PLC课题(6篇)

PLC课题篇四

课程设计(论文)

三层电梯plc控制系统设计

学生姓名 学院名称 学号 班级 专业名称 指导教师

乔浩 信电工程学院 20110501146 11电气1

电气工程及其自动化

曹言敬

2014年 12月 15日

徐州工程学院课程设计

摘要

本论文阐述了可编程控制器plc在电梯控制系统中的应用，介绍了3层楼电梯的plc控制系统的总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体的主要硬件电路、i/o分配表、电梯的控制梯形图及指令表，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析处理随机信号逻辑关系的基础上，进行了plc的编程方法，设计了一套完整的电梯控制系统方案。

电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。目前电梯设计使用可编程控制器(plc)，功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少，使电梯运行更加安全、方便、舒适。本课程设计基于西门子（siemens）s7-200 plc对三层电梯的控制进行了模拟，形成了电梯升降的系统plc在电梯升降的过程中，主要体现在逻辑开关的功能。由于plc具有逻辑运算、记数、定时以及输出输入输出的功能，在电梯升降的过程中各种逻辑开关控制与plc很好的结合，对电梯实现了控制。

关键词

plc ；电梯控制；程序设计；梯形图

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目

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徐州工程学院课程设计 绪论

1.1 背景知识

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。随着现代化生产规模的不断扩大和人民生活水平的不断提高，电能供需矛盾日益突出，节电呼声日益高涨。有关统计数据表明，电动机拖动负载消耗的电能占总耗电量的70%以上。因此，电动机拖动系统节约电能具有特别的社会意义和经济效益。电动机拖动系统节约电能的途径主要有：一是提高电动机拖动系统的运行效率，如风机、水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施，再如电梯曳引机采用变频调速取代异步电动机调压调速是以提高电动机运行为目标的节能措施；二是将运动中负载上的机械能（动能、势能）通过能量回馈器变化成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其他用电设备使用，使电动机拖动系统在单位时间内消耗电网电能下降，从而达到节约电能的目的。

以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用plc，从电梯的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（plc）取代微机实现信号集选控制。由plc控制代替传统继电器控制已成为发展定局plc是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，通过对电梯控制系统的研究和设计，可以更加深入的了解和认识plc技术的核心和未来发展的方向。

1.1.1电梯基本结构

从总的来讲，电梯由机械系统和电气控制系统两部分组成：而电器部分由电力拖动系统，运动逻辑功能控制系统和电器安全保护等系统组成。

1.曳引系统

电梯曳引系统的功能是输出传动和传递动能，驱动电梯运行。主要由曳引机、曳引钢丝绳导向轮和反绳轮组成。

(1)曳引机

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曳引钢丝绳由曳引钢丝、绳股和绳心组成。(3)导向轮和反向轮

导向轮是将钢丝绳向对重或轿厢的钢丝绳轮，安装在曳引机架或承重梁上。反绳轮是设置再机房上的定滑轮，其作用是根据需要，将曳引钢丝绳绕过反绳轮，用以构成不同的曳引绳传动比。

(4)根据电梯的使用要求和建筑物具体情况，电梯曳引绳传动比、曳引绳在曳引轮上的缠绕方式以及曳引机的安装位置都有所不同。

2.桥厢和门系统(1)轿厢

轿厢是用来安全运送乘客及物品到目的的箱体装置，它的运行轨迹是在曳引机钢丝绳的牵引下沿导轨上下运行。

(2)门系统

电梯门分为轿厢门和厅门,轿厢门是用来封住出入口，厅门是为了确保在候梯厅的安全而设置的开闭装置只有在轿厢停层和平层时才能被打开。

3.重量平衡系统

对重是平衡轿厢重量的平衡重，与轿厢分别悬挂在曳引钢丝绳的两端。对重由以槽钢为主所构成的对重架和用灰铸铁制造的对重快组成。轿厢侧的重量为轿厢自重与负载之和，而负载的大小却在空载与额定负载之间随机变化。因此只当轿厢自重与载重之和等于对重重量时，电梯才处于完全平衡状态。此时的载重称为电梯的平横点，而在电梯处于负载变化范围内的相对平衡状态时，应使曳引绳两端张力的差值小于由曳引绳与曳引轮槽之间的摩擦力所限定的最大值，以保证电梯曳引传动系统工作正常。

