plc报告模版 - 图文

山东交通学院

电控与PLC课程设计

报告书

院(部)别 信息科学与电气工程学院 班 级 学 号 姓 名 指导教师 时 间

课 程 设 计 任 务 书

题 目 基于PLC实现智能交通灯控制（天煌）

基于PLC的多通道温湿度监控装置（天煌）

院 (部) 信息科学与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气115 学生姓名 宋昱晓 学 号 110812522

6 月 16 日至 6 月 27日 共 2 周

指导教师(签字) 院 长(签字)

2014年6月13日

一、设计内容及要求 1、PLC实现智能交通灯控制 (天煌) 南北方向为主干道，东西方向为次干道。东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s；然后，东西方向绿灯亮10s，闪3次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s，南北方向的红灯亮16s；再然后，东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4。。。。。。这样东西南北交通灯循环运行； 当人行道上有人要过马路时，按相应人行道按钮（注：当要过路口已经为绿灯，按下无效），，所有灯变红灯，延时2s钟后（为了给正行驶在马路上的机动车通过时间）相应变绿灯，而垂直方向变红灯，延时5s钟后，垂直方向马路灯及人行灯变绿灯且恢复正常循环运行。 各方向时间仍以按下人行道按钮前时间继续执行。 用LED正序显示东西南北绿灯时间。 每次按下人行道按钮后，三相异步电动机自动星三角启动，各交通灯恢复正常时间后，电机停止（停止方式为自由停止），同时，应设有电机独立启动、停止按钮，并设有电机自动启动、手动启动指示灯。 要有启动和停止按钮！ 2、基于PLC 的多通道温湿度监控装置 (天煌) 用稳压器给定2路输入信号为0-5V标准直流电压信号分别表示为温度、湿度对应的电压信号。分别经过EM235转换之后，用2位LED交替显示相应电压值的个位和第一个小数位（静态显示方式），要实现可自动每隔2秒交替，也可手动按键交替显示。 把其中的一路模拟量输入，通过EM235的模拟量输出端直接输出，可用万用表测量。 要保证显示精度。 二、设计原始资料 PC机、 西门子S-200PLC、THSMS-1型可编程控制器实验箱/台、 南京工学院的交通信号灯制动控制模板、三相电机、EM235、稳压器。

三、设计完成后提交的文件和图表 系统原理说明； I/O端子分配图； 外部接线结构图； 梯形图及每一网络相应的注释； 使用的中间继电器、定时器、计数器等用途说明； 结合具体使用的I/O，定时器，计数器等做系统原理的详细说明； 设计中遇到的问题，解决方法； 设计心得总结； 四、进程安排 教学内容 学时 地点 集中学习 1天 PLC实验室 资料查阅与学习讨论 2天 PLC实验室 设计及调试 6天 PLC实验室 成果验收 1天 PLC实验室 五、主要参考资料 [1] 王永华，现代电气控制及PLC应用技术[M]，北京，北京航空航天大学出版社 2007年11月; [2] 所用三相电机原理介绍; [3] 电控与PLC课程设计指导书;

格式要求：

内容包括：摘要、题目要求、端子分配、方案说明、程序、存在问题及解决方法、总结、参考文献。

正文：小四宋体、1.25倍行距、一级标题为4号宋体加粗。

参考格式如下。

目 录

摘要................................................................ 1 1 基于PLC实现智能交通灯控制........................................ 2 1.1题目要求 ........................................................ 2 1.2 方案说明........................................................ 2 1.3 端子分配........................................................ 2 1.4 程序设计........................................................ 3 1.5 实验效果图..................................................... 15 2 基于PLC的多通道温湿度监控装置 （天煌）.......................... 17 2.1设计要求 ....................................................... 17 2.2 方案说明....................................................... 17 2.3 EM235的使用 ................................................... 17 2.4 I/O分配表 ..................................................... 22 2.5 梯形图......................................................... 22 2.6 实验效果图..................................................... 24 3 设计总结......................................................... 27 参考文献........................................................... 27

