单片机频率温度检测系统设计实训报告

1、 . . . 大学自动化与电气工程学院单片机频率温度检测系统设计实训（第三期）姓 名 ：甜甜 学 号 ： 班 级 ：电控0901 专 业 ：电气工程与其自动化 院 系：自动化与电气工程学院 指导教师： 聪 联系： 完成日期 2012年11月目录一基本概念1 触摸屏DOPB系列（命名规则、性能特点）的相关介绍.2 台达DVPPLC的相关概念3 DOPB系列触摸屏的多行业应用.4 方案论证型号对比.二PLC与触摸屏综合应用实训l 1 基本指令实训（1）硬件设计分析 （PLC与实训模块的外电路接线图、触摸屏变量设置（IO分配表）、）.（2）软件设计分析 （触摸屏界面设置、PLC梯形图程序编写）（3）

2、实训报告要求完成的（控制要求、指令表、程序分析等）。l 2 自动轧钢机控制实训（1）硬件设计分析 （PLC与实训模块的外电路接线图、触摸屏变量设置（IO分配表）、）.（2）软件设计分析 （触摸屏界面设置、PLC梯形图程序编写）（3）实训报告要求完成的（控制要求、指令表、程序分析等）l 3 自动送料装车控制实训（1）硬件设计分析 （PLC与实训模块的外电路接线图、触摸屏变量设置（IO分配表）、）（2）软件设计分析 （触摸屏界面设置、PLC梯形图程序编写）（3）实训报告要求完成的（控制要求、指令表、程序分析等）三 实训总结（实训整合、感悟建议）一基本概念1 触摸屏DOPB系列的相关介绍台达人机界面

3、产品触摸屏DOPB系列的产品命名规则与相关介绍为：触摸屏DOPB系列的性能特点：(1) 支持多种厂牌的控制器(2) 支持windows字体的画面编辑器（3）便利的宏指令（4）使用USB快速上下载程序（5）便利的配方功能（6）可同时支持多台不同厂牌的控制器最多可同时连接支持3种不同通讯协议的设备（7）一台人机对多台PLC连线功能：使用COM2、COM3的RS485界面，接多台控制器（8）模拟功能 离线模拟、在线模拟（9）支持USB HOST功能（10）USB盘数据备份功能（11）打印功能（12）多重功能 提供密码保护功能、权限功能（13）多国语系 最多可支持16种不同语言2 台达DVPPLC的相

4、关概念台达DVPPLC的应用行业（1）纺织机械细纱机、粗纱机、整经机、纺丝机、并条机、喷气织机、剑杆织机、工业缝纫机、商标机、圆织机、绣花机等（2）包装机械制袋机、立式包装机、枕式包装机、输送机、填充机、纸箱包装机（3）印刷机械造纸机、膜切机、胶印机、套色印刷机、骑马订、喷印机、激光雕刻机、丝网印刷机（4）橡塑机械注塑机、PVC鞋机、成型射出机、（5）制药机械片式包装机、胶囊生产线、搅拌机、台达DVPPLC的优点（1）DVPPLC引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的柔性程控系统。（2）DVP PLC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

5、。（3）DVP PLC 体积小、成本低（4）DVP PLC具有自诊断功能，程序除错与维护容易（5）DVP PLC多样化I/O模块选择，扩充容易PLC部元件（以台达DVP系列PLC为例）X：输入继电器，是PLC与外部输入点对应的部储存基本单元Y：输出继电器，是与外部输出点对应的部储存基本单元M：部辅助继电器，其功能与控制电路中的中间继电器类似T：计时器，完成定时控制，类似时间继电器C：计数器，完成计数功能，多种类型完成上下计数/高速计数S：步进点，步进流程使用D：数据寄存器，专门用于储存数据或各类参数，参与运算E/F：变址寄存器，用于间接寻址3 DOPB系列触摸屏的多行业应用工程机械行业一般来说

