基于PLC實現(xiàn)的四臺電動機的運作

課程名稱：PLC課程設計設計題目：四臺電動機的運作院系：專業(yè)：年級：姓名：指導教師：西南交通大學年月日課程設計任務書專業(yè)姓名學號開題日期：20年月日完成日期：20年月日題目四臺電動機的運作一、設計的目的全面熟練掌握PLC的硬件組成以及各種指令的應用，掌握小型PLC應用系統(tǒng)設計的步驟，熟悉和掌握PLC開發(fā)系統(tǒng)的應用和軟件調試過程，通過設計過程中對故障的分析、判斷、檢修進一步鍛煉和培養(yǎng)學生的動手能力。二、設計的內(nèi)容及要求四臺電動機的運作，分別是M1、M2、M3、M4。M1的循環(huán)周期是34s，M1動作10s后M2、M3啟動，M1動作15s后，M4動作，M2、M3、M4的循環(huán)動作周期為34s。分配I/O地址，畫出其梯形圖，并用步進指令或時序輸入/輸出指令實現(xiàn)，寫出指令表。三、指導教師評語四、成績指導教師(簽章)年月日PLC簡介1.1PLC的基本概念可編程控制器（ProgrammableController）是計算機家族中的一員,是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（PersonalComputer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。1.2PLC的特點及功能(1)PLC的主要特點1、高可靠性（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開關電源。（5）對采用的器件進行嚴格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統(tǒng)或有三CPU構成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。2、豐富的I/O接口模塊。PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，有相應的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3、采用模塊化結構。為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。4、編程簡單易學。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。5、安裝簡單，維修方便。PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。

由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。(2)PLC的功能1、邏輯控制；2、定時控制；3、計數(shù)控制；4、步進(順序)控制；5、PID控制；6、數(shù)據(jù)控制：PLC具有數(shù)據(jù)處理能力；7、通信和聯(lián)網(wǎng)；8、其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。1.3PLC的基本組成PLC基本組成包括中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出接口(縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設備接口、擴展接口等)、外部設備編程器及電源模塊組成，見圖1。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實際控制對象配置相應設備與控制裝置構成PLC控制系統(tǒng)。1.中央處理器中央處理器(CPU)由控制器、運算器和寄存器組成并集成在一個芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。CPU按照PLC內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC控制系統(tǒng)完成各項工作任務。2.存儲器PLC內(nèi)的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)等。ROM、RAMEPROM。ROM是只讀存儲器，該存儲器只能讀出內(nèi)容，不能寫入內(nèi)容，ROM具有非易失性，即電源斷開后仍能保存已存儲的內(nèi)容。EPEROM為電擦除只讀存儲器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容。RAM是一種高密度、低功耗的半導體存儲器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容3.接口輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場控制或檢測元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。晶體管和晶閘管輸出為無觸點輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負載；繼電器輸出為有觸點輸出型電路，用于低頻負載。4.編程器編程器作用是將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。5.電源PLC的電源將外部供給的交流電轉換成供CPU、存儲器等所需的直流電，是整個PLC的能源供給中心。PLC大都采用高質量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強的開關穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置。圖1-1PLC基本組成2、設計內(nèi)容和設計方案2.1設計任務和內(nèi)容設計任務：四臺電動機的運作設計內(nèi)容：M1的循環(huán)周期是34s，M1動作10s后M2、M3啟動，M1動作15s后，M4動作，M2、M3、M4的循環(huán)動作周期為34s。2.2課程設計目的PLC原理及應用課程設計是電氣工程及其自動化專業(yè)領域重要的實踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實用性PLC控制系統(tǒng)的軟、硬件設計為主。課程設計的目的和任務：全面熟練掌握PLC的硬件組成以及各種指令的應用，掌握小型PLC應用系統(tǒng)設計的步驟，熟悉和掌握PLC開發(fā)系統(tǒng)的應用和軟件調試過程，通過設計過程中對故障的分析、判斷、檢修進一步鍛煉和培養(yǎng)學生的動手能力。我們在學習了PLC的大量的相關知識后，要能夠把其運用在實際訓練當中。當然要設計經(jīng)濟、可靠、簡潔的PLC控制系統(tǒng)，需要豐富的專業(yè)知識和實際的工作經(jīng)驗。在這次PLC的開關控制系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設計的基本原則、內(nèi)容與一般步驟。同時也要掌握PLC開關控制系統(tǒng)調試的基本過程及方法。2.3元件清單類型符號地址元件開關SB0.00SB電動機M010.01、010.02、010.03、010.04m1、m2、m3、m4定時器T（CP1H）T0-T4095T0001、T0002、T0003、T0004、T0005、T0006、T0007、T00082.4設計思路根據(jù)四臺電動機的時序圖，可以看出一定規(guī)律，以M1作為參考對M2、M3、M4分別進行分析，采用輸入/輸出指令實現(xiàn)。3、各類圖3.1I/O接線圖3.2動作時序圖3.3梯形圖開關SB閉合，控制電動機M1使其運作，計時24s，停止過后再計時10s，從而有一個周期。電動機M1運作10s后，M2、M3一起運作，M2運作16s后斷電停止，M3運作5s后斷電停止。M1運作15s后，M4運作，計時15s后停止。使剛才過程重復循環(huán)運行。指令參考文獻[1]戴一平可編程控制器技術及應用（歐姆龍機型）第2版機械工業(yè)出版社[2]王整風陸勤謝云敏可編程控制器及實踐教程（第二版）上海交通大學出版社致謝經(jīng)過自己不斷的努力以及各位指導老師的耐心指導和熱情幫助，本設計已經(jīng)基本完成。在這段時間里，各位老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和熱忱的工作作風令我十分欽佩，他們的指導使我受益非淺。同時實驗室的開放也為我的設計提供了