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1、 設計報告應包括以下幾點: PLC課程設計 課題 舞臺燈光的模擬及機械 手的模擬控制工程設計 院 系 電子信息工程學院 專 業(yè) 電氣自動化（船舶電氣） 班 級 電氣095 姓 名 王臣鋒 學 號 090201534 完成日期 2011年9月25日 指導教師 蔣金周 實訓地點 實訓樓731/803 論文概述： 可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Progr

2、ammable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：a、電源；　b. 中央處理單元(CPU)；c、存儲器；d、輸入輸出接口電路；e、功能模塊;　f、通信模塊。 PLC作為一種特殊形式的計算機控制裝置, 比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性．在自動化領域有著廣泛的應用，而本文所介紹的舞臺燈光和機械手程序，就是其中典型的代表。 課題一：舞臺燈光的模擬控制 一、課程設計目的與要求： 隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領域內(nèi)得到十分廣泛

3、地應用。從單機自動化到整條生產(chǎn)線的自動化，乃至整個工廠的生產(chǎn)自動化；從柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人到分散式網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)，PLC都承擔著及其重要的角色。從應用的角度來說，學習PLC技術(shù)不僅要靠掌握系統(tǒng)配置和編制程序的方法，更需要通過具體的編程操作實踐訓練，系統(tǒng)集成（PLC外部接線、輸入信號處理、輸出控制對象、功能模塊組裝）實訓，系統(tǒng)的調(diào)試、糾錯和運行等實踐環(huán)節(jié)，才能不斷加深對PLC指令功能及特點的理解和認識，掌握編程方法，提高編程技巧，真正具備PLC技術(shù)的綜合應用和設計能力。 二、設計內(nèi)容及控制要求（流程圖及文字說明） （1） 本實驗是用PLC構(gòu)成舞臺燈光控制系統(tǒng)，按啟動按鈕，按以下規(guī)律顯示

4、：1--2--3—4—5—6—7—8—9—10-11-12-13-14-15-16-15-……-1-12-123-1234-……至全亮間隔1S閃爍3次,78-6789-5678910-全亮閃爍3次,1-13-135-……至奇數(shù)燈全亮，2-24-246……至偶數(shù)燈全亮，116-215-314-……-78，78-69-510-……-116 如此循環(huán)。 以上閃爍以間隔一秒為準。 按下停止按鈕 ，程序馬 上停止運行。 （2）舞臺燈光的 模擬實驗面板圖 (3)流程圖 初始狀態(tài) 1-2-3-4.....15-16

5、-15....-2-1 SD啟動 右行 1-12-123......至全亮隔1s閃爍 3次 Y0 花樣二 89-78910-67891011-......全 亮閃爍3次 C0 C0 花樣三 C1 1-13-135-..........至奇數(shù)燈全亮 C1 花樣四 2-24-246............至偶數(shù)燈全亮 Y16 花樣五 Y17 116-215-314.........-89 花樣六 Y7 花樣七 Y17 按下停止按鈕SB2后,程序

6、馬上停止運行。 三、儀器設備： FX2N-48MR控制器、FX20P-E型編程器、輸入輸出接口單元、通信單元、電腦及編程軟件、控制對象設備等等。 24V 四、PLC硬件接線圖： + — 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Y0 Y1 Y2 Y3

7、 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 X0 X0 X1 X1 FX2N —48MR COM COM1 COM2 COM3 COM4 五、PLC控制輸入輸出分

8、配表、梯形圖及指令表，及其工作原理： （1）輸入輸出分配表 輸入接線 啟動開關 停止按鈕 X0 X1 輸出接線 燈1 Y0 燈2 Y1 燈3 Y2 燈4 Y3 燈5 Y4 燈6 Y5 燈7 Y6 燈8 Y7 燈9 Y10 燈10 Y11 燈11 Y12 燈12 Y13 燈13 Y14 燈14 Y15 燈15 Y16 燈16 Y17 （2）梯形圖 （3）指令表

9、 （4）工作原理 當按下啟動按鈕X1時，按照如下規(guī)律顯示：1—2-3—4—5—6—7—8—9—10-11-12-13-14-15-16-15-……-1-12-123-1234-……至全亮間隔1S閃爍3次,78-6789-5678910-全亮閃爍3次,1-13-135-……至奇數(shù)燈全亮，2-24-246……至偶數(shù)燈全亮116-215-314……-78,78-69-510……-116如此循環(huán)，以上閃爍以間隔一秒為準。當按下停止按鈕x1時，此時Y0——Y17全部被復位，舞臺燈光全部熄滅，同時計數(shù)器T0——T11、輔助繼電器M0——M16、計數(shù)器C0——C2被清零等待下次的啟動。 課題二：機

10、械手動作的模擬控制 一、課程設計目的與控制要求（流程圖及文字說明）： 1、課程簡介： 機械手是能夠模仿人手動作，并按設定程序、軌跡和要求代替人手抓（吸）取、搬運工件或工具或進行操作的自動化裝置，它能部分的代替人的手工勞動。較高級型式的機械手，還能模擬人的手臂動作，完成較復雜的作業(yè)。在機械制造業(yè)中，機械手已被廣泛應用，從而大大地改善了工人的勞動條件，顯著的提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。本文的設計是利用PLC控制燈泡的開與關來實現(xiàn)機械手對物體的搬運過程。 通過按鈕來進行對機械手的控制，不僅有自動控制簡單方便，而且還有手動控制以滿足條件的需要。 2、設計要求：

11、 圖中為一個將工件由A處傳送到B處的機械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機械動作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，線圈斷電時執(zhí)行放松動作。設備裝有上、下限位和左、右限位開關，它的工作過程如圖所示，有八個動作，即為： 為了滿足生產(chǎn)的需要，很多工業(yè)設備要求設置多種工作方式，

