1、PLC控制系統課程設計第1章控制工藝流程分析1.1 控制過程描述有3個投幣孔，分別為5元、10元及50元3種，當投幣合計100元或超過時， 按啟動開關洗車機才會動作，啟動燈亮起。7段數碼管會顯示投幣金額(用BCD 碼)，當投幣超過100元時，可按退幣按鈕，這時7段數碼管會退回零，表示 找回余額(退幣選作)。1.2 .控制工藝分析1 .設計投幣100元自助洗車機。2 .洗車機動作流程。1) .按下啟動開關之后，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始洗 刷。2) .洗車機右移到達右極限開關后，開始往左移，噴水機及刷子繼續動作。3) .洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，噴水機及刷子停止動

2、作，清 潔劑設備開始動作噴灑清潔劑。4) .洗車機右移到達右極限開關后，開始往左移，繼續噴灑清潔劑。5) .洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當洗車機 往右移3s后停止，刷子開始洗刷。6) .刷子洗刷5s后停止，洗車機繼續往右移，右移 3s后，洗車機停止，刷子又 開始洗刷5s后停止，洗車機繼續往右移，到達右極限開關停止，然后往左 移。7) .洗車機往左移3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機繼續往左移 3 s 后停止，刷子開始洗刷 5s后停止，洗車機繼續往左移，直到碰到左極限開 關后停止，然后往右移。8) .洗車機開始往右移，并噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當碰到右

3、極限 開關時，洗車機停止前進并往左移，噴灑清水及刷子洗刷繼續動作，直到 碰到左極限開關后停止，并開始往右移。9) .洗車機往右移，風扇設備動作將車吹干，碰到右極限開關時，洗車機停止 并往左移，風扇繼續吹干動作，直到碰到左極限開關，則洗車整個流程完 成，啟動燈熄滅。第2章控制系統總體方案設計2.1 系統硬件組成本系統采用PLC作為核心控制。以按鍵和投幣作為信息采集 單元，以PLC 為作為數據處理和控制單元，以數碼管作為數據顯示單元，以指示燈作為用戶狀態單元和開鎖指示單元，組成硬件結構框架圖。其中按鈕輸入信號包括人工輸入的信號和洗車機碰到限位開關時的信號。人工輸入信號包括：開始按鈕、開始投幣按鈕、

4、投幣結束按鈕、開始洗車按 鈕；洗 車機碰到限位開關的信號包括：洗車機初始位置信號、左限位開關信號、右限位開關信號。2.2 控制方法分析洗車投幣機系統滿足大于五十元可以洗車。主要用到移位寄存器，加法器用于記住投入的錢數，比較指令用于看是否猶如的錢數大于五十。開始洗車。洗車機第一次右移時有噴水及刷洗動作，到達右極限使右極限開關動作從而控制洗車機左移，而噴水及刷洗繼續，直到碰到左極限開關。洗車機第二次右移時，噴水停止、刷子動作及清潔劑開始噴灑，直到右極限行程開關動作，洗 車機左移清潔 劑繼續噴灑，直到使左極限開關動作。洗車機第三次右移時，洗 車機右移6s停 止，刷子刷洗5s,連續兩次后繼續右移，直到

5、碰到右極限開關，其 中，洗車機 右移及刷子刷洗由接通延時計時器 T37和T38形成的震蕩電路控制，直到碰到右極限開關后通過互鎖使刷子動作電路斷開，刷子停止工作。此時 洗車機左移，進 行和上次右移時同樣的動作，直到碰到左極限行程開關。洗車 機第四次右移，噴 灑清水及刷子動作，直到碰到右極限開關。洗車左移同時噴水 刷洗繼續直到噴到左極限開關噴水刷洗停止。洗車機第五次右移，風扇開始動作，直到碰到右極限開關，洗車機左移風扇繼續動作。洗車機左移直到碰到左極限開關，控制整個設備停止，洗車機完成洗車。2.3 I/O分配自動洗車控制系統采用了八個輸入信號，分別為啟動開關I0.0、左極限開關I0.2、右極限開關