6、工作环境恶劣，常常要在露天和强光照射下工作，灰尘、油污很多，因此要求此类机械设备具有很强的抗冲击、抗振动的能力。DOPB系列触摸屏是该公司专门针对中国中小型自动化产品用户需求而设计的全新专用触摸屏。它集中了同类产品的众多优点，功能强大、性能优越、高可靠性、外表美观、同时价格低廉，适合使用在众多的自动化设备上。DOPB系列倾注了全球领先的设计理念、采用最先进的HMI技术，选用最可靠的电子元器件，以与本地化的生产策略，能给客户提供最佳的解决方案。DOPB系列以其先进强大的功能，稳定可靠的质量，低廉的价格和完善的服务广泛应用于工程机械、医疗制药、空调制冷等行业，均受到最终用户的好评。以下是DOPB系

7、列触摸屏在不同行业的成功应用案例。工程机械行业1.行业背景工程机械行业一般来说工作环境恶劣，常常要在露天和强光照射下工作，灰尘、油污很多，因此要求此类机械设备具有很强的抗冲击、抗振动的能力。另外，有一些设备需要有很高的可靠性，比如起重机等，否则会造成人员伤亡。2.工程机械采用DOPB系列触摸屏的理由(1)工程机械设备一般都在野外作业，工作地点环境恶劣，首先要求的是所有的部件都要具有较强的抗冲击和抗振动的能力，DOPB系列拥有先进的硬件设计，所以具有很强的抗振能力和抗冲击能力。(2)工程机械设备在野外作业，白天强光照射下，普通触摸屏会看不清，DOPB系列选用了高亮度液晶显示屏，即使在强光线照射下

8、，也能很轻松地看清屏幕，进行准确的操作。(3)工程机械行业有一些设备需要有很高的可靠性，如起重机等，这就要求控制系统要有很高的可靠性，而DVPPLC和DOPB系列触摸屏都具有无与伦比的可靠性，可以解决用户在安全性能上的后顾之忧。空调制冷行业1.行业背景空调设备常常工作在有较大温差的环境中，时常会产生冷凝水，这就要求系统具有能够使用在高温或低温，潮湿的环境中的能力。空调系统还需要24h不间断工作，所以要求系统具有连续长时间高可靠的工作能力。2.空调系统采用DOPB系列触摸屏的理由(1)一般情况下，空调设备工作环境湿度较大，会产生较多的冷凝水，如果电器设备防水性能不好，会经常出现电路板短路，造成设

9、备烧毁。DOPB系列触摸屏部电路板具有防水绝缘涂层，极强的防潮能力，前面板采用一体式无缝设计，并拥有IP65的防护等级，防水耐脏，能够适用于湿热的工作环境。(2)空调行业往往需要24h不间断的工作，DOPB系列触摸屏采用了最可靠的电子部件，具有超长的使用寿命，并与高度可靠的该公司DVPPLC完美结合，能够满足空调系统的24h不间断工作的要求。医疗设施行业1.行业背景医疗行业有很好的工作环境，一般都工作在温度湿度适宜的室，但是医疗设施对其部件有着很高的要求，技术先进、运行可靠、外观精致。还有一些设备需要工作在高温、低温或者是潮湿的环境中，要求各种部件要有防潮、防水、耐高低温的性能。2 医疗设施行

10、业采用DOPB系列触摸屏理由(1)大多医疗设备都是很昂贵的产品，对其部件有着很严格的要求，首先要有最先进的技术，DOPB系列触摸屏采用32位ARM7CPU处理芯片，8M的系统存，在硬件上保证了其先进性。(2)医疗设备要求其部件高可靠性。DOPB系列具有先进的硬件设计，更优秀的软件平台，选用高品质的电子元器件，采取最高超的生产工艺，这些都保证了其运行的可靠性。不但如此，DOPB系列还具有抗干扰能力强、液晶显示清晰，超常的使用寿命等众多优点。(3)另外，触摸屏+功能按键相结合的操作方式，LED显示操作屏与PLC通信状态，使用户操控起来更加便捷。4 方案论证型号对比（1）输入、输出之间的型号对比对于

