机床电气与PLC技术课程设计与实训

1、机床电气与 PLC 技术课程设计与实训说明书姓名 ：班级 ： 学号 : 专业 ：组别 ：日期 ：指导教师 ： 成绩：目录1.前言12.1 题目32.2 PLC 的选型原则42.3 地址分配表52.4 功能表图62.5 梯形图72.6 语句表73.总结131. 前言可编程控制器，简称 PLC ，是一种电气自动化控制装置，国际电工委员会将 PLC 定义为：是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。可编程序

2、控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把 PLC 认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC 由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC 软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监

3、控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。用户程序是用户根据现场控制要求，用 PLC 的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。故自 60 年代末第一台 PLC 问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程。进入 80 年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使得可编程控制器有了突飞猛进的发展，功能日益增强，已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，具备模数转换

4、、数模转换、高速计数、速度控制、位置控制、轴定位控制、温度控制、PID 控制、远程通讯、高级语言编辑以及各种物理量转换等功能。特别是远程通讯功能的实现，易于实现时柔性加工和制造系统（FMS），使得 PLC 如虎添翼，被人们称为现代工业控制三大支柱之一。 初期的 PLC 只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。随着微电子技术的发展，PLC 以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。目前，可编程4序控制器既保留了原来可编程序逻辑控制器的所有优点，又吸收和发展了其他控制装置的优点，包括计算机控制系统、过程仪表控制系统、集散系统、分散系统等。

5、在许多场合，可编程序控制器可以构成各种综合控制系统，例如构成逻辑控制系统、过程控制系统、数据采集和控制系统、图形工作站等等。 PLC 基本结构：1.中央控制单元 CPU。CPU 是 PLC 的“大脑”，通常由一个微处理器和一个存储器组成。微处理器实现逻辑处理和控制各模块间通信的功能，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存由微处理器完成的逻辑操作的结果。 2.I/O 模块 I/O 系统构成了现场设备与控制器连接的接口，作用就是从使现场接收到的信号或送到现场的信号达到处理器的要求。输入(1nput)模块和输出(Output)模块简称为 IO 模块，它们是系统的眼、耳、手、

6、脚，是联系外部现场设备和 CPU 模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等过来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号。 3.编程器设备 编程设备用来向存储器中写入程序，并用它进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型 PLC 编程，或者用于现场调试和维护。个人计算机（PC）是最常用的编程设备。使用编程软件

7、可以在计算机的屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序被编译后下载到 PLC，也可以将 PLC 中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。4 电源 PLC 一般使用 220V 交流电源或 24V 直流电源。内部的开关电源为各模块提供 DC 5V，±12V，24V 等直流电源。小型 PLC 一般都可以为输入电路和外部的电子传感器(如接近开关)提供 24V 直流电源，驱动 PLC 负载的直流电源一般由用户提供2.1 题目 题目：城市交通灯控制交通灯控制系统的控制要求如下：(1) 信号灯受一个起

8、动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。(2) 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。(3) 南北红灯亮维持25S。在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。(4)东西红灯亮维持25S。南北绿灯亮维持25S。然后闪烁3S，熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。(5) 周而复始。2.2 PLC 的选型原则在 PLC

9、系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC 及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用 PLC 应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC 的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程控制器、能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定 PLC 的功能、外部设备特性等，最后选

10、择有较高性能价格比的 PLC 和设计相应的控制系统。一般在选择 PLC 时考虑以下几方面：一、输入输出（I/O）点数的估算二、存储器容量的估算三、控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能和处理速度等特性的选择器。2.3 地址分配表输入输出启动SB10.01 东红灯HL110.00停止SB20.02 东绿灯HL210.01繁忙按键SB30.03东黄灯HL3 10.02西红灯HL4 10.03西绿灯HL5 10.04西黄灯HL6 10.05南红灯HL7 10.06南绿灯HL8 10.07南黄灯HL911.00北红灯HL10 11.01北绿灯HL1111.02北黄灯HL12 1

11、1.032.4 功能表图2.5 梯形图 2.6 语句表LD 253.15LD 200.01AND 0.01ORLDLD 200.02AND 0.01ORLDLD 200.03AND 0.01ORLDLD 200.04AND 0.01ORLDLD 200.05AND 0.01ORLDLD 200.06AND 0.01ORLDOR 200.00ANDNOT 200.01OUT 200.00LD 200.00AND 0.00ANDNOT 0.02LD 200.06AND T0005ORLDOR 200.01ANDNOT 200.00ANDNOT 200.02OUT 200.01LD 200.01AN

12、D T0000OR 200.02ANDNOT 200.03ANDNOT 200.00OUT 200.02LD 200.02AND T0001OR 200.03ANDNOT 200.04ANDNOT 200.00OUT 200.03LD 200.03AND T0002OR 200.04ANDNOT 200.05ANDNOT 200.00OUT 200.04LD 200.04AND T0003OR 200.05ANDNOT 200.06ANDNOT 200.00OUT 200.05LD 200.05AND T0004OR 200.06ANDNOT 200.01ANDNOT 200.00OUT 20

13、0.06LD 200.01OR 200.02OR 200.03OUT 10.06OUT 11.01LD 200.01OUT 10.01OUT 10.04TIM 0000 #0200LD 200.02OUT 11.04OUT 11.05TIM 0001 #0030LD 200.03OUT 10.02OUT 10.05TIM 0002 #0020LD 200.04OUT 10.07OUT 11.02TIM 0003 #0200LD 200.05OUT 11.06OUT 11.07TIM 0004 #0030LD 200.06OUT 11.00OUT 11.03TIM 0005 #0020 3. 总

14、结 通过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。 通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于plc设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。 虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