六人控制投票机设计(1).doc

沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院 课 程 设 计 设计题目 设计题目 六人控制投票机系统六人控制投票机系统 系系 别别 自控系自控系 班级班级 自动化自动化 091091 学生姓名学生姓名 周华勇周华勇 学号学号 20093341222009334122 指导教师指导教师 贾晓梅 任海燕贾晓梅 任海燕 职称职称 副教授副教授 副教授 副教授 起止日期 起止日期 20112011 年年 1212 月月 5 5 日起日起 至至 20112011 年年 1212 月月 1616 日止日止 沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院 课程设计任务书 课程设计 论文 题目 课程设计 论文 题目 六人投票控制机系统六人投票控制机系统 系系 别别 自控系自控系 班级班级 自动化自动化 091091 学生姓名学生姓名 周华勇周华勇 学号学号 20093341222009334122 指导教师指导教师 贾晓梅 任海燕贾晓梅 任海燕 职称职称 副教授 副教授副教授 副教授 课程设计 论文 进行地点 课程设计 论文 进行地点 实训实训 F F 座座 任务下达时间 任务下达时间 20112011 年年 1212 月月 5 5 日日 起止日期 起止日期 20112011 年年 1212 月月 5 5 日起日起 至至 20112011 年年 1212 月月 1616 日止日止 教研室主任教研室主任 年年 月月 日批准日批准 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 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 2005 2 能源部西安热工研究院 热工技术手册 1992 3 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 8 6 张丽香等 模拟量控制系统 中国电力出版社 2006 4 沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院 PLCPLC原理及应用原理及应用 课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表 系 部 系 部 自控系自控系 班级 班级 自动化自动化091091 学生姓名 学生姓名 周华勇周华勇 指指 导导 教教 师师 评评 审审 意意 见见 评价 内容 具 体 要 求权重评 分 加权 分 调研 论证 能独立查阅文献 收集资料 能制定课程设计方案和 日程安排 0 15 54 43 32 2 工作 能力 态度 工作态度认真 遵守纪律 出勤情况是否良好 能 够独立完成设计工作 0 25 54 43 32 2 工作 量 按期圆满完成规定的设计任务 工作量饱满 难度 适宜 0 25 54 43 32 2 说明 书的 质量 说明书立论正确 论述充分 结论严谨合理 文字 通顺 技术用语准确 符号统一 编号齐全 图表 完备 书写工整规范 0 55 54 43 32 2 指导教师评审成绩指导教师评审成绩 加权分合计乘以 加权分合计乘以 1212 分分加权分合计加权分合计 指指 导导 教教 师师 签签 名 名 年年 月月 日日 评评 阅阅 教教 师师 评评 审审 意意 见见 评价 内容 具 体 要 求权重评 分 加权 分 查阅 文献 查阅文献有一定广泛性 有综合归纳资料的能力 0 25 54 43 32 2 工作 量 工作量饱满 难度适中 0 55 54 43 32 2 说明 书的 质量 说明书立论正确 论述充分 结论严谨合理 文字 通顺 技术用语准确 符号统一 编号齐全 图表 完备 书写工整规范 0 35 54 43 32 2 评阅教师评审成绩评阅教师评审成绩 加权分合计乘以 加权分合计乘以 8 8 分分加权分合计加权分合计 评评 阅阅 教教 师师 签签 名 名 年年 月月 日日 课课 程程 设设 计计 总总 评评 成成 绩绩分分 中文摘要中文摘要 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 沈阳工程学院课程设计 1 目录目录 1 1 引言引言 3 3 1 11 1 设计目的设计目的 3 3 1 21 2 设计内容设计内容 3 3 1 31 3 要实现的目标 要实现的目标 3 3 2 2 系统总体方案设计系统总体方案设计 3 3 2 12 1 系统硬件配置及组成原理论述系统硬件配置及组成原理论述 3 3 2 22 2 系统变量定义及分配表系统变量定义及分配表 4 4 2 32 3 系统电气接线图设计系统电气接线图设计 5 5 2 42 4 系统可靠性设计系统可靠性设计 5 5 3 3 控制系统设计控制系统设计 6 6 3 13 1 控制功能及控制原理论述控制功能及控制原理论述 6 6 3 23 2 控制程序流程图思路论述控制程序流程图思路论述 6 6 3 33 3 程序控制时序图设计程序控制时序图设计 8 8 3 43 4 创新设计内容创新设计内容 1212 4 4 上微机监测系统设计 组态王 上微机监测系统设计 组态王 1212 4 