天塔之光的模拟控制(2020年整理).doc

《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设计内容 (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，用于其内部存储程序，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原理及内容

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

序号PLC地址（PLC端子）

电气符号

（面板端子）

功能说明

1I0.0 SD 启动（SD）2Q0.0 L1 指示灯L1 3Q0.1 L2 指示灯L2 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

11主机1L、2L、3L、面板COM

接电源GND

电源地端

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。