宁德师范学院
电气控制及其可编程序控制器课程设计报告
实习项目：基于欧姆龙系列PLC的公交车报站系统
系别：物理与电气工程系
专业：电气工程及其自动化
学号：
姓名：颜良堂指导老师：
电气控制及可编程序控制器课程
设计任务书
主要内容：
首先对宁德16路公交车路线进行全面考察，记录各站点名称及站点数目。对公交车报站系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。接着根据公交车报站系统的控制要求，设计模拟控制模板，确定PLC所需的输入输出口的数量，确定PLC的型号，选定主机机型，并进行扩展。然后设计PLC的外部接线图、流程图等，编写控制程序，最后对编写的公交车报站控制程序进行仿真和调试。
基本要求：
1)调研，了解公交车报站系统的基本原理。
2)充分了解公交车报站系统的设计方法。
3)提出公交车报站系统的设计方案。
4)根据设计方案，完成公交车报站系统的硬件设计及软件编写。
5)要求具有语音模块，温度检测模块，LED显示模块和键盘模块。主要参考资料：
[1] 齐占庆. 电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2006
[2] 王永华.现代电气及其可编程控制技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002
[3] 廖常初.可编程序控制器应用技术[M].重庆：重庆大学出版社，2007
[4] 电子电路百科全书编辑组. 电子电路百科全书[M].北京：科学出版社.1988
[5] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器[M].北京：中国轻工业出版社，2003
[6] 陈建明.电气控制与PLC应用(第2版).[M].北京：电子工业出版社.2010.1
[7] 郝久清，肖立. PLC控制系统的可靠性设计.[J].自动化仪表.2005，11
[8] 阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京:高等教育出版社.2006.5
[9] 段苏振.提高PLC控制系统可靠性的设计因素.[J].电气传动.2003，5
[10] 刘建清.从零开始学电气控制与PLC.[M].北京:技术国防工业出版社，2006
目录
1 任务与要求.............................................................................................................
2 课程设计步骤.........................................................................................................
3 系统硬件设计.........................................................................................................
3.1 系统硬件介绍................................................................................................
3.2 系统输入输出点分配....................................................................................
4 系统软件设计.........................................................................................................
5 系统调试.................................................................................................................
5.1 调试环境介绍................................................................................................
5.2 调试步骤........................................................................................................
5.3 绘制梯形图....................................................................................................
5.4 程序编译及传送............................................................................................
6 程序功能分析.........................................................................................................
6.1 公交报站程序................................................................................................
6.2 下一站报站程序............................................................................................
7 总结与心得.............................................................................................................参考文献.......................................................................................................................附录...........................................................................................................................
附录1 公交报站设计梯形图..............................................................................
