福州大学至诚学院
本科生课程设计
题 目： 可编程序控制器实训 姓 名： 学 号：
系 别： 电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 09级
指导教师：
2011年12月 26 日~2012年1月 6日
目 录
《可编程序控制器》课程设计任务书………………………………………2 任务一：全自动洗衣机的PLC控制
1、 系统描述及控制要求……………………………………………………………………4 2、 设计方案…………………………………………………………………………………4 3、 I/O分配表………………………………………………………………………………6 4、 外部接线图………………………………………………………………………………7 5、 梯形图……………………………………………………………………………………7 6、 系统调试…………………………………………………………………………………10
任务二:刀具库中刀具的取放控制
系统描述及控制要求……………………………………………………………………11 1、 设计方案…………………………………………………………………………………12 2、 I/O分配表………………………………………………………………………………13 3、 外部接线图………………………………………………………………………………14 4、 梯形图……………………………………………………………………………………15 5、 系统调试…………………………………………………………………………………17
总结……………………………………………………………………………………………18 参考文献…………………………………………………………………………………18
《可编程序控制器》实训任务书
说明：1、设备为OMRON——CPM2A或CP1H机型。
2、课程设计任务一、二中选一
3、课程设计报告要求：按格式规范撰写，内容包括控制要求；控制图（主电路、PLC外
部接线图、程序流程图）；提供通过试运行后的功能梯形图（附简要注释）；I/O分配表；调试问题分析及心得体会。
课程设计任务一：全自动洗衣机的PLC控制
控制要求：
1、按下启动按扭及水位选择开关(高、中、 低)； 2、开始进水直到相应水位，关进水阀开始洗涤；
3、 洗涤时，正转10秒，停2秒，然后反转10秒，停2秒； 4、 如此循环3次，排空5秒后脱水10秒； 5、 开始漂洗，重复2～4，漂洗两遍； 6、 清洗完成，报警3秒并自动停机。
课程设计任务二：步进电机控制
要求：
设计一个三相六拍环形分配器控制脉冲进而控制步进电机运行。 该程序应具有：
1． 能实现电机正反转驱动控制
2． 频率控制分四档：快速、中速、慢速、单步 3． 可实现定步控制。 说明：
步进电机是电流在线圈中按顺序切换而使电机转轴作步矩式转的电机 。切换是由输入驱动的脉冲信号来完成的，每给驱动电路一个脉冲，电机转轴就按要求旋转一定的角度。故这种电机可以用输入的脉冲数来控制电机的转角，并且转速由脉冲的频率决定。
步进电机可分为3相、4相、5相线圈型等，对于步进电机还有三种励磁方式：
1、 相励磁：通常按顺序依次激励一个线圈。 2、 双相励磁：通常按顺序依次激励两个线圈。
3、 单——双相励磁：它是上面两种方法的综合，其特点是高分辨率（本实验用本励磁方
式）见下图： S1 S2 S3
表中的S1、 S2 、S3 分别为步进电机三相激励线圈A、B、C的控制开关。
1 1 0 0 2 1 1 0 3 0 1 0 4 0 1 1 5 0 0 1 6 1 0 1 7 1 0 0 一个周期
课程设计任务三：刀具库中刀具的取放控制
要求：
按请求键PO1—PO6后，控制转盘转动，到所需刀具位置后转盘停转，取刀具、使用完（3秒钟）放回刀具，等待下一次请求。
1、 程序开始运行时初始位为S1位置； 2、 刀具的取放过程中不响应外部请求信号；
3、 根据请求位的位置系统自动判断并以最小距离的方向运行； 说明：
1、PLC输入信号：
PO1、P02、P03、P04、P05、P06分别为1、2、3、4、5、6号刀具请求信号输出插孔 DJS1 刀具库实验区计数脉冲信号
2、PLC 输出信号：DJTD 转盘运行（或停止）
QFD 刀具取（放）控制信号（“1”取刀具，“0”放刀具） DJZF 转盘正、反控制信号
实验仪刀具库实验区如图：
任务一：全自动洗衣机的PLC控制
1.系统描述及控制要求
控制要求:
1、按下启动按扭及水位选择开关(高、中、 低)； 2、开始进水直到相应水位，关进水阀开始洗涤；
3、 洗涤时，正转10秒，停2秒，然后反转10秒，停2秒； 4、 如此循环3次，排空5秒后脱水10秒； 5、 开始漂洗，重复2～4，漂洗两遍； 6、 清洗完成，报警3秒并自动停机。
2.设计方案
1）程序流程图：
上电 等待启动 1次 2次 0次3次 选择低水位 选择中水位 选择高水位 启动 0.5秒后关闭水位选择通道，开水阀 到低水位显示，关水阀 到中水位显示，关水阀 到高水位显示，关水阀 正转 停止正转 反转 停止反转 N 洗涤循环3次 Y 排水，水位显示灭 脱水 N 漂洗循环2次 Y 停机 报警
3.I/O分配表
输入 水位选择 启动\\停止 手动复位
0.00 0.01 0.02 停机 水阀 正转 反转 排水 脱水 报警 选择低水位灯 选择中水位灯 选择高水位灯 到低水位显示 到中水位显示 到高水位显示 输出 10.00 10.01 10.02 10.03 10.04 10.5 10.6 11.02 11.03 11.04 10.07 11.00 11.01
