天塔之光地模拟控制系统

《电气控制系统设计》报告题目：天塔之光的模拟控制

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2016年6月

目录

1课程设计目的 (1)

2课程设计题目描述和要求 (1)

3设计容 (2)

3.1原理及组成 (2)

3.2控制任务 (2)

3.2.1任务分析 (2)

3.2.2 PLC的型号选择 (2)

3.3系统硬件设计 (3)

3.3.1 I/O分配 (3)

3.3.2 PLC硬件接线图 (3)

3.4系统软件设计 (4)

3.4.1系统软件流程图 (4)

3.4.2软件程序的编写 (5)

3.4.3组态的创建 (5)

3.5系统调试过程 (6)

4总结 (6)

参考文献 (7)

附录系统完整程序 (8)

1课程设计目的

可编程逻辑控制器（PLC），是一种采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

1.掌握移位指令的使用及编程；

2.掌握天塔之光控制系统的接线、调试、操作；

3.通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。2课程设计题目描述和要求

1.依据实际生活中对天塔之光的运行控制要求，运用可编程控制器的强大功能，实现模拟控制。

2.闭合“启动”开关，指示灯按以下规律循环显示：L1→L2→L3→L4→L5→L6→L7→L8→L1→L2、L3、L4→L5、L6、L7、L8→L1→L2、L3、L4→L5、L6、L7、L8→L1→L2→L3→L4→L5→L6→L7→L8→L1、L3、L6→L1、L4、L7→L1、L8→L1、L2、L5→L1、L3、L6→L1→L2、L3、L4→L5、L6、L7、L8.

3.关闭“启动”开关，天塔之光控制系统停止运行。通过在控制面板的每一步操作，都能在MCGS界面能够直观清楚地体现出来，还要做到实时监控的目的。

图2.1 天塔之光灯分布图

3设计任容

3.1原理及容

图3.1 移位指令

移位指令使用：

移位指令将输入值IN右移或左移N位，并将输出结果装载到OUT中。移位指令对移位出的位自动补零。

如果位数N大与或等于最大允值，那么移位操作的次数为最大允许值。

3.2控制任务

3.2.1任务分析

1)设备的名称、用途、基本结构、动作原理以及工艺过程的简要介绍。

2)拖动方式、运动部件的动作顺序、各动作要求和控制要求。

3)互锁、自锁、保护要求。

4)应绘制外接电路图和PLC外部接线图。

原理设计的中心任务是绘制电气原理图和选用电器元件。接线图的编号应与原理图一致，要标注组件所有进出线编号、配线规格、进出线的连接方式（采用端子板或接插板）。

3.2.2 PLC的型号选择

SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：

(1) 编程简单，使用方便

(2) 控制灵活，程序可变，具有很好的柔

(3) 功能强，扩充方便，性能价格比高

(4) 控制系统设计及施工的工作量少，维修方便

(5) 可靠性高，抗干扰能力强

(6) 体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品。

3.3系统硬件设计

3.3.1 I/O分配

表3.1I/O分配表

4Q0.2 L3 指示灯L3

5Q0.3 L4 指示灯L4

6Q0.4 L5 指示灯L5

7Q0.5 L6 指示灯L6

8Q0.6 L7 指示灯L7

9Q0.7 L8 指示灯L8

10主机1M、面板V+接电源+24V 电源正端

主机1L、2L、3L、面板COM

11

电源地端

接电源GND

3.3.2PLC硬件接线图

经过设计实现该程序的PLC硬件接线图见下图3.2；实现该程序的外部接线实物图见下图3.3。

图3.2 PLC硬件接线图

图3.3PLC外部接线图3.4系统软件设计

3.4.1系统软件流程图

该程序的基本运行原理以及逻辑运行的流程图见下图3.3。

图3.4 逻辑运行的流程图3.4.2 软件程序的编写

系统完整程序见附录。

3.4.3组态的创建

图3.4 天塔之光组态图

3.5系统调试过程

天塔之光系统的调试过程：

（一）分析被控对象并提出控制要求

（二）确定输入／输出设备

（三）选择PLC

（四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

（五）程序设计

（六）硬件实施

（七）联机调试

（八）整理和编写技术文件

4总结

本设计完成了题目要求的基本部分的全部要求。发挥部分的因为时间和制作材料的短缺而没有进行尝试，在今后条件允许的情况下再扩展。基本部分各单元工作稳定。

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。

在天塔之光设计中，我觉得最难的是课题实际效果和理论设计的联系。要实现功能，要如何去画出梯形图。想了很久之后，我们去问了老师。最后做出了梯形图，并实现了课题要求的功能，出现这个问题，主要还是因为对书本上的知识不够了解。实训完成后需要对梯形图附加一些必要的系统设计及功能说明。这些问题看起来简单，然而做起来并没有那样的轻而易举，对格式的要求，对步骤的操作都需要我们仔细，耐心的完成。