沈阳理工大学课程设计专用纸
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目录
前言 (1)
1.课程设计的任务和要求 (3)
2.总体设计 (4)
2.1 PLC选型 (4)
2.2PLC端子分配 (4)
3.PL C程序设计 (5)
3.1设计思想 (5)
3.2顺序功能图 (7)
3.3 PLC梯形图 (8)
3.4 调试说明 (13)
结束语 (15)
参考文献 (16)
前言
可编程序控制器(Programmable Logic Controller)是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

英文缩写为PC或PLC。

它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。

因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）之一。

世界上第一台可编程序控制器产生于1969年，是由当时美国数字设备公司（DEC）为美国通用汽车公司（GM）研制开发并成功应用于汽车生产线上，被人们称为可编程序逻辑控制器。

在70年代，随着电子及计算机技术的发展，出现了微处理器和微计算机，并被应用于PLC中，使其具备了逻辑控制、运算、数据分析、处理以及传输等功能。

电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufacturers Association）于1980年正式命名其为可编程序控制器（Programmable Controller），简称PC。

为与个人计算机（Personal Computer）相区别，同时也使用其早期名称PLC。

国际电工技术委员会IEC （International Electrotechnical Commission）分别于1982年11月和1985年1月颁布了PLC的第一稿和第二稿标准。

以后PLC开始向小型化、高速度、高性能、高可靠性方面发展，并形成多种系列产品，编程语言也不断丰富，使其在80年代工业控制领域中占据着主导地位。

通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，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。

PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。

系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。

用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。

由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。

故自60年代末第一台PLC问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，大
大推进了机电一体化进程。

进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使得可编程控制器有了突飞猛进的发展，功能日益增强，已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，具备模数转换、数模转换、高速计数、速度控制、位置控制、轴定位控制、温度控制、PID控制、远程通讯、高级语言编辑以及各种物理量转换等功能。

特别是远程通讯功能的实现，易于实现时柔性加工和制造系统（FMS），使得PLC如虎添翼。

1.课程设计的任务和要求
课程设计题目：液体灌装机控制
灌装机动作如下：
1）液体容器的传送动作。

它是由传送器在纵向和横向两个汽缸的带动下，实现左行、右行、前行、后行；
2）液体容器的升降动作。

它由升降汽缸带动，上升到位，顶开阀头，实现灌装，灌满后，容器下降，离开阀头，回原位；
3）电磁阀输出。

电磁阀为二位三通电磁阀。

接通输出，则接通油泵和容器；断开则使油泵和容器断开，油泵和油箱接通，完成油箱吸油的动作；
4）供油与吸油动作。

当上面的电磁阀接通时，油泵和容器接通，供油汽缸前进实现供油；电磁阀断开后，油泵和油箱接通，供油汽缸后退，实现吸油；
实践教学要求与任务：
1.设计内容：
1）完成《课程设计指导书》所要求的控制。

2）按停止按钮，完成当前循环后再停。

3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。

2.设计要求：
1）画出端子分配图和顺序功能图
2）设计并调试PLC控制梯形图
3）设计说明书
2.总体设计
2.1 PLC选型
根据本题目的控制要求，所需要的触点数目最多为23个，所以选择SIEMENS S7-200型PLC。

2.2 PLC端子分配
图2.1 端子分配图
3.PLC程序设计
3.1设计思想
本次课程设计要求可以实现手动，单周期，连续控制。

为了能完成这些动作，必须设计一主程序，其中含有手动，连续，单周期控制，每个都是一个子程序。

启动PLC 时必须先读主程序，然后调用子程序，加以实现。

手动控制时：在控制面板上有一些按钮。

它们都分别控制着各个步骤的启动，每个步骤的停止可以由下一步的启动来断开电路。

单周期控制时：这个控制和连续控制大致相同。

当控制面板的旋钮放在单周期挡时，按下启动按钮I0.0，线圈M2.3得电，其常闭触点断开线圈M2.1，使程序不能连续，只工作一周期便回到原点。

连续控制时：用两个并行序列加以实现。

当控制面板的旋钮放在连续挡时，按下启动按钮I0.0。

线圈M2.1得电，使其在程序中的常开触点闭合，常闭触点断开。

程序从初始步开始，工作一个周期后由于M2.1常闭触点断开使初始步断开，程序并不能回到初始步停止，而是往复地工作下去。

图3.1 液体灌装机控制流程图
图3.2 灌装机控制面板
3.2顺序功能图
图3.3 顺序功能图
3.3 PLC梯形图
图3.4 主程序梯形图
图3.5 公用程序梯形图
图3.6 手动程序梯形图
图3.7 自动程序梯形图
3.4 调试说明
（1）手动控制：在仿真软件中装载程序，打开启动按钮I0.0，打开手动I1.7，按下手动右行I1.1，输出Q0.1，按下手动左行I1.0，输出Q0.0，按下手动前行I1.2，输出Q0.2，按下手动后行I1.3，输出Q0.3，按下手动上行I1.4，输出Q0.4，按下手动下行I1.5，输出Q0.5，按下手动供油汽缸前进I2.1，输出Q0.6，按下手动供油汽缸后退I2.2，输出Q0.7，按下手动电磁阀通电I2.5，输出Q1.0。

（2）单周期控制：打开启动按钮I0.0，运行程序。

打开I1.6控制单周期运行，同时满足下限位，左限位，前限位时输出Q0.1右行。

到达I0.3右限位输出Q0.4上行，到达I0.4上限位，同时输出Q0.3，Q1.0
和Q0.6，分别为传送器后行，电磁阀打开和供油汽缸前进供油。

传送器到达I0.7后限位，输出Q0.0左行，到达I0.2左限位，输出Q0.2前行，到达I0.6前限位后等待，此时供油汽缸到达I2.3供油汽缸前限位后输出Q0.7后退吸油，传送器输出Q0.5下降，到达下限位后等待，供油汽缸输出Q2.4到达供油汽缸后限位后与传送器一起返回初始步，停止。

（3）连续控制：打开启动I0.0按钮，启动程序。

打开I2.0控制连续运行，同时满足下限位，左限位，前限位时按单周期控制过程运行，当传送器到达下限位，供油汽缸到达后限位时，同时输出Q0.1右行，进行下一轮循环。

结束语
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识。

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，我所掌握的都是思想上的，对一些细节不够重视，当我把自己编写出来的程序放到PLC中的时候，程序不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

通过解决一个个在调试中出现的问题，我对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

经过这次设计我学到很多很多的的东西，既让我懂得了怎样把理论应用于实际，又让我懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

使我进一步提高了实际动手能力和独立思考的能力。

为我以后的学习和工作打下了坚实的基础，使我受益匪浅！
参考文献
[1] 陈白宁，段智敏，刘文波. 《机电传动控制基础》. 沈阳：东北大学出版社，2008.
[2] 夏田，陈婵娟，祁广利. 《PLC电气控制技术》. 北京：化学工业出版社，2009.
[3] 张凤珊，祖龙起. 《电气控制及可编程程序控制器》. 北京：中国轻工业出版社，2003.
[4] 周万珍，高鸿斌. 《PLC分析与设计应用》. 北京：电子工业出版社，2004.。