摘要

随着交通的不断发展和汽车化进程的加快，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化，已经成为引人注目的城市问题之一。交通问题不仅在发展中国家，就在发达国家也是一个令人困扰的严重问题。众所周知，缓解交通拥挤的最直接和最有效办法是提高路网的通信能力。但无论哪个国家的大城市，不可能无限制地修建道路，不论是资金因素还是土地因素，都限制了道路的无节制增长。因此，无限制地修建道路难满足日益增长的交通需求。与此同时，通过限制车辆增加削减交通需求也受到客观因素的制约而无法取得满意的结果。事实上，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，无论单独从车辆方面考虑还是从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。

可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。因此在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱之一。

S7-200 PLC属于小型PLC,其主机的基本结构是整体式，其主机有一定数量的输入/输出（I/O）点，一个主机就是一个系统。它还可以灵活的扩展，如果I/O点不够，则可增加I/O扩展模块。S7-200 PLC强大的功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂的控制功能。由于其具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得s7-200 PLC可以近乎完美的满足小规模的控制要求。 关键词：PLC 三相异步电动机 交通灯

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1 基于PLC实现智能交通灯控制 1.1题目要求

南北方向为主干道，东西方向为次干道。东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s；然后，东西方向绿灯亮10s，闪3次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s，南北方向的红灯亮16s；再然后，东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4。。。。。。这样东西南北交通灯循环运行；

当人行道上有人要过马路时，按相应人行道按钮（注：当要过路口已经为绿灯，按下无效），，所有灯变红灯，延时2s钟后（为了给正行驶在马路上的机动车通过时间）相应变绿灯，而垂直方向变红灯，延时5s钟后，垂直方向马路灯及人行灯变绿灯且恢复正常循环运行。

各方向时间仍以按下人行道按钮前时间继续执行。 用LED正序显示东西南北绿灯时间。

每次按下人行道按钮后，三相异步电动机自动星三角启动，各交通灯恢复正常时间后，电机停止（停止方式为自由停止），同时，应设有电机独立启动、停止按钮，并设有电机自动启动、手动启动指示灯。 要有启动和停止按钮！ 1.2 方案说明

信号灯受启动及停止按钮的控制，当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环工作，当按下停止按钮时，系统将停止在初始状态，所有信号灯都熄灭。并且在南北和东西方向设置人行道过街，并用手动控制按钮控制，手动控制按钮不仅控制人行道而且同时控制电动机，当人行道程序执行完毕，系统回到按下人行道按钮前的状态继续循环往复并且同时电动机停止转动，电动机设有单独的启动控制按钮。 1.3 端子分配 输入端子 I1.0 I1.1 I1.4 I1.5 I1.2 I1.3 输入端 交通灯启动按钮 交通灯停止按钮 南北人行道按钮 东西人行道按钮 手动电机启动 手动停止电机 输出端子 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q05 输出端 南北人行道马路红灯 南北绿灯 南北黄灯 电机星形启动 南北人行道绿灯 东西人行道马路红灯

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Q0.6 Q0.7 Q1.1 东西马路绿灯 东西黄灯 东西人行道绿灯 1.4 程序设计

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1.5 实验效果图

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2 基于PLC的多通道温湿度监控装置 （天煌） 2.1设计要求

用稳压器给定2 路输入信号为0-5V 标准直流电压信号分别表示为温度、湿度对应的电压信号。分别经过EM235 转换之后，用2 位LED 交替显示相应电压值的个位和第一个小数位（静态显示方式），要实现可自动每隔2 秒交替，也可手动按键交替显示。

把其中的一路模拟量输入，通过EM235的模拟量输出端直接输出，可用万用表测量。

要保证显示精度。 2.2 方案说明

温湿度监控装置主要实现对空气中温湿度的测量，并对测量的结果进行编译显示，分别经过EM235 转换之后，用2 位LED 交替显示相应电压值的个位和第一个小数位（静态显示方式），要实现可自动每隔2 秒交替，也可手动按键交替显示。