4.导向系统

导向系统由导轨、导靴和导轨架组成，导轨用来在井道中确定轿厢与对重的相互位置，并对他们的运动起导向作用。

5.保护系统

对现代电梯的运行必须保证安全。为此，设置了由电气安全保护装置和机械安全保护装置组成的电梯安全保护系统。

(1)电气安全保护装置

为了保证电梯的安全运行，在井道中设置有终端超越保护装置。实际上，这是一组防止电梯超越下端或上端站的行程开关，能在轿厢或对重撞底、冲顶之前，通过轿厢打板直接触碰这些开关来切断控制电路或总电源，在电磁制动器的制动抱闸作用下，迫使电梯停止运行。

(2)机械安全保护装置

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曳引钢丝绳严重打滑等严重事故，这时就要靠机械安全保护装置提供最后的安全保护。对于电梯超速的失控现象的机械安全保护装置是限速器和安全钳，这两种装置总是相互配合使用。

6.电力拖动系统

电力拖动系统由曳引电动机、速度反馈装置、电动机调速控制系统和拖动电源系统等部分组成。其中曳引电动机为电梯的运行提供动力；速度反馈装置是为电动机调速控制系统提供电梯运行速度实测信号的装置，一般为与电动机同轴旋转的测速发电机，或电光脉冲发生器。

7.运行逻辑控制系统

电梯的电气控制系统由控制装置、操纵装置、平呈装置和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求，控制电梯的运行，设置在机房中的控制柜（屏）上。

1.2 课程设计目的

1.了解常用电气控制装置的设计方法、步骤和设计原则。

2.通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。

3.本次课程设计应强调，在独立完成课程设计的同时，培养学生查阅书籍、参考资料、产品手册、工具书的能力，上网查询信息的能力，运用计算机进行工程绘图的能力，编制技术文件的能力等，从而提高学生解决实际工程技术问题的能力。

1.3 课程设计要求

1.确定控制方案，设计电气控制装置的主电路。

2.应用plc设计电气控制装置的控制程序。可分为5个步骤：

(3)列出plc的i/o分配表，画出plc的i/o接线图；(4)设计梯形图并进行必要的注释；(5)输入程序并进行室内调试及模拟运行。

3.设计电气控制装置的照明、指示及报警等辅助电路。系统应具有必要的安全保护措施，例如，短路保护、过载保护、失电压保护、超程保护等。

4.选择电气元件的型号和规格，列出电气元件明细表。选择电气元件时，应优先选用优质新产品。

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电气控制图国家标准有关规定绘制。

6.编写设计说明书及使用说明书。内容包括阐明设计任务及设计过程，附上设计过程中有关计算及说明，说明操作过程、使用方法及注意事项，附上所有的图表、所用参考资料的出处及对自己设计成果的评价或改进意见等。

1.4 课程设计任务

1.4.1控制要求

1.电梯由安装在个楼层电梯口的上升下降呼叫按钮（u1、u2、d2、d3），电梯桥厢内楼层选择按钮（s1、s2、s3），上升下降指令（up、down）,各楼层到位行程开关（sq1、sq2、sq3）组成。电梯在上升过程中只响应向上的呼叫，在下降的过程中只响应向下的呼叫，电梯向上或向下的还哦执行完成后再执行反向呼叫。

2.电梯等待呼叫时，同时有不同呼叫时，谁先呼叫执行谁。3.具有呼叫记忆、内选呼叫指示功能。

4.具有楼层显示、方向指示、到站声音提示功能。

1.4.2系统分析

为了实现上述要求，首先列出plc的i/o分配表，并画出plc的i/o接线图，然后选择plc的机型及i/o模块的型号，进行系统配置并校验主机的电源负载能力。

根据控制要求，编写梯形图及语句表，调试程序直到准确无误。

1.4.3硬件设计

1.列出plc的i/o分配表，并画出plc的i/o接线图；

2.选择plc的机型及i/o模块的型号，进行系统配置并校验主机的电源负载能力； 3.设计必要的安全保护措施，例如，短路保护、过载保护、失电压保护、超程保护等。

1.4.4软件设计

4.编制plc程序并进行模拟调试； 5.现场调试；

6.编写技术文件并现场试运行。

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徐州工程学院课程设计 电梯控制系统硬件设计

2.1 模拟设备面板图展示

图2-1 面板图

+如图2-1，其中s1、s2、s3分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选按钮；d2、d3分别为二层、三层电梯外下降呼叫按钮；u1、u2分别为一层、二层电梯外上升呼叫按钮；sq1、sq2、sq3分别为一层、二层、三层行程开关，模拟实际电梯位置传感器的作用。

l1、l2、l3分别为一层、二层、三层电梯位置指示灯；down为电梯下降状态指示灯；up为电梯上升状态指示灯；sl1、sl2、sl3分别为轿厢内一层、二层、三层电梯内选指示灯。