11、输入型号之间的选择，主要有PNP型和NPN型两种。其中，PNP型又称之为圆形，应用于传感器检测位置方面；NPN型又称之为漏型，他的主要特点是X0要接地。本次实训选用的是PNP型，他的特点是X1或X0接24V电源，共点接地，和NPN型刚好相反。对于输出，一般选其继电器，它的C0和Y0之间必须串接负载电阻，直流接5V或24V，节流接220V。（2）晶体管输出之间的型号对比晶体管的输出主要有两种，T型和S型。其中，T型的是低电平输出；S型的是高电平输出。本次实训选用的是T型的，且具体型号为：SX211T型。（3）模拟量转换之间的型号对比模拟量转换主要包括A/D、D/A两种。他的类型分为电压型和电流型

12、，本次实训采用的是电流型的（4）通讯接口之间的型号对比相应的通讯接线有RS232、RS485、双绞线、网线等。通讯类型也分为全双工、半双工、单双工三种。其中，网线共有4根线，采用全双工方式，而本次实训采用的是RS484型，它共有3根线，采用半双工通信。（5）台达PLC之间的型号对比DVPPLC包含有多种型号，例如：对于主机来讲，有ES/ES2型、EX/EX2型、EH/EH2型、SS/SS2型、SA/SA2型、SX/SX2型、SC型、SV型、PM型、EH型等。而本次实训所选用的是SX2型，它的主要优点是;适合基础应用、外形轻巧、右侧可搭载8台特殊扩展模块、高速脉冲输出、支持PID自助调整功能、置

13、高速计数器等。因此作为处学者，选用SX2型比较合适。二PLC与触摸屏综合应用实训实训一：PLC与触摸屏综合应用实训基本指令实训（1）硬件设计：PLC与实训模块的外电路接线图：基本指令实训接线图（2）软件设计：触摸屏界面设置：用户登录认证信息界面，主要功能是用户登录。包含有用户名下拉菜单与静态密码数值输入框用户名下拉菜单中含有甜甜0、小娟1、媛媛2、惠萍3这四个状态，且每个状态的用户名都对应一个静态密码用于输入静态密码的键盘若针对每一个用户名，键盘中输入的密码不正确时，就会跳转到无法进入的界面。需返回重新登录若针对每一个用户名，键盘中输入的密码正确时，进入到欢迎界面。基本指令界面，包含保持性按钮

14、、输出指示灯、报警走马指示灯、换画面按钮等当按钮SB-2按下的次数超过5次时，就会报警，进入报警指示灯界面，出现“呵呵，小样，你终于出错了吧！”的字样（3）硬件设计：触摸屏变量设置（IO分配表）：基本指令实训系统PLC I/O分配表DI接线（输入）按钮SB-1M0（地址分配）按钮SB-2M1（地址分配）按钮SB-3M2（地址分配）按钮SB-4M3（地址分配）DO接线（输出）灯1Y0（地址分配）灯2Y1（地址分配）灯3Y2（地址分配）灯4Y3（地址分配）灯5Y4（地址分配）辅助（中间）继电器M10电源接线24V PLC挂箱24V 台达触摸屏实验板（4）软件设计：PLC梯形图程序编写：（基本指令实

15、训）（5）实训报告要求完成的写出该方案的控制要求：(1) 在触摸屏画面上分别设置SB-1 、SB-2、 SB-3、 SB-4、SB-5五个保持型按钮；(2) 当按下SB-1时，指示灯L1、L2、L3依次间隔3s点亮，之后全部点亮；(3) 在触摸屏上设定按下SB-2的次数，当按下SB-2两次时L4点亮，按下SB-2三次时，L5闪亮，亮暗间隔为1s，按下SB-2超过5次时，出现报警界面；(4) 按下SB-3按钮,指示灯全部熄灭、报警取消；列出调试好的实训程序的指令表整理出运行和监视程序时出现的现象首先将编写的触摸屏界面与整理好的程序分别下入到触摸屏和PLC中，然后运行监控程序。整个过程中，出现的现

