1、PLC 課程設計指導書 可編程邏輯控制器（PLC）課程設計PLC課程設計指導書課程代碼：0113044學時數：2周學分數：課程類型：實習實訓專業名稱：電氣工程及其自動化一課程設計目的PLC課程設計是電氣工程及其自動化專業一門重要的實踐性教學環節，通過課程設計達到熟練掌握邏輯控制的基本理論和培養良好的工程工作能力，有效地把理論和實際聯系起來的目的。經過課程設計，學員應達到如下水平：h 扎實掌握可編程控制器基本指令h 熟練使用可編程控制器的編程軟件編寫和調試程序h 能夠編寫控制程序，實現簡單控制系統的控制工藝要求二課程設計內容2.1 PLC課程設計的實驗步驟1. 熟悉被控對象 首先要全面了解被控對

2、象的工藝要求、運作方式和步驟，歸納出系統工作循環圖或流程圖。這是開始課程設計的基礎工作，要加以重視認真準備。2. 明確輸入輸出信號 通過對被控對象的工藝要分析，明確輸入輸出信號的性質和控制方式，確定I/O地址和可能用到的中間繼電器地址。3. 程序設計 根據系統的工藝要求和流程圖，設計梯形圖，梯形圖程序要滿足設計要求，同時應考慮控制系統的安全性和可靠性。4. 程序調試 將程序下載到PLC后，根據有關的軟件提示修改語法或數據錯誤；接著通過觀察輸入輸出的變化關系確定是否滿足控制要求，修改程序。5. 按要求完成課程設計實驗報告2.2 歐姆龍CPM2AH型PLC簡介CPM2AH 是歐姆龍公司生產的小型整

3、體式可編程控制器，特點是結構緊湊，功能強，具有較高的性價比，在小規模的控制中得到廣泛的應用。圖1. 歐姆龍CPM2AH-20CDR-A型PLC表1. CPM2AH的I/O地址分配I/O數（CPU單元上）I/O位分配最大擴展I/O單元最大的I/O數20輸入12個輸入00000-00011380輸出8個輸出01000-01007注 ： 1、在上表中I/O最大數的值包括了擴展I/O單元的I/O。 2、在使用一個CPM2A CPU單元時，多達3個擴展單元或擴展I/O單元可與PC相連。表2. CPM2AH存儲區地址分配表數據區字位功能IR區輸入區IR 000-IR 009（10個字）IR 00000-I

4、R 00915（160位）這些位可以分配給外部I/O端。輸出區IR 010-IR 019（10個字）IR 01000-IR 01915（160位）中間繼電器IR 020-IR 049IR 200-IR 227（58個字）IR 02000-IR 04915IR 20000-IR 22715（928位）在程序中可隨意使用工作位。SR區SR 228-SR 255 （28字）SR 22800-SR 25515（448位）這些位用于特定功能，如標志和控制位。TR區TR 0-TR 7 （8位）這些位用于保存程序分支中的ON/OFF狀態。HR區HR 00-HR 19（20個字）HR 0000-HR 1915

5、（320位）這些位用于保存數據，并在電源關閉后保持ON/OFF狀態不變。AR區AR 00-AR 23（24個字）AR 0000-AR 2315（384位）這些位用于特定功能，如標志和控制位。LR區LR 00-LR 15（16個字）LR 0000-LR 1515（256位）用于與其他PC進行1：1數據鏈接。定時器/計數器區TC 000-TC 255（定時器/計數器標號）同一標號既可用于定時器，也可用于計數器。DM區讀/寫DM 0000-DM 1999DM 2022-DM 2047（2，026個字）DM區只能以字為單位進行訪問。在電源關閉后，其值保持不變。錯誤日志DM 2000-DM 2021 （

6、22個字）用于保存所發生錯誤的錯誤代碼。當不使用錯誤日志功能時，可當作普通讀/寫DM區使用權用。只讀DM 6144-DM 6599 （456個字）不可在程序中重新寫入。PC設置DM 6600-DM 6655 （56個字）用于保存控制PC運行的各種參數。三課程設計題目工藝技術要求（一）三層電梯控制模擬1 模擬實驗單元介紹圖2. 三層電梯控制模擬面板表3. 輸入單元序號名 稱輸入點序號名 稱輸入點1三層內選按鈕S300007二層上呼按鈕U200062二層內選按鈕S200018一層行程開關SQ100073一層內選按鈕S100029二層行程開關SQ200084三層下呼按鈕D3000310三層行程開關S

7、Q300095二層下呼按鈕D2000411復位按鈕RST00106一層上呼按鈕U10005表4. 輸出單元序號名 稱輸出點序號名 稱輸出點1電梯在三層指示燈L310005電梯上升指示燈UP10042電梯在二層指示燈L2 10016梯內選三層指示燈SL310053電梯在一層指示燈L110027梯內選二層指示燈SL210064電梯下降指示燈DOWN10038梯內選一層指示燈SL11007 2工藝要求電梯呼叫由安裝在各樓層的上升、下降呼叫按鈕進行控制，其操作內容為控制電梯到達呼叫樓層和到達呼叫樓層后電梯的上或下的運行方向。電梯內有選樓層按鈕S1S3，用以選擇電梯將要停靠的樓層。L1L3為電梯所在樓層