附录2 公交报站设计程序..................................................................................
1 任务与要求
任务：
首先对宁德16路公交车路线进行全面考察，记录各站点名称及站点数目。对公交车报站系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。接着根据公交车报站系统的控制要求，设计模拟控制模板，确定PLC所需的输入输出口的数量，确定PLC的型号，选定主机机型，并进行扩展。然后设计PLC的外部接线图、流程图等，编写控制程序，最后对编写的公交车报站控制程序进行仿真和调试。
要求：
①调研，了解公交车报站系统的基本原理。
②充分了解公交车报站系统的设计方法。
③提出公交车报站系统的设计方案。
④根据设计方案，完成公交车报站系统的硬件设计及软件编写。
⑤要求具有语音模块，温度检测模块，LED显示模块和键盘模块。
2 课程设计步骤
（1）对控制系统任务和要求作深入的调查研究，明确控制任务。
（2）选择和确定用户IO设备
根据传统控制线路，确定出PLC改造所需的各种输入输出设备，即各种按钮、开关、继电器和接触器等。
（3）确定系统整体设计方案，选择PLC型号
确定系统整体设计方案十分重要，要在全面了解控制要求的基础上确定电气控制方案。根据所选用的电器或元件的类型和数量，计算所需PLC的输入输出点数，选择合适的点数。由于本设计中只涉及到开关量，因此在选择PLC型号时，只需考虑IO点数，并有一定的余量（10%~15%）选择小型PLC。
（4）控制系统的硬件设计
① 主电路的设计；
② 确定出输入、输出信号，画出PLC的IO接线图；
（5）控制系统的软件设计
① 首先分别设计出一个站点的控制软件梯形图；
② 整体控制软件梯形图设计；
（6）联机调试
（7）撰写设计说明书
3 系统硬件设计
3.1 系统硬件介绍
国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式
PLC包括CPU板、IO板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、IO模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
3.2 系统输入输出点分配
系统IO如表1所示。
表1IO分配表
4 系统软件设计
宁德16路公交车路线如图1所示。
图1 16路公交车路线图
[上行] 蚶岐村- 福洋石材市场- 福洋村- 华建新村- 后岗开发区- 福总二附院- 古溪路口- 东方医院- 财经学校- 交警直属大队- 市农行- 市建行- 顺丰商贸城- 东方康宁- 东方国际大饭店- 市疾控中心(汽车北站) - 汽车北站终点站[17站]
[下行] 汽车北站终点站- 汽车北站- 市医院- 东方国际大饭店- 东方康宁- 南际路口(区交通局方向) - 市建行- 闽东技校- 交警直属大队- 财经学校- 东方医院- 古溪路口- 福总二附院- 后岗开发区- 华建新村- 福洋村- 福洋石材市场- 蚶岐村[18站]
5 系统调试
5.1 调试环境介绍
我们所使用的程序调试软件为CX-Programmer。CX-Programmer 是OMRON公司新的编程软件，适用于C、CV、CS1系列 PLC，它可完成用户
程序的建立、编辑、检查、调试以及监控，同时还具有完善的维护等功能，使得程序的开发及系统的维护更为简单、快捷。
5.2 调试步骤
在进行PLC调试之前，得先连接PLC模块、按钮模块、显示模块等。
用CX-P编程软件编制用户程序可按以下步骤进行：启动CX-P软件、建立新工程文件、绘制梯形图、编译程序、下载程序和监视程序运行等。
5.3 绘制梯形图
完成上述步骤后，即可开始绘制梯形图。
5.4 程序编译及传送
在【PLC】中选择【在线工作】，判断梯形图中是否有错误，若有错误改正后在进行在线工作。
在线工作完成后，在【PLC】中选择【传送】中的【到PLC】，根据提示完成后，在【PLC】中选择【操作模式】中的【运行】即可对程序进行PLC仿真。
6 程序功能分析
6.1 公交报站程序
公交车进站报站梯形图如图2所示。
图2站点报站梯形图
当公交车快要到达站点司机按下到站按钮0.06，报站指示灯10.12亮，语音提示乘客们下车并在LED显示屏显示到站的站点；利用计数器指令CNT计时，当计时器006计时完，报站指示灯10.13亮，语音提示下一个站点名称并用LED显示屏显示站点的名称。
6.2 下一站报站程序
公交车对下一站报站梯形图如图3所示。
图3 下一站点报站梯形图
当公交车到达下一个站点时司机按下到站按钮0.07，报站指示灯10.14亮，提示乘客下车，经计数器计时后指示灯10.15亮，提示下一站的名称。
7 总结与心得
通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我
们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
参考文献
[1] 齐占庆. 电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2006
[2] 王永华.现代电气及其可编程控制技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002
[3] 廖常初.可编程序控制器应用技术[M].重庆：重庆大学出版社，2007
[4] 电子电路百科全书编辑组. 电子电路百科全书[M].北京：科学出版社.1988
[5] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器[M].北京：中国轻工业出版社，2003
[6] 陈建明.电气控制与PLC应用(第2版).[M].北京：电子工业出版社.2010.1
[7] 郝久清，肖立. PLC控制系统的可靠性设计.[J].自动化仪表.2005，11
[8] 阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京:高等教育出版社.2006.5
[9] 段苏振.提高PLC控制系统可靠性的设计因素.[J].电气传动.2003，5
[10] 刘建清.从零开始学电气控制与PLC.[M].北京:技术国防工业出版社，2006
附录附录1 公交报站设计梯形图
附录2 公交报站设计程序
LD 0.00 OUT 10.00 AND P_1s
LDNOT 0.00 CNT 000 #005 LD CNT000 OUT 10.01 LD 0.01
OUT 10.02 AND P_1s LDNOT 0.01 CNT 001 #005 LD CNT001 OUT 10.03 LD 0.02
OUT 10.04 AND P_1s LDNOT 0.02 CNT 002 #005 LD CNT002 OUT 10.05 LD 0.03
OUT 10.06 AND P_1s LDNOT 0.03 CNT 003 #005