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2.2 选择机型

plc的种类非常繁多，不同种类之间的功能设置差异很大，这既给plc机型的挑选提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的难度。机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，力争最好的性价比，并有一定的升级空间。

考虑到本次设计的电梯系统只有3层，且开关量居多，模拟量较少；对于开关量控制为主的系统而言，一般plc的响应速度足以满足控制的要求，在小型plc中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，但是在设计活动中，经常碰到一些估计的指标，在设计活动中需要进行局部调整，另外模块式plc排除故障所需时间短；我们估算输入输出接口比较多；由于考虑到本次设计的电梯系统只有3层，考虑到工厂造价，我们采用离线编程的方式，以减小软硬件的开销。

统计输入、输出点数并选择plc型号：

输入信号有10个，考虑到有15％的备用点，即10×（1＋15％）＝11.5，取整数11，因此共需11个输入点。

输出信号有9个，考虑到有15％的备用点，即9×（1＋15％）＝10.35，取整数10，因此共需10个输出点。

因此可选用cpu224类型可编程控制器，它有14个输入点，10个输出点，满足本例的要求。

2.3 i/o分配表

表2-3 i/o分配表

电气符号

序号 plc地址（plc端子）

（面板端子）

456

s3 s2 s1 d3 d2 u2 u1 sq3 sq2

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电气符号

续表2-3 序号 plc地址（plc端子）

（面板端子）

功能说明

112

314

516

21电源地端

接电源gnd 表2-3电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮s1～s3，用以选择需停靠的楼层。l1为一层指示、l2为二层指示、l3为三层指示，sq1～sq3为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在由一层运行至三层的过程中，在二层轿箱外呼叫时，若按二层上升呼叫按钮，电梯响应呼叫；若按二层下降呼叫按钮，电梯运行至二层时将不响应呼叫运行至三层，然后再下降，响应二层下降呼叫按钮。

2.4 plc外部接线图

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图2-4 plc外部接线图

plc的输入输出模块与外部用户设备的接线方式分为汇点式和分割式，两种方式的区别在于：选用汇点式接法的系统使用的电源电压唯一，而选用分割式接法的系统电源电压不唯一。

2.5 电梯控制系统的安全保护

电梯控制系统的安全保护主要包括四个方面：短路保护、过载保护、失电压保护和超程保护等。

2.5.1 短路保护

短路时熔断器fu的熔体熔断而切断电路起保护作用。

2.5.2 过载保护

采用热继电器fr。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值得电流，热继电器也不会立即动作。因此在电动机启动时间不太长的情况下，热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，用它的常闭触头使控制电路断电。

2.5.3 失电压保护

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（如停电）时，接触器km断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行启动，只有在操作人员重新按下启动按钮后，电动机才能启动。

2.5.4超程保护

超程也叫超行程，术语多用于电力设备断路器。

3.在触头分闸时，使动触头获得一定的初始的动能，拉断熔焊点，提高初始分闸速度，减小燃弧时间，从而提高介质恢复的速度。

如果超程太小，就不能保证触头在烧损后应有的触头压力，同时，初始分闸速度变小，会影响真空开关的开断关合和动热稳定性能，甚至产生重合闸弹振。若超程太大，会增加操作机构的合闸功，使合闸变得极不可靠。真空开关的超程取额定开距的15%～40%左右，10 kv级真空开关的超程一般取3～4 mm。

现在的真空开关动静触头之间的接触一般采用平板接触，要保证接触良好，就要保证相当的接触压力，超程是指开关动静触头接触后，触头弹簧的压缩行程，其目的是为了保证接触压力，从而保证开关接触良好。