8、指示燈，電梯到達或停留在某樓層時，相應樓層指示燈亮，離開時熄滅，注意同一時間只能有一盞燈亮。L1為一樓指示燈、L2二樓指示燈、L3三樓指示燈，SQ1SQ3為各樓層到位行程開關。電梯在上行途中只響應上升呼叫或可以選擇更高的樓層，下降途中只響應下降呼叫或下到更低的樓層，任何反方向呼叫和樓層選擇均無效。3編程要求a. 控制程序應最大限度地滿足被控對象的工藝要求；b. 應保證控制系統的安全性、可靠性，保證PLC程序在不同工作狀態（如臨時電，又很快接通）下的被控對象安全性和程序的可靠性；c. 應考慮重要電氣控制元件損壞時系統的安全性保障；d. 應考慮樓層擴展或工藝改進時程序易于修改； e. 程序的可讀性

9、要好，做到層次清晰，結構合理，按模塊化、功能化和標準化設計；在功能段、特殊指令及邏輯控制處要作注釋，方便程序理解及調整。（二） 自動售貨機1模擬實驗單元介紹圖3. 自動售貨機控制面板表5. 輸入單元序號名 稱序號名 稱1投入1元硬幣按鈕M14購買汽水按鈕QS2投入2元硬幣按鈕M25購買咖啡按鈕CF3投入3元硬幣按鈕M36找零按鈕ZL表6. 輸出單元序號名 稱序號名 稱1購買汽水指示燈A5汽水出口指示燈E2購買咖啡指示燈B6咖啡出口指示燈F3可買汽水指示燈C7找零出口指示燈G4可買咖啡指示燈D8貨幣顯示脈沖輸入口YO2工藝要求按下M1、M2、M3三個按鈕表示投入自動售貨機不同面值的硬幣，YO為投

10、入貨幣脈沖輸入端（例如按下M2，從Y0輸入2個脈沖，數碼管會自動顯示增加2元后的總錢數）。自動售貨機里有汽水（3元/瓶）和咖啡（5元/瓶）兩種飲料，當數碼管所顯示的數值大于或等于飲料的價格時，表明可以購買該飲料，C或D發光二極管會點亮；按下購買汽水按鈕QS或購買咖啡按鈕CF表明購買該飲料，此時相應指示燈會點亮2s，表示正在購買該飲料；指示燈熄滅后延時0.5s， E或F發光二極管會點亮1s，表明飲料已從售貨機取出；按下ZL按鈕表示找零，剩余貨幣清零，0.5s后找零出口指示燈G點亮2s。3編程要求a. 控制程序應最大限度地滿足被控對象的工藝要求；b. 應保證控制系統的安全性、可靠性；c. 應考慮功

11、能擴展或工藝改進時程序易于修改；d. 程序的可讀性要好，做到層次清晰，結構合理，按模塊化、功能化和標準化設計；在功能段、特殊指令及邏輯控制處要作注釋，方便程序理解及調整。（三）自動配料/四節傳送裝置1模擬實驗單元介紹圖4. 自動配料/四節傳送裝置控制面板表7. 輸入單元序號名 稱序號名 稱1啟動按鈕SB14車到位開關SQ12停止按鈕SB25車將裝滿開關SQ23料斗已滿開關S1表8. 輸出單元序號名 稱序號名 稱1車裝滿指示燈D15電機運行指示燈M12料斗出料口指示燈D26電機運行指示燈M23料斗滿指示燈D37電機運行指示燈M34料斗進料口指示燈D48電機運行指示燈M42工藝要求系統啟動后，配料

12、裝置能自動識別貨車到位情況及對貨車進行自動傳送裝車，當車裝滿時，傳送系統能自動關閉。1）初始狀態系統啟動后，便允許汽車開進裝料；若料位傳感器S1置為OFF時（料斗中的物料不滿），則進料閥開啟進料（D4亮）。當料斗中的物料已滿時（S1置為ON），則停止進料（D4滅）；注意電機M1關閉時，料斗出料口必須關閉（D2指示燈滅）。2）裝車控制裝車過程中，當汽車開進裝車位置時，位置開關SQ1扳上（ON狀態，表示車已到位）；同時啟動電機M4，經過1s后，啟動啟動電機M3，2s后啟動電機M2，1s最后啟動M1，1s后才打開出料口（D2亮），物料經料斗出料。當車將要裝滿時，開關SQ2為ON（SQ2扳上），料斗關

