《plc控制系统》
课程设计指导书。
编制自动化教研室。
东北石油大学电气信息工程学院自动化系。
通过对plc控制系统的设计，使学生进一步熟悉有关plc控制的理论知识，plc的结构、组成、工作原理，掌握根据生产工艺过程和自动控制要求用plc进行控制的plc系统及控制程序设计方法和步骤，培养同学们的工程意识和工程实践能力。
学生初步掌握plc控制系统的设计方法，编程技巧以及电气常用元器件的选型；初步具有控制系统主电路、控制程序的分析和设计能力，为今后走上工作岗位应用plc控制奠定良好的基础。
学习plc的最终目的是能把它应用到实际控制系统中去。对于初学者来说，不知如何入手设计一个控制系统。若遇到实际的工业控制项目，需采用plc控制，往往不知所措。
本指导书将课程设计的题目提供给大家，就是通过自己所学的plc的基础知识以及plc的基本实验的体会，来进行分析综合、全面地考虑问题，联系实际，设计一个经济、实用及可靠的控制系统。
在plc控制系统设计时，应遵循以下基本原则：
1．最大限度地满足被控对象或生产过程的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计**现的各种问题。
2．在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。
3．保证控制系统的安全可靠。
4．考虑到生产发展和工艺的改进，在选择plc容量时，应适当留有余量。
plc控制系统是由plc与用户输入、输出设备连接而成的。因此，plc控制系统的基本内容包括：
1）选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等）、输出设备（继电器、接触器和信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在其它课程及有关书籍中已有介绍。
2）plc的选择。plc是plc控制系统的核心部件，正确选择plc，对于保证整个系统技术经济性能指标起着重要作用。选择plc应包括机型的选择、容量的选择、i/o点数（模块）的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。
3）分配i/o点，绘制电气连接接线图，考虑必要的安全保护措施。
4）必要时还需设计控制台（柜）。
包括设计梯形图、语句表（即程序清单）或控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统正常工作、安全可靠的关键。因此，控制程序的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。
包括设计说明书、电气图及电气元件明细表等。传统的电气图，一般包括电气原理图、电气布置图及电气安装图。在plc控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。
它在传统电气图的基础上增加了plc部分，因此，在电气原理图中应增加plc的i/o输入、输出电气连线图（即i/o接口图）。
此外，在plc控制系统中，电气图还应包括程序图（梯形图），可以称之为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户在生产发展或工艺改进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。
设计plc控制系统的一般步骤见下图所示。
1. 根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作（动作顺序、动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等）。
2. 根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。据此确定plc的i/o点数。
3. plc机型的选择。
4. 分配plc的i/o点，设计i/o电气接口连接图（这一步也可结合第2步进行）。
5. 进行plc程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。
在设计传统继电器控制系统时，必须在控制线路（接线程序）设计完成后，才能进行控制台（柜）设计和现场施工。可见，采用plc控制，可以使整个工程的周期缩短。
plc程序设计的步骤：
对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，用以清楚的表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。
设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
根据梯形图编制程序清单。
用编程器将程序键入到plc的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。
对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。
6. 待控制台（柜）及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足为止。
7. 编制技术文件。
8. 交付使用。
一份完整的课程设计报告应包括以下几个方面：
1）封面（见附件1）
2）课题名称及要求
3）设计方案论证(包括流程图或时序图)
4）plc的选择。
5）i/o地址分配。
6）plc的i/o接线图。
7）程序设计（梯形图、语句表。包括注释）
8）系统调试及分析。
9）课程设计的心得。
（10）参考资料。
课程设计报告用a4纸打印；一级标题：黑体，三号，段前、段后间距为1行，居中；二级标题：黑体，小四号，左对齐，行距20磅；正文用五号字， 行间距为20磅，上下左右各留20mm，装订线留5mm，
1．可编程控制器控制系统设计实例讲解 1天。
2. 查阅资料1天。
3．可编程控制器外部电路设计和程序设计 1天。
4．可编程控制器应用系统的调试、监控、运行 1天。
5．写设计报告和说明书 1天。
1．参加评定人员。
课程设计指导教师、学生代表。
2．评分标准（见附件二）
一、控制要求。
二、设计任务。
学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行停车场车位运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：
1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；
2. 系统有启动、停止功能；
3. 运用功能指令进行plc控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；
4. 程序结构与控制功能自行创新设计；
5. 进行系统调试，实现停车场车位的控制要求。
三、设计报告。
课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
一、控制要求。
1．共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。
2．设每一层楼有一**站，每一**站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。
3．每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的**站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。
4．在**站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力。
5．一旦**看见**站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下**处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方町被重置。
二、设计任务。
学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行病床呼叫系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：
1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；
2. 系统有启动、停止功能；
3. 运用功能指令进行plc控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；
4. 程序结构与控制功能自行创新设计；
5. 进行系统调试，实现病床呼叫系统的控制要求。
三、设计报告。
课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
一、控制要求。
二、设计任务。
学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动双层停车场运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：
1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；
2. 系统有启动、停止功能；
3. 运用功能指令进行plc控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；
4. 程序结构与控制功能自行创新设计；
5. 进行系统调试，实现自动双层停车场的控制要求。
三、设计报告。
课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
一、控制要求。
1．设计投币100元自助洗车机。
2．有3个投币孔，分别为5元、10元及50元3种，当投币合计100元或超过时，按启动。
开关洗车机才会动作，启动灯亮起。7段数码管会显示投币金额（用bcd码），当投币超过100元时，可按退币按钮，这时7段数码管会退回零，表示找回余额（退币选作）。
洗车机动作流程：
1）．按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。
2）．洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。
3）．洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设。
备开始动作——喷洒清洁剂。
4）．洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。
5）．洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往朽移3s后停止，刷子开始洗刷。
PLC课程设计指导书
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