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徐州工程学院课程设计 电梯控制系统软件设计

3.1 软件设计流程图

图3-1 软件设计图

如图3-1，电梯启动时，检测电梯是否停在二或三楼层且有呼叫信号，如果是就等待呼叫信号，如果不是时，电梯自动下降到一层等待呼叫信号。当检测到有呼叫信号时，例如：电梯停在一层时检测到三层呼叫信号，电梯离开一层经过二层，接着到达三层，电梯停止。当电梯停前检测到呼叫信号，例如：电梯停在一层时检测到三层呼叫信号，电梯离开一层经过二层，准备到达三层时检测到二层呼叫信号，电梯停在三层后继续下降到二层等待呼叫信号。

3.2 源代码设计及mcgs组态设计

由于plc是由取代继电器开始产生并发展起来的，且早期的plc绝大部分用于顺序控制，于是许多人习惯把plc看作是继电器、定时器、计数器的集合。把plc的作用局限地等同于继电控制系统顺控器等，其实plc就是工业控制计算机plc系统具有一切计算机控制系统的功能，大型的plc系统就是当代最先进的计算机控制系统。

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3.3 mcgs组态设计

mcgs是一套基于windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。

1.建立mcgs工程

进入组态环境后，建立新工程，在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为：d：mcgswork三层电梯演示。

2.设计画面流程

图3-1电梯演示图

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3.动画链接

由对象搭制而成的图像界面是静止不动的，需要对这些对象元件进行动画设计，实时地描述外界对象的状态变化，达到实时监控的目的。实现图像动画设计的主要方法是将用户窗口中元件对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的属性。在系统运行过程中，元件对象的外观和运动特性，由数据对象的实时采集数据驱动，从而实现了图像的动态效果。

(1)指示灯的属性设置

在用户窗口中，双击五层电梯组态设计窗口进入，选中一层内选指示图标并双击，弹出单元属性设置窗口。

图3-2 指示灯属性设置

(2)轿厢属性设置

双击界面中表示电梯上升下降的轿厢，弹出属性设置窗口，属性设置如下：

图3-3 轿厢属性设置

(3)数值型变量的设置

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数值型变量一共有六个，以变量f1left 为例：一层左门的属性设置如下图所示。

图3-4 数值型变量属性设置

3.4 系统调试

1.检查实训设备中器材及调试程序。

2.按照i/o端口分配表或接线图完成plc与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。

3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用pc/ppi通讯编程电缆连接计算机串口与plc通讯口，打开plc主机电源开关，下载程序至plc中，下载完毕后将plc的“run/stop”开关拨至“run”状态。

4.将行程开关“sq1”拨到on，“sq2”、“sq3”拨到off，表示电梯停在底层。5.选择电梯楼层选择按钮或上下按钮。例：按下“d3”电梯方向指示灯“up”亮，底层指示灯“l1”亮，表明电梯离开底层。将行程开关“sq1”拨到“off”，二层指示灯“l2”亮，将行程开关“sq2”拨到“on”表明电梯到达二层。将行程开关“sq2”拨到“off”表明电梯离开二层。三层指示灯“l3”亮，将行程开关“sq3”拨到“on”表明电梯到达三层。

6.重复步骤5，按下不同的选择按钮，观察电梯的运行过程。

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结论

在设计过程中，理论联系了实际。逐渐了解及掌握了电梯的机械设备的结构,控制运动的组成及工作原理。例如在电梯的运动控制过程中，为了满足当今人们的需求，要求电梯运动必须达到“稳、准、快”的要求，这就需要根据整个系统的实际应用和工作情况，让电梯的运行速度、反映时间和停层的准确度达到一定的标准，而对梯的速度、运行状态、安全、可靠进行合理的设计。因此系统的设计要综合考虑曳引机的放置、占用空间及控制系统的可靠性等。这样才能保证系统的正常运行。再次回顾及加深了plc的学习，了解了plc的起源，发展及在各种场合上的应用，清楚了如今plc的动向。

总的来说这次plc课程设计，考验了我对理论知识的运用能力，锻炼了对故障排除的分析能力，值得感谢的是当我们遇到困难时，老师耐心指导，帮我们一起分析故障，共同解决困难。另外，这课程设计也为了我们以后的毕业设计提供了很好的经验，建立基础，可以说是意义重大，影响深远。

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致谢

整个设计过程很快过去了，我学到了很多可编程控制器的知识，以及许多的课外知识。尤其是在导师指导和同学协助下，才会顺利完成这次设计。在这次设计中，我也发现了自己很多不足之处，例如：知识面较窄，思考问题过于狭隘，思路过于陈旧。因此，在以后的学习生活中，应广泛的学习各种知识，并把它们与自己所学的专业联系在一起，大胆地放开思路，勇于创新求实。我还要感谢舍有对我的帮助与支持，在我遇到困难时总是他们在一旁鼓励我坚持下去。

