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《电气控制与PLC技术》
课程设计指导书
〔施耐德TWDLCAA40DRF〕
山东信息职业技术学院
电子工程系
2009年5月
一、PLC控制系统设计概要
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。假设遇到实际的工业控制工程，需采用PLC控制，往往不知所措。本指导书将课程设计的选题提供应大家，就是通过自己所学的电气控制及PLC的根底知识以及PLC的根本实验的体会，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。
〔一〕、PLC控制系统设计的根本原那么
在PLC控制系统设计时，应遵循以下根本原那么：
1、最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，有哪些信誉好的足球投注网站资料，并与机械局部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，协同解决设计中出现的各种问题。
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、保证控制系统的平安、可靠。
4、考虑到生产开展和工艺的改良，在选择PLC容量时，应适当留有余量。
〔二〕、PLC控制系统设计的根本内容
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控制系统的根本内容包括：
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。
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。
分配I/O点，绘制电气连接接口图，考虑必要的平安保护措施。
设计控制程序。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、平安可靠的关键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。
必要时还需设计控制台〔柜〕。
编制系统的技术文件。包括说明书、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，这一局部图可以统称为“硬件图”。它在传统电气图的根底上增加了PLC局部，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〕。
图1图2抢答器显示器七段码图
图1
图2抢答器显示器七段码图
〔三〕、PLC控制系统设计的一般步骤
设计PLC控制系统的一般步骤如图1所示。
流程图功能说明：
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选择PLC。
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
①对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，用以清楚的说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。
②设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比拟困难的一步。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。
③根据梯形图编制程序清单。
④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。
⑤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。
二、PLC控制系统设计选题
课题一、用PLC构成一个四组抢答器系统。
1、控制要求：一个四组抢答器，任一组抢先按下按键后，显示器能及时显示该组的编号并使蜂鸣器发出响声，同时锁住抢答器，使其它组按下按键无效，抢答器有复位开关，复位后可再次进行抢答。显示器是一个七段码显示器，如图2所示。
表1课题一I/O分配表
输入：
%I0.0复位按钮
%I0.1按键１
%I0.2按键２
%I0.3按键３
%I0.4按键４
输出：
%Q0.9灯闪烁
%Q0.2a段
%Q0.3b段
%Q0.4c段
%Q0.5d段
%Q0.6e段
%Q0.7f
%Q0.8g段
2、I/O分配〔见表1〕
表1课题一
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