2.3 EM235的使用

EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图2.2-1；

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图2 ；

图1演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。

对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率，如图2.2-2；

图2.2-2 EM235的常用技术参数：

模拟量输入特性 模拟量输入点数 输入范围 4 电压（单极性）0～10V 0～5V 0～1V 0～500mV 0～100mV 0～50mV 电压（双极性）±10V ±5V ±2.5V ±1V ±500mV ±250mV ±100mV ±50mV ±25mV 电流0～20mA

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数据字格式 双极性 全量程范围-32000～+32000 单极性 全量程范围0～32000 分辨率 模拟量输出点数 信号范围 数据字格式 分辨率电流 12位A/D转换器 模拟量输出特性 1 电压输出 ±10V 电流输出0～20mA 电压-32000～+32000 电流0～32000 电压12位电流11位 下表说明如何用DIP开关设置EM235扩展模块，开关1到6可选择输入模拟量的单/双极性、增益和衰减，如图2.2-3；

表2.2-1

由上表可知，DIP开关SW6决定模拟量输入的单双极性，当SW6为ON时，模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。

SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。

根据上表6个DIP开关的功能进行排列组合，所有的输入设置如下表：

表2.2-2

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6个DIP开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。

下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置；

图2.2-3

可见，模拟量到数字量转换器（ADC）的12位读数是左对齐的。最高有效位是符号位，0表示正值。在单极性格式中，3个连续的0使得模拟量到数字量转换器（ADC）每变化1个单位，数据字则以8个单位变化。在双极性格式中，4个连续的0使得模拟量到数字量转换器每变化1个单位，数据字则以16为单位变化。下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输出字中的位置：

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图2.2-4

数字量到模拟量转换器（DAC）的12位读数在其输出格式中是左端对齐的，最高有效位是符号位，0表示正值。

每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。例如：AIW0，AIW2，AIW4??、AQW0，AQW2??。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。

下图演示了CPU224后面依次排列一个4输入/4输出数字量模块，一个8输入数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块，一个8输出数字量模块，一个4模拟输入/1模拟输出模块的寻址情况，其中，灰色通道不能使用。

图2.2-5

假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：

A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程：

D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

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具体举一个实例，以S7-200和4—20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4

假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某温度传感器，－10—60℃与4—20mA相对应，以T表示温度值，AIW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：

T=70×（AIW0－6400）／25600－10 可以用T 直接显示温度值。

模拟量值和A/D转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会理解。为了让您方便地理解，我们再举一个例子：

某压力变送器，当压力达到满量程5MPa时，压力变送器的输出电流是20mA，AIW0的数值是32000。可见，每毫安对应的A/D值为32000/20，测得当压力为0.1MPa时，压力变送器的电流应为4mA，A/D值为（32000/20）×4＝6400。由此得出，AIW0的数值转换为实际压力值（单位为KPa）的计算公式为：

VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100（单位：KPa）

2.4 I/O分配表

表2.3-1 I/O编址如下表所示

输入端子 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 2.5 梯形图

输入端 启停按钮 自动显示 手动显示温度 手动显示湿度 输出端子 Q0.7 Q0.0~0.7 Q2.0~2.7 输出端 小数点 数码管（个位） 数码管（小数）

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2.6 实验效果图

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3 设计总结

经过设计，想一次性把程序完成是非常难的，在调试中就出现了不少的错误。 刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起来而且在完成了一个周期后就循环不起来了。那时真的不知道从哪里入手，只好一条一条地检查才发现了一条指令把常闭写成了输出真正的输出口就没有收到信号了。虽然找错误是一个十分枯燥无味的工作，但只要你耐心的去做的话，你肯定能学到很多有用的东西。

通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在PLC的基本原理、PLC应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。 参考文献

[1] 王永华，现代电气控制及PLC应用技术[M]，北京：北京航空航天大学出版社，2013年 8月；

[2] 韩耀振，电控与PLC课程设计指导书，2014； [3] EM235编程手册，百度文库；

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成绩评定表

指导教师成绩 答辩小组成绩 总评成绩

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kbvx.html