本文是在指导教师的悉心指导下完成的，从论文选题、实验指导、理论分析到论文修改，无不倾注了老师的辛勤汗水。在此，向所有曾经关心和帮助过我的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意！

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参考文献

PLC课题篇五

目 录

1.前言

该设计描述了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机的循环过程，并设计相应的系统软件，结合相应的硬件系统，提高控制系统的可靠性，全自动洗衣机应用了可编程控制器，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。它结合全自动洗衣机控制系统的要求，进行程序的设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。从而实现对可编程控制。

该系统由可编程控制器、变频器、触摸屏等控制元件组成，可编程控制器完成整个系统逻辑控制、各运行相关参数传送与读写、设备运行状态显示功能。变频器与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启/停、简易plc程序的执行及其它相关运行参数的传送。plc与触摸屏通讯实现人机对话，完成相关参数设置、启停操作与状态显示。

全自动洗衣机利用可编程控制器、变频器与人机界面等自动化产品的有机结合来实现对工业洗涤设备的自动控制，其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水、洗涤模式、洗涤时间、脱水频率的设定、可编程控制器通讯功能的应用、变频器简易plc功能的应用进行有机的组合与设计。

此设计的初始对自动洗衣机进行了分类。按自动化程度分类，洗衣机可分为普通型、半自动型、全自动型三大类。并依次做了简单的介绍，同时全自动洗衣机应用了可编程控制器，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，然后主要是介绍全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器plc实现控制。

2可编程控逻辑制器

2.1可编程控制器的特点

硬件配置灵活，编程方法简便，抗干扰能力强，能适应较恶劣的工业环境（工作室温度可在0-60℃，存放温度可为-40～80℃,相对湿度可达95%），体积小，维护费用低。

（1）plc能接收、处理和输出各种开关量、模拟量和不同码制的数码，除能实现一般的逻辑控制（顺序、步进、时序、条件和锁存等）功能外，还能实现数值运算、数据转换及数据通信等功能，配备适当的外围设备可以进行打印。（2）由于编程软件化（可新编程序、可修改程序和数据处理的可接口性），当生产工艺（或流程）改变时只需要修改软件，而不需要改变硬件即可满足新的控制要求，大大方便了设计和现场使用，缩短了设计施工和调试周期。

（3）plc能与上一级计算机直接相连，在综合自动化控制系统中可以合理地实现分级控制，作为基础控制级使用。

（4）plc采用独特而简便的编程方法，并采用与工艺流程相适应的一般符号。编程方法简明通俗，易学、易编、易改，很容易将原来的继电器控制线路直接翻译到plc软件上。

2.2可编程控制器的特点与原理

等一系列优点，在汽车、钢铁、航空航天、船舶、化工、纺织、食品、造纸、军工等工业领域获得了广泛的应用。本书以我国目前应用最广泛的三种高性能小型机为背景，系统阐述了可编程控制器的结构、工作原理、硬件和软件系统以及plc控制系统从设计到安装到维护的系统设计过程，并对plc的组网技术进行了详细介绍。本书内容新颖，深入浅出，语言通俗易懂，理论联系实际。通过实例，详细地介绍了plc在不同行业中的具体应用，在编写形式上，注重理论与实践的结合，不但在各章节适时插入实例，使读者加深理解和掌握具体内容，而且以综合举例作为最后一章，以便于读者参考和提高综合应用可编程控制器的能力。本书可作为高等学校机电一体化专业、自动化专业、电气技术专业及其他相关专业的教材，也可作为广大工程技术人员的参考用书。

2.3 洗衣机的工作流程

1.正常运行：

13）可以按“脱水按钮”按钮实现手动脱水； 2.强制停止：

“强制停止”方式具体控制要求如下：

（2）用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。

2.4洗衣机的工作原理

当洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。

脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣器报警。

系统程序设计

3.1 设计好的系统程序流程图

图4.2 plc 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。按下启动按钮时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水，开始正转洗涤。正转洗涤10s后，暂停3s，马上开始反转洗涤。反转洗涤10s 后暂停3s，转完后则开始排水。排水10秒后停止出水，同时声光报警器报警，叫工作人员来取衣服；按停止按钮声光报警器停止，并结束整个工作过程。