4.外部接线图
Com 0.00 0.01 0.02
CPM2Ａ Com 10.00 10.01 10.02 10.03 10.04 10.05 10.06 10.07 11.00 11.01 11.02 11.03 11.04 PLC外部接线图
5.梯形图
续
6.系统调试
在这次实践中，我遇到了挺多的问题。不过在指导老师和同学的帮助下都一一解决了。
1、由于平时实验自己没有好好做，编程的时候有挺多问题的。一是有些基本的器件都不懂怎么会用，如定时器和计数器，特别是设置里面的参数，问了许多同学后才懂得了，还有一个就是置0的不会用，一直
才有用。
2、还是编程的时候，有些连线一定要对齐才有用，也不能有多余的线和重叠项，否则不然不能正常编译。还有就是定时器和计数器的编号不能重复，不然也会有错。不过有些机子就可以。
3、调试的时候总是不能启动，程序不能自锁，问了老师才知道。原来是在线工作成功传送到PLC后还有把操作模式改为运行状态。
4、我用的PLC是CPM2A的，我的输出端比较多，有10.08、10.09……运行时在程序里明明为1的，可在实物里的指示灯却不亮。后来问了老师才知道是CPM2A的输出为10.00到10.07，而后为11.00到11.07……，难怪会没反应。
5、调试的时候，遇到很多地方上下句之间没有互锁，导致不能正常运行下去。还有就是循环的地方也必须有互锁。
6、在程序开始运行的时候，不能正常启动，原来是里面的计数器没有置0，只需多个手动复位按钮就可以解决了。
，后来才知道要为写成
任务二：刀具库中刀具的取放控制
1.系统描述及控制要求
控制要求:
按请求键PO1—PO6后，控制转盘转动，到所需刀具位置后转盘停转，取刀具、使用完（3秒钟）放回刀具，等待下一次请求。
4、程序开始运行时初始位为S1位置； 5、刀具的取放过程中不响应外部请求信号；
6、根据请求位的位置系统自动判断并以最小距离的方向运行； 说明：
1、PLC输入信号：
PO1、P02、P03、P04、P05、P06分别为1、2、3、4、5、6号刀具请求信号输出插孔 DJS1 刀具库实验区计数脉冲信号
2、PLC 输出信号：DJTD 转盘运行（或停止）
QFD 刀具取（放）控制信号（“1”取刀具，“0”放刀具） DJZF 转盘正、反控制信号
实验仪刀具库实验区如图：
图1
2.设计方案 1）设计思路
以刀具库实验区计数脉冲信号传感器上方（六点钟方向）的刀具号为基准（称为当前键号)．总共可以分成6种情况。在每种情况下，都以请求键号减去当前键号．得到如上图2的结果。
上图2的结果中，结果列于第一行的代表需要正转（顺时针)．列于第二行的代表需要反转(逆时针) 。规律为：结果为1、2、-4、-5的需正转。结果为-1、-2、5、6的需反转。
2）程序流程图：
上电等待启动 启 动 D0D1D2赋初值 按钮赋值到D1 D1 D0比较大小 大于 D1-D0=D2 等于 D2>3 D2<=3 小于 D0-D1=D2 D2>3 D2<=3 6-D2=D2 D2=0 6-D2=D2 正转 反转 不动 反转 正转 停止 取刀 放刀 D0=D结束
流程图
3.I/O分配表
输入 启动 P01 P02 P03 P04 P05 P06 DJS1 复位
4.外部接线图
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 DJTD QFD DJZF 输出 100.00 100.01 100.02
PLC外部接线图
5.梯形图
6.系统调试
这周的实践中，我也遇到了些的问题。不过也在指导老师和同学的帮助下都一一解决了。
1、 还是编程的时候有。由于PLC的一些指令不熟，比如数据传送指令、数据比较指令、上下微分指令、十进制运算指令等。于是回去好好复习了下这些知识。
2、在调试的时候，转盘有运行，可QFD指示灯不亮，原来是磁铁的方向不正确或者
是磁铁没放好，使传感器不能正常扫描到。
3、调试时，有数据比较指令不太会用，它们之间的因果、主次关系不能很好的把握，导致逻辑混乱。转盘运行混乱无序。经过好久时间和同学讨论知道了怎么分配。
4、最大的失误是，经过千思万想最后把程序调好了，怎么想都应该可以实现功能了，可是转盘怎么也不反转，只能正转到所需位置。终于在最后一天，在同学的帮助下知道了原因。原来我一开始的I\\O分配表就写错了，把DPZF=1理解成了“取刀”，把QFD=1理解成了“反转”。后来只需调换下他们的位置，应该是QFD=1时为取刀，DPZF=1时为反转。改后果然功能完全实现，都是粗心惹得祸。
总结（心得与体会）
通过这两周的实训，对可编程控制器的使用有可更深层次的了解，对本来书上的知识的理解有了进一步的提高。在实训期间，碰到了许多问题，在指导老师和同学的帮助，和要从所学知识、网络或书籍，都一一解决了，也深刻体会到知识的重要性，同学间要互相学习，共同进步。而且通过自己动手实践，也进一步了解了课堂上所不能理解的各种问题，加深了对它们原理的认识。让我知道了自己还有很多不足的地方，需要改进和提高。在此同时，我还学到了新的知识，为此对我以后的设计打下了深厚的基础。还有就是在调试的过程中，学会了如何快速查找出问题所在。最后，我也要感谢校领导的大力支持，指导老师的精心指导与同学的相互帮忙。
参考文献
1、刘涳. 常用低压电器与可编程序控制器 . 西安电子科技大学出版社 2005.2
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