1、目錄前言 21. 課程設計的任務和要求 31.1、 課程設計的任務 31.2、 課程設計的基本要求 42. 總體設計 52.1 PLC選型 52.2 端子分配 62.3 端子接線圖 72.4 控制面板 8.3. PLC程序設計 93.1 設計思想 93.2 順序功能圖 103.3 PLC梯形圖 114. 程序調試說明 165. 結束語 176. 參考文獻 18前言PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

2、用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數器，在程序運行過程中，每執行一步該計數器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環運算。PLC每完成一次循環操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現出快速的優點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型

3、PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結果送給PLC的控制器。在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。即在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可

4、能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。1.課程設計的任務和要求1.1課程設計的任務對PLC有深刻地了解，能靈活地運用，掌握其主要的使用方法，設計一套完整的污水處理系統的設計方案，系統有三套子系統。每個子系統組成如圖1.1所示。（1）濾水時，打開進水閥和出水閥，污水流經磁濾器中通電的電磁鐵，則污水中的氧化鐵雜質會附在磁鐵上，從水箱流出凈化水，實現濾水；（2）一段時間后，斷開電磁鐵，關閉進水閥和出水閥，打開排污閥和空氣壓縮閥，壓縮空氣

5、將水箱的水打入磁濾器內，沖洗磁鐵，污水由排污管流入污水池，進行二次處理，實現反洗。(3)三套子系統同時工作。完成控制循環，整理出梯形圖，順序功能圖，IO端子接線圖。外部接線圖，按停止按鈕，完成當前循環后再停。要求同時控制三套子系統的運行，要求可以實現手動和自動控制。污水凈化示意圖1.11.2課程設計的基本要求 系統由三臺磁濾器等組成，分為三套子系統。每個系統工作均相同。 污水凈化系統的控制過程：(1)初始放空：在系統通電初始時，所有的閘門均斷開，磁濾器也斷開。(2)凈化過程  按下啟動按鈕，凈化系統按以下規律循環工作。 通磁濾器電源2s，使磁濾器的磁性達到額定值。 2s后接通出水閥和

6、進水閥，進行濾水工作40min 40min后斷開進水閥和出水閥。 5s后，斷開磁濾器電源。 2s后，進行反洗工藝，接通排污閥，空壓閥，將氧化鐵沖洗倒排污池。 1min斷開空壓閥，排污閥和響鈴，反洗結束。 5s后在進行濾洗工作，如此循環。 按下停止按鈕，執行完本次循環結束。濾水工藝流程 圖1.22總體設計2.1 PLC選型一、輸入輸出（I/O）點數的估算 I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點對輸入輸出點數進行圓整。二、存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提

7、供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的1015倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮余量。 綜合，選擇PLC型號為216，并擴展兩個八位的EM223 I/O接口。2.2 端子分配圖端子分配圖 圖2.1選用I0.0和I

8、0.1開關作自動，手動。選用I0.2和I0.3開關作啟動和停止按鈕。選用I1.0I1.5作手動程序中的磁濾器，出水閥，進水閥，排污閥，空壓閥，響鈴的開關。選用I2.0作三套系統的公共空氣壓縮閥的開關。 2.3 外部接線圖外部接線圖 圖2.2各個開關并聯，其中I0.0和I0.1開關控制整個自動程序的進行，用I0.2來控制啟動，用I0.3控制停止，按下停止按鈕I0.3后系統在完成當前循環后停止，其中I1.0I1.5控制手動程序。三套系統各個輸出口并聯來實現同步工作2.4控制面板控制面板 圖2.3自動程序通過啟動和停止按鈕控制手動程序通過I1.0I1.5和I2.0來實現三套系統相同步驟的同步工作3.

9、 PLC程序設計3.1設計思想本次課程設計要求可以實現手動，自動。為了能完成這些動作，必須設計主程序和子程序，其中子程序含有手動，自動控制。啟動時必須先讀主程序，然后調用子程序，加以實現。 手動控制時：在控制面板上有一些按鈕，I1.0控制三個系統的磁濾器，I1.1控制三套系統的出水，I1.2控制三套系統的進水，I1.3控制三套系統的排污，I1.4控制三套系統的空壓閥，I1.5控制三套系統的響鈴，I1.6控制三套系統的空氣壓縮機開關。 自動時：用I0.2來控制啟動，用I0.3控制停止，按下停止按鈕I0.3后系統在完成當前循環后停止。自動和手動旋轉開關可以切換來同時控制三套子系統的運行3.2 自動

10、程序的順序功能圖 順序功能圖 圖3.1圖3.1處理單周期，連續工作方式的順序功能圖。M0.0和M0.1到M0.6用典型的啟保停電路控制通磁濾器電源2s，使磁濾器的磁性達到額定值，2s后接通出水閥和進水閥，進行濾水工作40min。40min后斷開進水閥和出水閥。5s后，斷開磁濾器電源。2s后，進行反洗工藝，接通排污閥，空壓閥，將氧化鐵沖洗倒排污池。1min斷開空壓閥，排污閥和響鈴，反洗結束。5s后在進行濾洗工作，如此循環。按下停止按鈕，執行完本次循環結束。3.3 PLC梯形圖公用程序自動程序 手動程序4.程序調試說明首先在V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 里將事先設計好的程序寫入

11、，然后再將程序導出，然后再在S7-200的仿真軟件里進行調試仿真。在CPU配置中選擇CPU216型號，并且擴展兩個八位I/O口。當選擇自動開關I0.0時，按下啟動按鈕I0.2可以觀察到三個磁器電源同時接通，2s之后三套系統的出水和進水閥接通，濾水進行40min后進水閥和出水閥斷開。5s之后磁濾器復位，又過2s后排污閥，空壓閥，響鈴，以及空氣壓縮機打開進行反洗1min。然后斷開，5s之后進入下一循環。中途按下停止按鈕時，三套系統完成當前循環后停到初始步。手動控制時：在控制面板上有一些按鈕，I1.0控制三個系統的磁濾器，I1.1控制三套系統的出水，I1.2控制三套系統的進水，I1.3控制三套系統的排污，I1.4控制三套系統的空壓閥，I1.5控制三套系統的響鈴，I1.6控制三套系統的總空氣壓縮機開關。5.結束語通過這次課程設計，我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法有了更加深刻的理解，在對理論的運用中提高了我們的工程素質。明白了理論和實踐的差距，在沒有做課設之前，我們掌握的都是思想上的，對一些細節和具體操作不是很重視，當我們把自己的理論成果用于具體的實踐中，出現的各種問題無法預估，結果和預期效果不是太符合，再通過自己和同學的探討以及查閱有關資料，問題一點一點被解決，經過調試和改正，最后才達到預期的效果。在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見，最后誠摯的感謝我