16、象是：按下按钮SB-1，指示灯L1、L2、L3依次间隔3s点亮，按下按钮SB-2两次时指示灯L4点亮，按下SB-2三次时，指示灯L5闪烁，其中闪烁的亮暗间隔为1s，按下SB-2超过5次时，出现报警界面，会在原指令界面与报警界面中出现“呵呵，小样，你终于出错了吧！”的报警字样。按下按钮SB-3,所有指示灯全部熄灭，同时报警取消，字样消失。写出实训中的问题与分析基本指令实训在运行监控中基本没有出现问题，全部能够按照控制要现所有功能。只是在报警走马灯的文中设计字样时，出现了一小点错误。我在文中设计了两条不同容的字样，并将其和不同画面进行连接，希望会在两个画面中出现不同的报警字样。但实际运行中，只出现

17、了一条。分析其原因是，只能有一条报警字样写入触摸屏中，不管你写入几条，只会执行最后一条MOV指令。实训二：PLC与触摸屏综合应用实训 自动轧钢机控制实训（1）硬件设计：PLC与实训模块的外电路接线图：自控轧钢机接线图（2）软件设计：触摸屏界面设置自控轧钢机界面，包含压轮Y1、Y2、Y3，电磁阀Y4，电机M1、M2、M3，输出指示灯、启动停止按钮、拨动开关、钢板等（3）硬件设计：触摸屏变量设置（IO分配表）：自控轧钢机控制系统PLC I/O分配表DI接线（输入）启动按钮M4（地址分配）停止按钮M5（地址分配）S1X2（地址分配）S2X3（地址分配）DO接线（输出）Y1Y0（地址分配）Y2Y1（地

18、址分配）Y3Y2（地址分配）Y4Y3（地址分配）M1Y4（地址分配）M2Y5（地址分配）MZY20（地址分配）扩展MFY21（地址分配）扩展电源接线24V PLC挂箱24V 自动轧钢机挂箱（4）软件设计：PLC梯形图程序编写：（自控轧钢机的控制）（5）实验报告要求完成的写出该实训方案的控制要求:(1) 在触摸屏上设置启动、停止按钮。(2) 按下启动按钮，电机M1、M2运转，传送钢板(3) 用传感器检测传送带上有无钢板信号，若有信号（指示灯S1亮），表示有钢板，压轮Y1动作，电机M3正转（MZ灯亮）(4) S1信号消失（指示灯S1不亮）,检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（指示灯S2亮）,

19、表示钢板到位，压轮Y2动作,M3反转(MF亮)、M1反转（M1闪烁）、M2反转（M2闪烁）(5) 钢板离开S2(S2灭)，碰到S1再返回,反复轧3次，每次轧的力度用Y1-Y3表示，Y1在初始状态，Y2轻度挤压状态,Y3重度挤压状态。(6) 第三次轧完后S2有信号，电磁阀Y4动作（为ON），将钢板卸掉。最后按下停止按钮，系统停止。（扩展要求选做）。列出调试好的实训程序的指令表（1） （2）程序分析说明（设计思想）1在整个梯形图程序中，M4为启动按钮，M5为停止按钮，M12为中间辅助寄存器，用于自保。拨动开关S1用X2表示，为输入；拨动开关S2用X3表示，也为输入。输出指示灯依次为Y0、Y1、Y2

20、、Y3、Y4、Y5、Y20、Y21，分别表示压轮Y1（用Y0）、压轮Y2（用Y1）、压轮Y3（用Y2）、电磁阀Y4（用Y3）、电机M1（用Y4）、电机M2（用Y5）、电机M3正转（用Y20）、电机M3反转（用Y21）。2定时器主要用来延时，其中T1、T2主要是用于闪烁电路，使电机M1、M2闪烁；T3、T4、T5主要是用于延时电路，来说明每次轧钢机的力度，即让压轮Y1、Y2、Y3先后顺序动作。3计数器C0用来记录轧钢机压钢的次数，其中一次的动作为：S1开、S2关S1关、S2开S2关、S1开，从而依次循环4另外，梯形图中一些辅助触点的作用为：M12主要是用于自保；M24、M34主要用于让电动机M1

