自动控制系统案例分析

北京联合大学

实验报告

课程（项目）名称：过程控制

学院：自动化学院专业：自动化

班级：0910030201 学号：2009100302119 姓名：张松成绩：

2012年11月14日

实验一交通灯控制

一、实验目的

熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。

二、实验说明

信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。如图1、图2所示。

图 1

图 2

三、实验步骤

1．输入输出接线

输入SD 输出R Y G 输出R Y G I0.4 东西Q0.1 Q0.3 Q0.2 南北Q0.0 Q0.5 Q0.4

2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。

3.启动并运行程序观察实验现象。

四、参考程序

方法1：顺序功能图法

设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。这个设计是典型的起保停电路。

方法2：移位寄存器指令实现顺序控制

移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。

方法3：利用定时器实现

思路：利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。

五、思考题

1．实验中遇到的问题？如何解决的？

2．对单一顺序控制—交通灯控制的几种实现方法技巧进行总结。

实验二四炉起停控制

一、实验目的

练习使用基本指令，熟悉顺序控制的基本方法，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解PLC程序在实际生活中的应用。

二、实验说明

如图1所示。

控制要求：电炉丝4组，每组A,B.C三相，Y接，每相10KW， 220V,50A（约）；

启动时：1得电加热，温度未到，延时1分钟，2得电加热。。。直到温度到。先启的先停；

停止时：温度到，1先停，延时1分钟，2停。。。直到温度未到，先停的先启。

图 1

三、实验步骤

1.输入输出接线

输入输出

地址说明地址说明

I0.4 温度未到闭合开关Q0.0 第一组电炉丝

I0.5 温度到闭合开关Q0.1 第二组电炉丝

Q0.2 第三组电炉丝

Q0.3 第四组电炉丝

2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。

3.启动并运行程序观察实验现象。

四、参考程序主程序OB1：

子程序SBR_0：

子程序SBR_1：

五、思考题

1．实验中遇到的问题？如何解决的？

2．对顺序控制—四炉先启先停的实现方法技巧进行总结。

实验三生产线小车运行控制

一．实验目的

熟悉随机逻辑控制的基本方法，掌握送料小车运行控制的编程技巧和程序调试方法。

二、实验说明

控制要求：生产车间往返运行的供料小车有1#～5#五个工位。任何一个工位呼叫小车时，小车能自动判断下一运动方向并到达呼叫位置。当小车运行到较远工位过程中，若又有较近工位的呼叫时，小车能够先在较近工位停车，延时后自动运动到较远的工位。如图1所示。

图1

三、实验步骤

1.输入输出接线

I/O分配见表1，I/O接线如图2所示。

表 1

输入输出

地址说明地址说明

I1.0～I1.4 1#～5#工位呼叫按钮SB1～SB5 Q0.0～Q0.4 1#～5#工位指示灯HL1～HL5

I0.0～I0.4 1#～5#工位行程开关SQ1～SQ5 Q0.5、Q0.6 右行、左行指示灯HL6、HL7

Q1.0、Q1.1 右行、左行接触器KM1、KM2

2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。

3.启动并运行程序观察实验现象。

图 2

四、参考程序

参考程序1：

.

参考程序2：

五、思考题

1．实验中遇到的问题？如何解决的？

2．总结送料小车运行控制的编程技巧和随机逻辑控制设计的方法规律。

实验四小型电热锅炉过程控制系统

一实验目的

掌握模拟量闭环控制原理及系统组成原理，熟练掌握PLC控制系统的PID指令编程及中断的应用，掌握模拟量输入/输出模块的使用及输入输出量程转换方法。

二实验装置和设备

1．QXLPC-IV型小型过程控制实验装置，（如

图1所示）。

2．S7200系列PLC（主机CPU222CN 8点

input，6点output；扩展单元EM235 4AI,1AO）。

3．执行器：MICROMASTER 420型变频器以

及160Q-8F磁动泵；晶闸管SCR。

4．压力变送器、液位变送器、Pt100铂电阻和

数显温度变送仪、涡轮流量计和数显流量变送仪。

5．QXLPC-IV型小型过程控制实验装置。

6．安装有软件STEP 7-MicroWIN 的PC机。

图1 QXLPC-IV型小型过程控制实验装置

三、实验原理

系统组成结构如图2所示，通过水泵向电热锅炉供水，其中压力变送器测量进水压力，流量计测量流量，液位变送器测量液位，Pt100铂电阻和数显温度变送仪检测出水温度并进行变送。变频器和水泵、晶闸管SCR(温度控制)为执行元件。通过S7-200 PLC编程控制电热锅炉的液位、压力、流量或温度。

本次实验实现对锅炉液位的单回路控制。液位单回路控制方框图如图3所示。首先由变送器检测