6、I0.1、原點復位按鈕I0.3、5元投幣孔I0.4、10元投幣孔 I0.5、50元投幣孔I0.6;若干輸出信號，洗車機左移 Q0.4、洗車機右移Q0.3、刷 子動作Q02噴水Q0.1、噴灑清潔劑Q0.5、風扇動作Q0.6、復位燈Q0.7、啟 動燈Q0.0.、投幣指示燈Q1.0o經啟動后可自動完成清洗后自 行停止，也可手動停止，但啟動刖必需旻位。表1自動洗車控制系統I/O地址分配表控制信號信號名稱地址編碼輸入信號啟動信號I0.0右極限信號I0.1左極限信號I0.2原點復位信號I0.35元投幣孔I0.410元投幣孔I0.550元投幣孔I0.6輸出信號洗車機右移Q0.0風扇動作Q0.6刷子刷洗Q0.

7、2洗車機左移Q0.4噴灑清潔劑Q0.5噴水動作Q0.1啟動燈信號Q0.3復位燈信號Q0.7投幣指示燈Q1.02.4 系統結線圖設計22»,nH幸一A-n-曲再WtT" U而 I » I W圖2-1硬件接線圖3.1控制程序流程圖第3章 控制系統梯形圖程序設計3.2控制程序時序圖父己利理J-LJ-L¥3Gt>¥3E明指第1 i丫 3了 M戈干r圖3-2控制時序圖3.3控制程序設計思路通過控制要求可知，本程序設計主要分為兩部分：投幣程序和洗車程序。先啟動洗車機，然后開始投幣，當投入的總錢數大于等于 100元，然后找余錢 并啟動洗車程序，開始洗車

8、，洗車指示燈亮。洗車程序結束，洗車機碰到左 極 限開關自動停止，洗車指示燈亮熄滅。在洗車過程中，如果出現故障，排除 故 障后按復位開關，程序跳轉到洗車程序開始出重新運行洗車程序直至結束。第4章監控系統設計4.1 PLCt上位監控軟件通訊PLC選用Modbus RTU主通訊模塊（master） 。PakscanllE主站控制器是一 個遠程終端單元，作為 Modbus從設備（slave）。PLC的CPU通過用Modbus RTU住通訊模塊控 制Pakscan IIE主站控制器的讀寫，被稱為用 Modbus host。 系統采用單用Modbus host兩線通訊方式，該方式最多可以 連接32個Pak

9、scan IIE主站控制器。主通訊模塊的程序設計有3個部分內容：初始化通訊模塊；讀寫用 Modbus/RTU數據；檢測通訊狀態。通訊模塊的初始工作主要是配置 3個初始換控制塊的參數：Slave控制塊 （SCB），信8、控制塊（MCB） 和通訊要求參數快（COM_REQ）。SCB是一個 15個寄存器長的數 據塊，功能是定義與通訊的Slave的型號、個數、狀態等參 數, 每一個Slave需要定義一個SCB快，MCB是一個6個寄存器長的數據塊，功能是定義Master要求每個Slave執行的命令信息，包括命令類型、RTU引用地址偏移、PLC引用地址偏移、主機號等 參數，每一種命令需要 定義一個MCB塊

10、， COM_REQ是一個17個寄存器長的數據塊，功能是定義 通訊方式、端口控 制字 及監測SCB和MBC的狀態參數等，每一個端口需要定義一個 COM_REQ塊。搜 有這些初始化參數在PLC上電或冷啟動初始換的第一個掃描周期內加載到RTU主通訊模塊，此后RTU主通訊模塊負責與PakscanIIE主站控制器通訊， 而PLC 則與RTU主通訊模塊交換數據。讀寫Modbus/RTU數據和監測通訊狀態的變成相對簡單，只要讀寫初始化 時定義的相應的PLC參數地址即可。4.2 上位監控系統組態設計上位監控戰可以準確的監測和控制儲運過程的所有信息和設備。通過編程、 組態、連接，形象地反映實際工藝流程，顯示動態