13、閉，1s后M1停止，M2在M1停止1s后停止，M3在M2停止1s后停止，M4在M3停止1s后最后停止，表明汽車可以開走。車離開，車到位開關SQ1、車裝滿開關SQ2扳下（OFF狀態）。開始下一周期裝車過程。3） 停機控制按下停止按鈕SB2，整個自動配料系統不能馬上停止，等車裝滿后，才能按車裝滿停止順序終止運行。3編程要求a. 控制程序應最大限度地滿足被控對象的工藝要求；b. 應保證控制系統的安全性、可靠性，保證PLC程序在不同工作狀態（如臨時電，又很快接通）下的被控對象安全性和程序的可靠性；c. 應考慮重要電氣控制元件損壞時系統的安全性保障；d. 應考慮傳動層數改變或工藝改進時程序的易于修改；

14、e. 程序的可讀性要好，做到層次清晰，結構合理，按模塊化、功能化和標準化設計；在功能段、特殊指令及邏輯控制處要作注釋，方便程序理解及調整。（四）液體混合裝置1 模擬實驗單元介紹圖5. 液體混合控制面板表9.輸入單元序號名 稱序號名 稱1啟動開關SB13中液位傳感器SL22高液位傳感器SL14低液位傳感器SL3表10. 輸出單元序號名 稱序號名 稱1A點閥門指示燈YV13混合液閥門指示燈YV32B點閥門指示燈YV24攪動電機指示燈YKM2工藝要求本裝置為兩種液體混合裝置，液體A、B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪動電機，控制要求如下：扳上啟動開關SB1，裝置剛投入運行時

15、，液體A、B閥門關閉，混合液閥門打開（指示燈YV3亮），20 s將容器放空后混合液閥門關閉（YV3滅）；液體A閥門打開（指示燈YV1亮），液體A流入容器。當液面到達中液位SL2時，SL2由低電平變為高電平（SL2扳上），自動關閉液體A閥門（YV1滅），打開液體B閥門（YV2亮）。液面到達高液位SL1時（SL1扳上），關閉液體B閥門（YV2滅），攪動電機開始攪動（指示燈YKM亮）。攪動電機工作6 s后停止攪動（YKM滅），混合液體閥門打開，開始放出混合液體。SL1、SL2、SL3三個液位傳感器開關依次扳下，當液面下降到SL3時(即扳下SL3，SL3由接通狀態變為斷開)，再過2 s后，容器放空，混

16、合液閥門關閉，開始下一周期，液體A閥門打開，液體A流入停止操作: 按下停止按鈕SB1，在當前的混合液操作處理完畢（混合液排空）后，停止操作。3編程要求a. 控制程序應最大限度地滿足被控對象的工藝要求；b. 應保證控制系統的安全性、可靠性，保證PLC程序在不同工作狀態（如臨時電，又很快接通）下的被控對象安全性和程序的可靠性；c. 應考慮重要電氣控制元件損壞時系統的安全性保障；d. 應考慮功能擴展和工藝改進的可能； e. 程序的可讀性要好，做到層次清晰，結構合理，按模塊化、功能化和標準化設計；在功能段、特殊指令及邏輯控制處要作注釋，方便程序理解及調整。四基本實驗要求1PLC課程設計分兩步進行，第一

17、周，各組題目分別是自動售貨機、自動配料/四節傳動和液體混合控制；第二周，所有學生做三層電梯控制。歡迎提前完成設計任務的學生選做其他題目。2約每3人共用一臺控制柜，要求每人都要編寫程序，完成程序的輸入、調試及接線工作。3. 按照指導老師安排分組上機實驗，每組連續上機4學時。4上機實驗前應編制梯形圖程序，做好I/O點分配，繪制I/O連接圖等準備工作。5實驗時，在確保PLC電源線、輸入輸出線路連接正確后，方可打開PLC電源，程序修改后要從上位機下載到PLC，注意觀察結果時編輯軟件CX-Programmer應處于“RUN”模式狀態。6. 實驗后，清理好工作臺現場，經老師同意后方可離開。7. 實驗后及時

18、檢查程序、修改錯誤，總結經驗改進系統控制性能。五課程設計實驗報告要求課題報告是對課程設計過程的全面總結，是發現問題、分析問題，經分析研究后，解決問題的方法或經驗體會。課題報告要簡明扼要、字跡清晰、圖表工整、結論明確。課題報告應包括以下內容：1專業班級、學號、姓名、實驗日期、題目名稱，題目的工藝要求；2I/O分配、接線圖和流程圖；3梯形圖；4簡述實驗中發生的問題、產生原因、解決方法和心得體會；5及時完成實驗報告，按時交給指導老師批閱。附錄CPM2AH-20CDR-A1 所有歐姆龍PLC的型號第一個字母都是“C”,表示“SYSMAC”, “C”意為C系列。“C”后面的字符表示設計序列。“P”表示增強型，即比原來機型在某些功能上增強了。“H”表示比P型機性能更好。H后面還加字符表示該機的程序容量、處理速度方面的差異。共有3種，HE、HG、HX，具體含義X>G>