12、例如手動放式和自動方式。自動方式又分為自動返回原點、單步、單周期和連續(xù)等工作方式。各種運行方式的含義如下： 手動運行：用各自的按鈕使各個負載單獨接通或斷開的方式。 回原點運行：該方式下按回原點按鈕時，機械自動向原點回歸。 單步運行：按一次起動按鈕，前進一個工步（或工序）。 單周期運行：在原點位置按起動按鈕，自動運行一個周期后再在原點停止。在中途按停止按鈕時就停止運行，再按起動按鈕則從斷點處開始運行，完成之后原點自動停止。 連續(xù)運行：在原點位置按起動按鈕，開始連續(xù)的反復運行。若中途按停止按鈕，動作將繼續(xù)到原點為止才停。 3、機械手動作的模擬實驗面板圖 此面板中的啟動、停止用動斷按鈕

13、來實現(xiàn)，限位開關用鈕子開關來模擬，電磁閥和原位指示燈用發(fā)光二極管來模擬。 4、流程圖 初始狀態(tài) SB Y0 1 8 6 5 4 3 2 下降 X1 Y1 T0 夾緊 Y2 7 X2 RST Y1 Y4 Y2 Y0 Y3 上升 X3 右移 下降 X1 松開 T1 上升 X2 左移 按下停止按鈕SB2后,程序馬上停止運行。 三、儀器設備： FX2N-48MR控制器、FX20P-E型編程器、輸入輸出接口單元、

14、通信單元、電腦及編程軟件、控制對象設備等等 四、PLC硬件接線圖： x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x10 x11 x12 x20 x21 x22 x23 x24 x25 x26 x27 COM 下限位 上限位 右限位 左限位 上行 左行 松開 下降 右行 加緊 手動 回原點 單步 單周期 連續(xù) 回原點啟動 啟動 停止 緊急停車 負載電源 KM KM AC 220V KM KM COM1 COM2 Y0 Y1 Y2 Y3

15、 Y4 下降 加緊 上升 右行 左行 五、PLC控制輸入輸出分配表、梯形圖及指令表，及其工作原理： （1）輸入輸出分配表 輸入 輸出 啟動按鈕 X000 下限開關 X001 下降 Y000 上限開關 X002 右限開關 X003 加緊、放松 Y001 左限開關 X004 復位按鈕 X005 上升 Y002 停止按鈕 X006 手動 X007 右行 Y003 單步 X010 單周期 X011 左行 Y

16、004 自動 X012 回原點 X013 原點指示 Y005 下降按鈕 X014 上升按鈕 X015 —— —— 右移按鈕 X016 左移按鈕 X017 —— —— 夾緊按鈕 X020 放松按鈕 X021 —— —— （2）梯形圖 （3）指令表 六、收獲、體會 本次課題的設計基本是根據(jù)PLC及電氣的相關知識來完成的，可以看出在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動化控制的應用是多么的廣泛?？紤]到可編程控制的諸多優(yōu)勢以及方便調(diào)試與修改，本設計選用了此方法來實現(xiàn)控制。PLC的程序設計是PLC應用的最關鍵問題，也是整個

17、電氣控制系統(tǒng)設計的核心。當拿到一個課題時首先要對它進行系統(tǒng)分析，熟悉系統(tǒng)控制對象確定控制范圍，然后制定控制方案，進行PLC選型，接著對硬件和軟件進行設計，所有這些確定后才能開始真正的設計即編制程序。程序的編制一定要和硬件的設置對應起來，否則就算編程正確也不能正確輸出。就一個課題而言它的要求只是個大概的控制情況，而在設計中一些具體的細節(jié)類控制方案要靠自己去完善，有時候為了方便觀看運行后的效果可以添加一些輔助元件，如指示燈之類的輸出元件。整個設計過程實際是對我們所學知識的綜合考核，除次之外，論文的寫作其中使用到許多計算機的知識和專業(yè)知識，例如使用CAD軟件來畫圖截圖，熟練操作WORD以及EXCEL

18、軟件，以及其他相關知識等等。設計的完成不僅鞏固和提高了我們的專業(yè)知識還使我們學到了許多書本以外的東西，遇到問題先自己分析考慮再和同學討論并向老師請教，在實際運行時鍛煉了自己的動手能力，調(diào)試過程也是發(fā)現(xiàn)錯誤和改正錯誤的過程，在實踐中不斷完善。當真正的調(diào)試成功時內(nèi)心的激動是無法言表的，只有真正親身體驗才能明白，設計的成功是對自己的一個肯定，對在學校三年所學知識的一個考驗，雖然只是很小的一個方面卻也達到了真正意義上的鍛煉?，F(xiàn)在該課題的設計已經(jīng)結(jié)束，雖然設計內(nèi)容不算復雜，但對我來說還是一個巨大的挑戰(zhàn)。在這期間，我努力的向同學請教，和同學交流，積極借閱資料，這些都讓我有了很大的進步。又經(jīng)過老師的耐心講解

19、和指導，該設計得以順利的完成。 七、列出參考文獻 1. 《可編程控制器教程》 王兆義主編． 北京：機械工業(yè)出版社， 2004 2．《電機控制與供電基礎》 張繼和等編． 成都：西南交通大學出版社， 2000 3．《電氣控制及可編程控制器》 張風珊主編． 北京：中國輕工業(yè)出版社， 1999 4．《PLC技術(shù)及應用》 齊從謙等編． 北京：機械工業(yè)出版社， 2001 5．《可編程控制器原理與程序設計》謝克明等編． 北京：電子工業(yè)出版社， 2002 6．《可編程控制器》 常斗南主編． 北京：機械工業(yè)出版社， 2002