11、數據，設置 PID控制參數以 及過程參數，并可以查看歷史趨勢，報警歷史報表等。Rotork的現場電動閥配置在流程的輸油管線上，通過按鈕可以人工開啟、 停止和關閉任一個閥門，并顯示任意時刻的閥門狀態和閥位值。涉及良好的 人 機界面使操縱簡便、直觀。4.3 實現的效果我們可以應用上位監控軟件，隨時監測這個系統運行轉臺，并控制現場個 控制柜面板，來了解設備正常運行和故障情況。當設備出現故障的時候，上 位 監控軟件上有文字顯示故障類型，工藝流程圖上相對應設備閃爍，這樣可以排除故障，浙江大大提高了系統可靠運行水平。第5章系統調試及結果分析5.1 系統調試及解決的問題在程序編寫完成后，先檢驗其是否符合設計

12、初衷，是否能達到相應的指標。首先是投幣程序的調試，檢驗投幣時程序是否能得到信號，在滿足條件的情 況 下能否得到響應。然后是洗車程序的調試，通過假定輸入一定的初值來檢驗 程 序是否正常。通過多次的調試和修改，基本達到了控制要求。5.2 結果分析通過系統的設計、連線和運行，整個系統正常運行，達到了設計的要求。本系統采用PLC作為核心控制。以按鍵和投幣作為信息采集 單元，以PLC為 作為數據處理和控制單元，以數碼管作為數據顯示單元，以指示燈作為用戶狀態單元和開鎖指示單元。課程設計心得通過這次緊張的課程設計，我收獲頗多，每天面對著電腦，翻閱各種相關 資料，體會頗深。短暫的 PLC學習有種意猶未盡之感，

13、在這次課設中，加深 了 PLC相關知識的理解.在課設開始的前期，也遇到了麻煩，比如說，由于以前沒學習過PLC遇 到許多困難，在這里很感謝老師的耐心教導，和同學的幫助。通過木次設計，讓我很好的鍛煉了理論聯系實際，.與具體項目、課題相結合開發、設計產品的 能 力。既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，.又讓我們懂得了在實踐中遇到的 問題怎樣用理論去解決。在本次設計中，我們還需要大量的以前沒有學到過 的知識，于是圖書館和成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要 判 斷 優劣、取舍相關知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學習的知識是有限的，在以后的作中我們肯定會遇到許多未知的

14、領域，這方而的能力便會使我們受益非淺。參考文獻1李建興.可編步伐節制器及其應用M .北京：機械 工業出書社，1999.22邱公偉.可編程節制器收集通信M.北京：清華大學出書社，2000.7 3鄒益仁.現場總線節制體系的預設M.北京：國防工業出書社，2003.3附錄程序Network 1LDM1.6AI0.2O SM0.1OM0.0ANM0.1=M0.0Network 2LDM0.0AI0.0OM0.1AN M0.2=M0.1=Q0.1=Q0.2=Q0.3=Q0.0Network 3LDM0.1AM0.1OM0.2ANM0.3=M0.2=Q0.4=Q0.2=Q0.3=Q0.0Network 4L

15、DM0.2AI0.2OM0.3ANM0.4=M0.3=Q0.5=Q0.0=Q0.1Network 5LDM0.3AI0.1OM0.4AN M0.5=M0.4=Q0.5=Q0.4=Q0.0Network 6LDM0.4AI0.2LDM0.6AT38ANC0OLDOM0.5ANM1.7=M0.5=Q0.1=Q0.0TONT37,32Network 7LDM0.5AT37OM0.6ANM0.7ANT38AC0=M0.6=Q0.3=Q0.0TONT38,50Network 8LDT37M1.7Network 9LDM0.6LDM0.5CTUC0,2Network 10LDM0.6C0T38M0.7AN

16、M1.0M0.7Q0.0Q0.1Network 11LDM0.7I0.1LDM1.1ANC1T40OLDM1.0ANM2.1M1.0Q0.0Q0.4TONT39, 30Network 12LDM1.0T39M1.1ANM1.2C1ANT40M1.1Q0.0Q0.3TONT40, 50Network 13LDT39M2.1Network 14LDM1.1LDM1.0CTUC1,2Network 15LDM1.1C1T40M1.2ANM1.3M1.2Q0.0Q0.4Network 16LDM1.2I0.2M1.3ANM1.4M1.3Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Network 17LDM1.3I0.1M1.4ANM1.5M1.4Q0.0Q0.4Q0.2=Q0.3Net