21、（Y4）亮起来，且M24是一直亮，M34是用于闪亮；M25、M35主要用于让电动机M2（Y5）亮起来，且M25是一直亮，M35是用于闪亮；M10、M20主要是用于让压轮Y1亮，且M10用于刚开始时的压轮Y1动作，M20用于检验每次轧钢时的力度，处于初始状态。整理出执行程序时出现的现象首先将编写的触摸屏界面与整理好的梯形图程序分别下入到触摸屏和PLC中，然后运行监控程序.出现的现象为：1按下启动按钮M4，电机M1、M2运转，即指示灯Y4、Y5点亮。2将拨动开关S1拨到上方（X2为ON），压轮Y1动作，即指示灯Y0点亮，电机M3正转（MZ灯亮）即指示灯Y20点亮；3将拨动开关S1拨到下方（X2为O

22、FF），同时将拨动开关S2拨到上方（X3为ON）压轮Y2动作即指示灯Y1点亮,M3反转(MF亮)即指示灯Y21点亮、M1反转（M1闪烁）即指示灯Y4闪烁、M2反转（M2闪烁）即指示灯Y5闪烁。4将拨动开关S2拨到下方（X3为OFF），同时将拨动开关S1拨到上方（X2为ON），则返回5每次轧的力度用Y1-Y3表示。即指示灯YO 亮一会后熄灭，之后指示灯Y1亮一会后熄灭，再接着指示灯Y2 亮一会后熄灭。依次动作。6第三次轧完后，电磁阀Y4动作，即指示灯Y3点亮。最后按下停止按钮M5，系统停止，所有的指示灯全部熄灭。写出实训中的问题与分析自控轧钢机实训在运行监控中基本没有出现问题，全部能够按照控制要

23、现所有功能。只是在设计电机M3的正反转动画时，出现了一点问题。我分别用了两个按钮来控制电机的正反转，同时让电机正转时，反转按钮为关闭状态，电机反转时，正转按钮为关闭状态，又在画面开启宏和画面cycle宏中利用了一定的宏指令，基本完成了电机的正反转要求。但是正反转的启动和停止不受控制了，只要一开启画面，风扇就在转，即时按下停止按钮，风扇也不会停止。分析其原因是:没有将正转按钮和反转按钮的输入地址与程序联系起来，就不能受程序的控制了。实训三：PLC与触摸屏综合应用实训自动送料装车控制实训（1）硬件设计：PLC与实训模块的外电路接线图：自动送料装车接线图（2）软件设计：触摸屏界面设置：自动送料装车界

24、面，包含输料管、料斗、入料阀K1、出料阀K2、传送带、装料车、电机M1、M2、M3，输出指示灯、按钮、拨动开关等（3）硬件设计：触摸屏变量设置（IO分配表）：自动送料装车控制系统PLC I/O分配表DI接线（输入）S1X2（地址分配）S2X3（地址分配）启动按钮M4（地址分配）停止按钮M5（地址分配）DO接线（输出）L1Y0（地址分配）L2Y1（地址分配）K1Y2（地址分配）K2Y3（地址分配）M1Y4（地址分配）M2Y5（地址分配）M3Y20（地址分配）扩展电源接线24v PLC挂箱24v 自动送料装车挂箱（4）软件设计：PLC梯形图程序编写：（自动送料装车）（5）实训要求完成的写出该方案的

25、控制要求：（1）在触摸屏画面上设置启动、停止按钮，启动和停车时间间隔。（2）当按下启动按钮时系统启动，L2灯亮，表示无车在装料，（3）拨上开关S2，L1亮，L2灭，电机M3、M2、M1依次顺序延时启动，然后K1打开，开始进料到料斗，（4）当物料高度到达位置S1(拨上开关S1)时K1关闭， K2打开，物料经延时通过运输带到达车上，料斗放空，K2关闭，同时电机M1、M2、M3依次延时停止。（5）M3熄灭后，当S2信号消失后（拨下开关S2），L1熄灭，L2又亮，表示可以继续进车，进行新的循环。（6）按下停止按钮，系统停止。列出调试好的实训程序的指令表（1） （2）（3）（4）（5） （6）程序分析说

