plc課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)三路搶答器控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p>　　本次PLC課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求如下：</p><p><b>　　一、控制要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)三路搶答器控制系統(tǒng)，其控制要求如下：一個(gè)三路搶答器，任意一組搶先按下后，顯示

2、器能及時(shí)顯示該組的編號(hào)并且指示燈開(kāi)始閃爍，同時(shí)鎖住搶答器，使其他組按下無(wú)效，搶答器復(fù)位后才可重新?lián)尨稹?</p><p>　　二、設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)分配 </p><p>　　三、畫(huà)出PLC的外部接線圖</p><p>　　四、設(shè)計(jì)完整的梯形圖</p><p>　　五、編譯、下載、運(yùn)行</p><

3、p>　　1.2 實(shí)用價(jià)值與理論意義</p><p>　　可編程控制器是以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，它的功能強(qiáng)、可靠性極強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，它以微處理器為核心，用編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　隨著科技的飛速發(fā)展，PLC的應(yīng)用不斷地走向深入

4、，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新，可編程控制器由于其優(yōu)良的控制性能，極高的可靠性，在各行各業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛普及。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已有很多類型的知識(shí)競(jìng)賽搶答器，其大致采用模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)或者PLC芯片、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等四類產(chǎn)品。對(duì)于采用模擬電路或者數(shù)字電路的產(chǎn)品，其技術(shù)相當(dāng)成熟。但是隨著功能的增多，電路也越復(fù)雜，并且成本偏高，故障率高，顯示方式簡(jiǎn)單或者沒(méi)有，無(wú)法準(zhǔn)確判斷搶按按

5、鈕的行為，也不便于參數(shù)調(diào)節(jié)及其功能的升級(jí)換代。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其程序簡(jiǎn)單，反應(yīng)靈敏，便于參數(shù)調(diào)節(jié)及其功能的升級(jí)換代，但鑒于其必須配合計(jì)算機(jī)實(shí)用，可操作性差，沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。而對(duì)于科技飛速發(fā)展的今天，PLC應(yīng)用的不斷深入，帶動(dòng)了傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新，并鑒于其本身具有的優(yōu)點(diǎn)，以PLC為核心的部件成為主流。</p><p>　　本次PLC課程設(shè)計(jì)的目的與意義在于提高同學(xué)們的動(dòng)手操作能力、鞏固課本知識(shí)、

6、培養(yǎng)自覺(jué)學(xué)習(xí)能力、提高團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及一些基本編程知識(shí)的掌握等，主要是對(duì)施耐德SomachinePLC編程軟件、M218系統(tǒng)等的應(yīng)用。</p><p><b>　　2 PLC的介紹</b></p><p>　　施耐德plc編程軟件是施耐德電氣自動(dòng)化的核心產(chǎn)品，它是新一代軟硬件自動(dòng)化平臺(tái)。其全新的獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，處理器的靈活性可以實(shí)現(xiàn)更高的性能?；陂_(kāi)放性以及

7、對(duì)工具的協(xié)同式應(yīng)用，Unity 在軟件開(kāi)發(fā)和控制系統(tǒng)運(yùn)行上達(dá)到了更高水平，它將生產(chǎn)率的提高放在首位。</p><p>　　SoMachine是一款專業(yè)、高效且開(kāi)放的OEM解決方案軟件，可以在單一的環(huán)境中開(kāi)發(fā)，組態(tài)和調(diào)試整臺(tái)機(jī)器，包括邏輯程序，電機(jī)控制，HMI和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化功能。</p><p>　　Somachine基于Codesys，對(duì)于M218，M238以及M258機(jī)型，Unity

8、Pro對(duì)應(yīng)于昆騰等中大型系列。Somachine可以看作施耐德對(duì)于小型系統(tǒng)的打包銷售，包括HMI以及小型PLC系統(tǒng)，其Somachine附帶的驅(qū)動(dòng)盤(pán)內(nèi)有一些針對(duì)于不同行業(yè)的專用功能塊可供直接調(diào)用。</p><p>　　M218 編程軟件支持6 種IEC 61131 標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言：梯形圖(LD)，順序功能圖(SFC)，功能塊(FBD)，流程圖(CFC)，指令表(IL)，結(jié)構(gòu)化文本(ST)。M218 的程序由用戶定義

9、的變量、功能庫(kù)和用戶編寫(xiě)的應(yīng)用程序代碼等構(gòu)成。M218所有執(zhí)行的應(yīng)用程序稱為任務(wù)，由用戶定義的程序段和子程序組成( 根據(jù)用戶習(xí)慣也可以只由一個(gè)主程序組成)。根據(jù)控制需要定義程序段為主任務(wù)，快速任務(wù)或事件任務(wù)。不同任務(wù)掃描方式也不同：觸發(fā)方式，周期掃描或順序掃描。</p><p>　　SoMachine 軟件的程序結(jié)構(gòu)支持用戶編寫(xiě)多個(gè)程序段組成一個(gè)完整的應(yīng)用程序。程序段可以是由用戶編寫(xiě)的程序代碼的POU ( 程序組

