PLC课程设计报告书

山东交通学院

电控与PLC课程设计

报告书

院(部)别信息科学与电气工程学院姓名Donald George

指导教师王长顺

课程设计任务书

题目基于PLC的机械手控制（天煌）

基于 PLC 的多通道温湿度监控装置（天煌）

基于步进电机控制的 PLC 实现（东疆教仪）

院(部)学生姓名信息科学与电气工程学院Donald George

5月27日至6月 7日共2周

指导教师(签字)

院长(签字)

一、设计内容及要求

1.基于PLC的机械手控制（天煌）

机械手工作示意图如下：

控制过程如下：

分别有总的启、停按钮，开始时，按下启动按钮SB后，机械手处于原始位置，Y3亮，过2秒钟，变为放松状态，则Y1亮，Y7亮，准备 2

秒钟后，机械手开始顺序动作，SW1 按键实现“多次循环/一次循环”

的切换，“多次循环”可自动循环完成整个过程，直至按停止按钮复原。“一次循环”实现一次完整工作过程，若仍需工作，则需按键控制。“停止”按钮应设有两个，一个实现立即完全停止，完全停电，而另一个停止按钮按下时，先完成整个工作过程，然后停止。

1、机械手下降：延时1秒后，Y1灭，按SQ1，表示到下限位的检测信

号，则Y2亮。

2、机械手夹紧：延时3秒后， Y3亮，表示夹紧。

3、机械手上升：延时1秒后，Y2灭，按SQ2，表示到上限位的检测信

号，则Y4亮。

4、机械手右行：延时1秒后，Y4灭，按SQ3，表示到右限位的检测信

号，则Y5亮。

5、机械手下降：延时1秒后，Y5灭，按SQ1，到下限位后，则Y6亮，

6、机械手放松：延时2秒后，Y3灭，Y7亮，

7、机械手上升：Y6灭，按SQ2，到上限位后，则Y8亮，延时1秒，Y8

灭。

8、机械手左移：按SQ4，到左限位后，则Y1亮，回到原始位置。

2.基于PLC的多通道温湿度监控装置（天煌）

用稳压器给定3路输入信号为0-5V标准直流电压信号，表示为温度、湿度对应的电压信号。分别经过2个EM235转换之后（表示8路以上），用2位LED交替显示相应电压值的个位和第一个小数位，要实现可自动每隔2秒交替，也可手动按键交替显示。

要保证显示精度。

当某一路电压值大于2V时，LED闪烁显示，以示报警。

同时自动启动鼠笼式三相异步电动机开关温湿度控制阀门。

此外，电动机应能单独手动控制启停。

3.步进电机控制的PLC实现（东疆教仪）

掌握步进电机的工作原理，提供的设备中东疆的是四相八拍的步进电机，设计程序实现对步进电机启动、停止、正转、反转的控制，及实现3档调速即快速、中速、慢速。

控制模块中的步进电机工作方式为四相八拍，电机的四相线圈分别用A、B、C、D表示，公共端已接地。

当电机正转时，其工作方式如下：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。

当电机反转时，其工作方式如下：A→-AD→D→DC→C→CB→B→BA→A。

用LED显示电机档位。

二、设计原始资料

PC机

THSMS-1型可编程控制器实验箱/台

机械手

EM235

稳压器

三、设计完成后提交的文件和图表

系统原理说明；

I/O端子分配图；

外部接线结构图；

梯形图及每一网络相应的注释；

设计中遇到的问题，解决方法；

总结；

四、进程安排

教学内容

集中学习

资料查阅与学习讨论设计及调试

成果验收学时

1天

2天

6天

1天

地点

PLC实验室

PLC实验室

PLC实验室

PLC实验室

五、主要参考资料

[1] 王永华，现代电气控制及PLC应用技术[M]，北京，北京航空航天

大学出版社2007年 11月。

[2] 所用四相电机，步进电机等原理介绍

[3] 电控与PLC课程设计指导书

成绩评定表

目录

摘要 (1)

第一章基于PLC的机械手控制（天煌） (3)

1.1总体设计要求 (3)

1.2设计目的 (3)

1.3 I/O分配 (4)

1.4梯形图及STL语句 (4)

1.5实验照片 (12)

1.6实验心得 (12)

第二章基于S7-200 PLC的多通道温湿度监控装置（天煌） (13)

2.1总体设计要求 (13)

2.2设计目的 (13)

2.3 EM235的使用 (13)

2.4 I/O分配 (20)

2.5主程序及子程序结构框图 (20)

2.6梯形图 (22)

2.7 实验照片 (26)

2.8实验心得 (26)

第三章基于PLC的步进电机的控制（东疆教仪） (27)

3.1总体设计要求 (27)

3.2设计目的 (27)

3.3 I/O分配 (27)

3.4工作及设计原理 (28)

3.6实验照片 (35)

3.7实验心得 (36)

第四章设计总结 (37)

参考文献 (38)

摘要

电控与PLC课程设计主要基于PLC的控制实验，结合理论知识从而对其有更好的认识，以至于在工作中更好的运用。可编程控制器（PLC）把计算机的功能完备、通用性和灵活性好等优点和继电器控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点结合起来，因此它是一种适应与工业环境的通用控制装置。现在的可编程序控制器和原来的控制系统相比，增加了算术运算、数据转换、过程控制、数据通讯等功能，已可以完成大型而复杂的控制任务。可编程序控制器作为工业自动化的技术支柱之一，在工业自动控制领域占有十分重要的地位。S7-200 PLC属于小型PLC,其主机的基本结构是整体式，其主机有一定数量的输入/输出（I/O）点，一个主机就是一个系统。它还可以灵活的扩展，如果

I/O点不够，则可增加I/O扩展模块。S7-200 PLC强大的功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂的控制功能。由于其具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得s7-200 PLC可以近乎完美的满足小规模的控制要求。

本次课程设计是要实现三个设计，他们是基于S7-200 PLC的机械手控制，基于EM235的温湿度监控系统，基于PLC的步进电机的控制。

关键词：PLC EM235机械手四相八拍步进电机

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