3.2 设计外部输入/输出点（i/0）

输入点：

输出点：

启动点--------------xo

报警------------------------y0

高水位--------------x1

进水阀门-------------------------y1

低水位--------------x2

正转-------------------------y2

停止---------------x3

反转------------------------y3

排水阀门---------------------------y4

图4.5

指令表、控制系统梯形图设计

4.1指令表

3.2控制系统梯形图设计

4.2控制系统程序流程图

PLC课题篇六

赖永镇

内容提要：大部分中职学生的学习基础较差，教师在plc教学中构思一些难易适中、由浅入深，容易在plc实验室试验到效果的plc课题来指导学生设计，对于激发学生对plc的学习兴趣，满足学生的求知欲，提高学生plc程序的设计能力，非常重要。

关键词：plc教学 plc课题 学习兴趣 求知欲 设计能力

可编程控制器plc（英文全称programmable logic controller）产生于1969年，是继电接触控制技术、计算机技术、微电子技术相结合的产物，具备逻辑控制、定时、计数等功能，并取代了继电接触控制系统。

可编程控制器采用直观的类似继电接触控制电路图的梯形图语言，采用计算机顺序执行存储程序的原理,并采用了微电子设计和制造技术。是继电接触控制技术与计算机技术、微电子技术相结合的产物，即工业专用计算机。它既有计算机控制系统的特点（控制功能由软件实现），又具有继电器控制系统的优良抗电噪能力（适应工业控制的各种恶劣工作环境）。可编程序控制器还具有很强的连网能力和很高的可靠性，不仅可以单机使用，而且可以与计算机结合组成集散式控制系统。是现代工业控制的基础部件，是工厂自动化（fa factory automation）的支柱之一。

可编程控制器聚集了可靠性高结构简单，抗干扰能力强，编程简单，易于使用，性能价格比高，通用灵活，体积小等一系列优点，使其在工业生产过程的自动化控制领域得到了越来越广泛的应用。因此，大部分中等职业学校和技工学校的电工、电子、机电、制冷等专业都开设了“可编程控制技术”课程。

现在大部分中等职业学校和技工学校都是采用中国劳动社会保障出版社2004年5月第1版的《可编程控制技术》这本教材（以下简称教材），但是教材中的例题和习题不够丰富，有的例题和习题也不方便在plc实验室试验出效果。笔者在教学过程中体会到，如果教师完全按照教材来授课，教学难度很大。教师在介绍完三菱fx可编程控制器和讲完基本指令后，要布置一定量的设计课题给学生练习。如果教师要求设计的课题过于简单，学生就没有兴趣设计，相反如果教师要求设计的课题过于复杂，不容易设计，又会使学生畏难而不愿意去设计，打击学生的学习积极性。因此，教师构思一些难易适中、由浅入深，容易在plc实验室试验到效果的课题来指导学生设计，对于激发学生对plc的学习兴趣，提高学生plc程序的设计能力，满足学生的求知欲，非常重要。

一、plc课题设计的主要步骤

1、分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是输送信号到plc的，哪些外围设备是接受plc输出信号的。

2、画出plc与输入信号、输出信号相对应的i/o接线图。

3、确定控制系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序，设计plc程序，画出梯形图。

4、在计算机上用专用软件画出plc的梯形图，并将梯形图转换成指令，再传送到plc。

5、运行plc，观察效果，对程序进行调试。在学校的plc实验室里，大部分plc课题的程序是用指示灯来验证其效果的，利用指示灯可以设计出很多实用的程序，下面我们来分析一些例子。

二、设计课题实例：

1、两个电机顺序启动、立即停止和两个电机顺序启动、顺序停止

1、两个电机顺序启动、立即停止：有两个电机m1和m2，控制要求如下：按下启动按钮，m1启动并自锁，延时5秒之后，m2启动并自锁。按下停止按钮，m1和m2立即停止。

1、i/o接线图课题1-

这两个题目，从题目上看，差别不大，两个题目的i/o接线图是一样的。教师可以在黑板上先讲解课题1-1，并用指示灯来代替km1和km2，在plc实验室演示其效果。然后，教师提出问题：“如果电机停止时也要求顺序停止，怎么办呢？”，教师在黑板上将课题1-1改成课题1-2，布置学生思考，让自行设计。学生们以为课题1-2也是很容易，强烈的求知欲使学生积极地进行课题1-2的设计，结果在教师的指导下花了一定的功夫才设计出来，激发了学生的学习兴趣。