1PLC4 1PLC 与上位机软件通讯组态与上位机软件通讯组态 1212 4 24 2 变量组态论述变量组态论述 1414 4 34 3 工艺图形组态论述工艺图形组态论述 1717 5 5 系统调试及结果分析系统调试及结果分析 1919 5 15 1 系统调试及解决问题系统调试及解决问题 1919 5 25 2 结果分析结果分析 1919 6 6 结束语结束语 1919 7 7 参考文献参考文献 1919 沈阳工程学院课程设计 2 选题意义选题意义 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 可编程控制器关键词 可编程控制器 六人控制投票机六人控制投票机 梯形图梯形图 沈阳工程学院课程设计 3 1 引言引言 1 1 设计目的设计目的 设计出 plc 控制的六人投票控制机 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 熟悉 plc 与上位机通讯 软件调试的方法 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 2 设计内容 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 3 要实现的目标 要实现的目标 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 5S 后立即显示投票结果 Y0 亮 表示不通过 即赞成人数50 Y0 Y1 Y2 闪烁 表示全数通过 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 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 主持人按下停止按钮 系统停止工作 2 2 系统总体方案设计系统总体方案设计 2 12 1 系统硬件配置及组成原理论述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 沈阳工程学院课程设计 4 六人投票机结构示意图六人投票机结构示意图 2 22 2 系统变量定义及分配表系统变量定义及分配表 输入变量程序符号表输入变量程序符号表 序号序号符符 号号地地 址址注注 解解 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 沈阳工程学院课程设计 5 输出变量程序符号表输出变量程序符号表 2 32 3 系统电气接线图设计系统电气接线图设计 2 42 4 系统可靠性设计系统可靠性设计 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 序号序号符符 号号地地 址址注注 解解 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 沈阳工程学院课程设计 6 进行计数并判断通过与否 3 3 控制系统设计控制系统设计 3 13 1 控制功能及控制原理论述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 23 2 控制程序流程图思路论述控制程序流程图思路论述 六人投票机主程序流程图六人投票机主程序流程图 沈阳工程学院课程设计 7 票数判断子程序票数判断子程序 沈阳工程学院课程设计 8 3 33 3 程序控制时序图设计程序控制时序图设计 投票机主程序时序图投票机主程序时序图 沈阳工程学院课程设计 9 沈阳工程学院课程设计 10 沈阳工程学院课程设计 11 投票机子程序时序图投票机子程序时序图 沈阳工程学院课程设计 12 票数判断子程序票数判断子程序 3 43 4 创新设计内容创新设计内容 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 50 x100ms 改为 100 x100ms 使投票时间延 长至 10S 4 4 上微机监测系统设计 组态王 上微机监测系统设计 组态王 4 1PLC4 1PLC 与上位机软件通讯组态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 进入工程开发环境 新建六人投票控制机工程 沈阳工程学院课程设计 13 进入 组态王工程管理器 进入组态工程阅读器 定义 I O 设备 选择 S7 200 系列的 PPI 通讯 沈阳工程学院课程设计 14 双击设备中的 COM1 对波特率 数据位等通讯参数进行设定 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 24 2 变量组态论述变量组态论述 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 沈阳工程学院课程设计 15 定义好的六人投票控制机数据库变量 沈阳工程学院课程设计 16 沈阳工程学院课程设计 17 4 34 3 工艺图形组态论述工艺图形组态论述 进入开发系统画面进行画面开发 4 44 4 实现的监控效果论述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 沈阳工程学院课程设计 18 K1 K6