26、明（设计思想）1在整个梯形图程序中，M4为启动按钮，M5为停止按钮，M13为中间辅助寄存器，用于自保。拨动开关S1用X2表示，为输入；拨动开关S2用X3表示，也为输入。输出指示灯依次为Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y20，分别表示L1灯（用Y0）、L2灯（用Y1）、K1灯（用Y2）、K2灯（用Y3）、电机M1（用Y4）、电机M2（用Y5）、电机M3（用Y20）。2定时器主要用来延时，其中T0、T1主要是用于延时电路，使电机M3、M2、M1依次延时启动；T2主要是用来延时，等待料斗的放空，让K2灯由开启到关闭。T3、T4、T5主要用于延时电路，即让电机M1、M2、M3依次延时一段时间后停止

27、转动，相应指示灯灭，风扇停止。3寄存器D41、D42、D43依次表示与电机M1、M2、M3相对应的电风扇，用来表示电机转动；D10用来表示装料车；D0用来表示运输货料的管子D3、D20、D30依次表示与电机M1、M2、M3相对应的传送带；4另外，梯形图中一些辅助触点的作用为：M12主要是用于自保；M14也为中间辅助寄存器，主要用于自保。整理出执行程序时出现的现象首先将编写的触摸屏界面与整理好的梯形图程序分别下入到触摸屏和PLC中，然后运行监控程序.出现的现象为：1按下启动按钮M4，系统启动，L2灯亮，即指示灯Y1点亮。2将拨动开关S2拨到上方（X3为ON），L1灯亮且L2灯灭，即指示灯Y0点亮

28、，Y1熄灭。同时电机M3、M2、M1依次顺序延时启动，即指示灯Y20、Y5、Y4依次点亮，相应的电风扇依次转动；然后K1灯打开，即指示灯Y2点亮3将拨动开关S1拨到上方（X2为ON），K1灯关闭，即指示灯Y2熄灭, K2灯打开，即指示灯Y3点亮。8秒钟后，K2灯关闭，即指示灯Y3熄灭. 同时电机M1、M2、M3依次顺序延时3秒后停止转动，即指示灯Y4、Y5、Y20依次熄灭，相应的电风扇停止转动。 4将拨动开关S2拨到下方（X3为OFF），L1灯灭且L2灯亮，即指示灯Y0熄灭，Y1点亮，表示可以进行新的循环。5任何过程按下停止按钮M5，系统停止，所有的指示灯全部熄灭，所有的风扇全部停止转动，装料

29、车停止装料，运输管停止运输，传送带停止传送。（没有）实训四：PLC与触摸屏综合应用实训触摸屏监控电梯运行实训软件设计：触摸屏界面设置综合应用实训设计的结束界面，退出系统！三 实训总结实训整合1 三个实训的PLC梯形图之间的整合主要是用到了宏指令call的子调用，将三个实训程序分别作为三个子程序，被调用到主程序中，实现了三个不同程序的整合。其相应部分的程序梯形图为：其中，M100、P0主要是用来调用基本指令程序；M200、P1主要是用来调用自动送料装车控制程序；M300、P2主要是用来调用自控轧钢机控制程序。2 三个实训的触摸屏设计界面之间的整合主要是在各个不同的触摸屏设计界面中添加了换画面按钮

30、，能够很方便的实现不同画面之间的任意切换。点击换画面按钮，就可以进入到所需要的触摸屏设计界面，从而实现了三个实训的触摸屏设计界面之间的整合。3 触摸屏设计界面和PLC梯形图之间的整合主要是在基本指令实训界面、自动送料装车控制界面以与自控轧钢机控制界面这三个界面中添加了三个交替性按钮，并将这三个交替性按钮的输入地址分别设置为M100、M200、M300。当按下此按钮，就表示已经将相应的PLC程序写入了触摸屏中，就可以实现触摸屏的操作了，从而实现了触摸屏设计界面和PLC梯形图之间的整合。感悟建议连续四个星期的PLC与触摸屏综合应用实训很快就过去了，经过这段时间的学习、动手操作等，我学会了很多东西，同时我也发现自己还有很多的东西要去学习。这次实训是基础能力的训练加上一定的拓展。培养和提高了我们的动手能力和独立设计程序的能力。我们这次的实训用到的设备主要有：台达DVPPLC可编程控制器以与DOPB系列触摸屏。在这个学期之前，我们已经学习过西门子S7-200 PLC的编程软件的使用方法，西门子PLC机型与指令和台达的DV