2、三人抢答器

（一）和三人抢答器

（二）1、三人抢答器

（一）：由甲、乙、丙三个人组成一个抢答小组，每个人前面有一个抢答按钮、一盏指示灯，主持人前面有一个主控开关，一盏警告指示灯。设计要求如下：（1）在主持人闭合主控开关后，抢答开始，甲、乙、丙三个人谁先按下自己前面的按钮，谁前面的指示灯亮，另两个人再按无效。（2）答题的时间为8秒，在后3秒主持人前面的警告指示灯闪3次（每次1秒），然后指示灯和警告灯均熄灭，可以重新开始抢答。

2、三人抢答器

（二）：由甲、乙、丙三个人组成一个抢答小组，每个人前面有一个抢答按钮、一盏指示灯，主持人前面有一个主控开关。设计要求如下：（1）在主持人闭合主控开关后，抢答开始，甲、乙、丙三个人谁先按下自己前面的按钮，谁前面的指示灯亮，另两个人再按无效。（2）答题的时间为8秒，在后3秒，已经亮的指示灯闪3次（每次1秒），然后熄灭，可以重新开始抢答。

2、梯形图t1x0x1m1x2com1m2m1[mc n0 m100]m3(m1)[mc n0 m100]y2y3(y1)m3m2y1y3y2(y2)(y3)y1(t0 k50)(t1 k80)m2x3m3m1m2m3t0m8013(m2)(m3)m1(t0 k50)(t1 k80)m8013[mcr n0][end]m1m2m3(y0)[mcr n0][end](y1)(y2)(y3)

在plc教学实践中，我发现学生对抢答器是非常感兴趣的，因为学生们经常在电视上看到抢答的场面。但是教材p.23中提供的抢答器是六人抢答器，对中职学生来说难度大了一些。课题2-1和课题2-2，在题目上看，只有很小的差别；从设备上看，课题2-2比课题2-1省去了一盏指示灯，增加了一点难度。教师在教学中，可先在黑板上写出课题2-1，先让学生思考一段时间，然后指导学生设计出来，并试验出效果。然后教师提出问题：“我们可不可以省去主持人前面的那盏灯，让每个回答问题的人前面的那盏灯在最后3秒也闪3次呢？”，教师将黑板上的课题2-1改成课题2-2，学生因为经过了课题2-1的设计，又看到了效果，他们以为课题2-2也差不多，强烈的求知欲使他们积极的进行课题2-2的设计。结果花了很多的功夫才设计出来，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的设计能力。

3、红绿灯

（一）和红绿灯

（二）下图是教材p.25中提供的习题。原题目是这样的：利用mc、mcr指令设计交通灯白天与夜间的控制程序。控制要求：白天按图2-31时序工作，夜间所有路口黄灯每秒闪一次。

（一）和红绿灯

（二）。红绿灯

（一）就是东西走向，课题

4、i/o接线图即是三盏灯的控制。红绿灯

（二）就是东西走

（一）设计的基础上再思考红绿灯启动sb1y1x

1（二），学生的兴趣比较高，效果比较好。

4、抽奖机：有8盏指示灯组成的抽奖机，按下启动按钮，8盏指示灯每隔0.01秒轮流闪动，按下停止（抽奖）按钮，只有一盏指示灯亮（可以先规定停在某盏灯有奖），重新按一下启动按钮后8盏灯又重新闪动。

教学中，我独创了这个抽奖机的设计课题，这个课题学生非常感兴趣，演示的效果也非常好。教师可先演示这个程序的效果，然后要求学生去设计程序，学生不能设计出来的时候，再给一点提示和指导。如果教师花一点小钱，买几本笔记本或其它学习用品作为奖品，在上课时间差不多结束的时候，突然举行抽奖活动。让学生轮流去按启动和停止按钮，指示灯停在有奖位置的学生奖励笔记本一本，此时整个教室都活跃起来了。同学们对plc编程有了更浓厚的兴趣，在轻松、愉快的气氛中学到了知识。还有一些课题，如广告灯、洗衣机的拆分，限于篇幅，就不在这里赘述了。总之，根据中职学生的学习基础差，喜欢直观教学的特点，教师构思一些化难为简，由浅入深的plc设计课题，对上好plc这门课是大有帮助的。