10、織單元)。</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)思路</b></p><p><b>　　3.1 PLC選擇</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，使用的是施耐德SoMachine系列M218編程軟件，按控制要求及I/O分配系統(tǒng)采用施耐德公司Somachine系列PLC設(shè)計(jì)三路搶答器， </p>&

11、lt;p>　　LED數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示的基本做法在于分時(shí)輪流選通數(shù)碼管的公共端，使得各數(shù)碼管輪流導(dǎo)通，在選通響應(yīng)的數(shù)碼管后，即顯示字段上得到顯示字形碼。</p><p><b>　　3.2 工作原理</b></p><p>　　主持人提出開(kāi)始搶答時(shí)，按下X0，所有線圈均失電，實(shí)現(xiàn)復(fù)位。當(dāng)某位搶答者按下按鈕時(shí)，如X2被首先按下后，Y2線圈得電，對(duì)應(yīng)的線圈Y12、Y15得

12、電，從而顯示出相應(yīng)的號(hào)碼2,對(duì)應(yīng)的燈泡閃爍。搶答結(jié)束后，主持人按下X0，再次復(fù)位，進(jìn)行下一輪搶答。</p><p><b>　　3.3 外部接線圖</b></p><p>　　圖3.1 外部接線圖</p><p>　　3.4 I/O地址分配</p><p>　　表3.1 I/O地址分配</p><p

13、>　　3.5 按控制要求設(shè)計(jì)梯形圖</p><p>　　3.5.1 變量聲明</p><p><b>　　圖3.2變量聲明</b></p><p><b>　　3.5.2 梯形圖</b></p><p><b>　　搶答器：</b></p><p>

14、;<b>　　圖3.3 搶答器</b></p><p>　　選手X1按下?lián)尨鹌鲿r(shí)，X1閉合，Y1得電并自鎖。選手X2、X3搶答原理同上。</p><p><b>　　數(shù)碼管：</b></p><p><b>　　圖3.4數(shù)碼管</b></p><p>　　當(dāng)選手X1按下?lián)尨鹌鲿r(shí)

15、，常閉觸點(diǎn)Y1斷開(kāi)，只有Y11和Y12通電，數(shù)碼管顯示為“1”。</p><p>　　當(dāng)選手X2按下?lián)尨鹌鲿r(shí)，常閉觸點(diǎn)Y2斷開(kāi)，只有Y12和Y15失電，數(shù)碼管顯示為“2”。</p><p>　　當(dāng)選手X3按下?lián)尨鹌鲿r(shí)，常閉觸點(diǎn)Y3斷開(kāi)，只有Y14和Y15失電，數(shù)碼管顯示為“3”。</p><p><b>　　閃爍燈：</b></p>

16、<p><b>　　圖3.5 閃爍燈</b></p><p>　　常開(kāi)觸點(diǎn)Y1閉合時(shí)，BLINK產(chǎn)生脈沖,使線圈Y17對(duì)應(yīng)的燈隨之閃爍。Y2、Y3原理同上。</p><p><b>　　4 利用軟件仿真</b></p><p>　　4.1 梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表</p><p><

17、;b>　　圖4.1 指令表</b></p><p><b>　　4.2 時(shí)序圖</b></p><p>　　下列分別為選手X1、X2、X3的時(shí)序圖：</p><p>　　圖4.2 1號(hào)選手X1</p><p>　　圖4.3 2號(hào)選手X2</p><p>　　圖4.4

18、3號(hào)選手X3</p><p>　　圖4.5 主持人X0</p><p>　　4.3 觸摸屏實(shí)現(xiàn)</p><p>　　圖4.6 觸摸屏</p><p>　　5 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　作為一名電氣工程及其自動(dòng)化大三的學(xué)生，我覺(jué)得課程設(shè)計(jì)是很有意義的而且是很有必要的。在已度過(guò)的學(xué)期中我們接觸的大多數(shù)

19、為基礎(chǔ)課，沒(méi)有太多的實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在此次課程設(shè)計(jì)中，我們主要分為電路設(shè)計(jì)和仿真，在課堂知識(shí)的基礎(chǔ)上，我們還查閱了圖書(shū)館相關(guān)的書(shū)籍，很好的將理論應(yīng)用到了實(shí)踐，更加深了對(duì)PLC的理解和對(duì)M218的認(rèn)識(shí)，雖然過(guò)程有點(diǎn)困難，但還是學(xué)到了不少知識(shí)。</p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我深深地體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致，在設(shè)計(jì)過(guò)程中只要有一個(gè)地方弄錯(cuò)，就會(huì)影響最后的結(jié)果，使得效率降低。

20、</p><p>　　總之，這次課程設(shè)計(jì)給我彌補(bǔ)了很多我欠缺的知識(shí)，在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要更加努力的學(xué)習(xí)機(jī)子的專業(yè)知識(shí)，多多與同學(xué)和老師交流。</p><p><b>　　附錄A： 梯形圖</b></p><p><b>　　附錄B：外部接線圖</b></p><p><b>　　參 考