大型PLC，虽然速度比较快，但是体积大、价格，不适合一般情况下使用。在十人投票PLC控制系统中，并只用到了12个输入点和3个输出点，故使用小型PLC即可。在设计中，我们采用输入输出点数为15点的PLC。（2）PLC的输出类型的选择PLC的输出有三种类型继电器输出型为有触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路；可控硅输出型为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的交流电源负载；晶体管输出型为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。在对频率要求不高的情况下，我们采用继电器输出。（3）PLC的控制功能的选择对于以开关量进行控制的系统，一般的低档机就能够满足要求。对于以开关量控制为主，带有少量的模拟量控制的系统，应选用键入文字四川交通职业技术学院键入文字8带A/D、D/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机。对于控制比较复杂，控制性能要求较高的系统，例如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可视控制规模及复杂的程度，选用中档机或者高档机。对于工艺过程比较固定、环境条件比较好的场合，选用整体式结构PLC。控制程序设计思路首先，按下开始按钮。记录十人投票，同意为1，反对为0，同意的人数与5比较，大于5为通过，小于5为不通过，等于5为同意和反对人数相等。输出结果通过三盏LED灯显示，Q0灯亮表示通过，Q1灯亮表示同票，Q2灯亮表示不通过。按下复位按钮后，灯灭，存储器清零，投票和计票重新开始。PLC开始工作，定时器开始计时，000011处接受投票，投票结果送入,然后结果两两相加，5秒之后累加结束，把此时结果与5比较，比较出的结果直接选择送入100102，与输出口对应的灯亮。键入文字四川交通职业技术学院键入文字93I/O分配表I/O点的分配如下表输入装置输入端子号输出装置输出端子号选择开关1I001灯Y0Q000选择开关2I002灯Y1Q001选择开关3I003灯Y2Q002选择开关4I004选择开关5I005选择开关6I006选择开关7I007选择开关8I010选择开关9I011选择开关10I000按钮PB12I012按钮PB13I013表1I/O点的分配表键入文字四川交通职业技术学院键入文字104PLC输入输出电路图图1PLC输入输出原理图键入文字四川交通职业技术学院键入文字115控制程序流程图设计开始开关按下后，投票开始，计票同时启动，期间可以任意修改投票结果，5S后投票和计票同时停止，此时存储器中的结果为最终结果，将结果输出，LED灯亮，显示投票结果。主持人按下复位开关，结果清零，投票重新开始。图31控制程序流程图键入文字四川交通职业技术学院键入文字126时序图键入文字四川交通职业技术学院键入文字137梯形图部分根据题设I12,I13分别是开始和复位，那么基本可以说I00，I01，I02，I03，I04，I05，I06，I07，I10，I11为投票的10个输入端。Q01,Q02,Q03为输出端。而结果是在5秒后算出来的，那么只要在第5秒的时刻就读取输入状态就行了。然后按I13可以复位灯全灭并可以下一轮投票。下面我开始编写程序并画电路图，所需元件等。键入文字四川交通职业技术学院键入文字14键入文字四川交通职业技术学院键入文字15键入文字四川交通职业技术学院键入文字16键入文字四川交通职业技术学院键入文字17键入文字四川交通职业技术学院键入文字18键入文字四川交通职业技术学院键入文字198系统调试及结果分析当同意人数为3人时Y0灯亮当同意人数为3人时，Y0灯亮键入文字四川交通职业技术学院键入文字20同意人数为5人时Y1灯亮当同意人数为3人时，Y1灯亮当同意人数为8人时，Y2灯亮同意人数为5人时Y1灯亮由上图可以看出，按下相同数量按键时，结果显示完全相同。随机按下3、4、5、6、7、8个按键时，虽然没有记录所有可能的按键组合，但多次的随机按键也能从侧面反映系统的稳定性和可靠性。本设计完全符合十人投票机的设计要求。由于本次调试条件有限，实体图使用来自于网络，部分与本次调试设备不相符合。键入文字四川交通职业技术学院键入文字21第三章总结通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我