PLC课程设计

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 1 页 共 18 页 目 录 第一章 摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 第二章 引言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 第三章 自动售货机PLC及组态王监控主画面设计„„„„„„„„„„„„2 3.1 简易自动售货机设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.2 简易售货机设计思路 „„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.3 下位PLC程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.31 PLC的I/O点定义„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.32 PLC梯形图程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.4 上位机组态监控画面„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.41 组态王软件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.42 售货机主画面„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.43 定义I/O口设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.44 数据词典„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.45 应用程序命令语言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 第四章 四层电梯的PLC控制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.1 设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.2 PLC的I/O点定义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 4.3 PLC梯形图程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 第五章 变频器简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 5.1 变频器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 5.2 变频器工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 5.3 变频器的基本结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第 2 页 共 18 页 第一章 摘要 随着社会的发展，越来越多便利人们的东西出现在了这个世界上，自动售货机就是其中之一。自动售货机的新奇、高档、文明、灵活方便等深受广大人们青睐。为此，本文设计了一个基于组态王6.51作为上位机监控画面，PLC作为下位机控制简易自动售货机的控制系统。 简易自动售货机能出售12元/瓶的果汁和15元/瓶的啤酒两种饮料；机器有一个投币孔，能识别1 元、5元、10元三种硬币；当投入的钱足够购买饮料后，顾客才可以选择要购买的饮料，售货机也才会自动售出饮料等等。简言之，简易自动售货机能计算投币总额并显示出来，自动判断是否超过、正好或者少于饮料的价格，并发出可购买饮料、找零等信号。 组态王画面能实时监控售货机的购买与投币情况，画面与实际控制同步，美观形象，，画面间易于切换。

第二章 引言 从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。 现在，自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式，通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中，从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且，自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。

第三章 自动售货机PLC及组态王监控主画面设计 3.1 简易自动售货机设计要求 （1）此自动售货机可以投入1元、5元和10元硬币。 （2）自动售货机可售两种饮料，果汁每瓶12元，啤酒每瓶15元。 （3）当投入的硬币总值等于或超过12元时，果汁指示灯亮；当投入的硬币总值等 于或超过15元时，果汁和啤酒指示灯都亮。 （4）当果汁指示灯亮时，按下按下果汁按钮，则售货机输出果汁 （5）当果汁指示灯亮时，按下按下啤酒按钮，则售货机输出啤酒 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 3 页 共 18 页 （6）若投入的硬币总值超过所选饮料的价值时，售货机计算出余额，并且以币值为一元的硬币按照余额退还给买者。 3.2 简易售货机设计思路 上位机组态王监控画面和下位机PLC程序不必一口气完成，可以分步进行设计。 PLC程序设计思路如下：（1）编写硬币识别程序，识别投入硬币面值并保存，（2）编写指示灯程序，自动判断投入钱数点亮相应指示灯，（3）编写售货程序，当投入钱数足够购买货物时，可选择购物，（4）编写退币程序，当购买饮料完毕时有剩余金钱可进行找钱操作。各步程序的编写都是基于上一步完成的程序上，最后修善可得完整的控制程序。 组态王监控画面设计思路如下：①建立监控主画面，设置相应变量及动画效果，②编写应用程序进行控制主画面的动态显示。 3.3 下位PLC程序设计 3.31 PLC的I/O点定义 PLC的I/O点分配表如表（1）所示： 表（1）I/O点分配表

输 入 X0 投币1元按钮 输 出

Y0 果汁指示灯 X1 投币5元按钮 Y1 啤酒指示灯 X2 投币10元按钮 Y2 果汁电磁阀 X3 选择果汁按钮 Y3 啤酒电磁阀 X4 选择啤酒按钮 Y4 退币电磁阀 X6 退币按钮

3.32 PLC梯形图程序设计

梯形图是用的最多的PLC图形编程语言。梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似。继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用最广泛的PLC的编程语言，是PLC的第一编程语言。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 4 页 共 18 页 PLC梯形图程序如下所示： 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第 5 页 共 18 页 3.4 上位机组态监控画面 3.41 组态王软件 组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管 理系统的开发。 组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。 3.42 售货机主画面 新建工程，工程名称为“简易售货机”。 新建画面，画面名称“自动售货机售货机主画面”。 售货机主画面如图（1）所示，售货机表面由按钮、指示灯、文字、多边形图形等组成。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第 6 页 共 18 页 图（1)售货机主画面 3.43 定义I/O口设备 组态王提供一个仿真 PLC 设备，用来模拟实际设备向程序提供数据，供用户调试。 本说明书选用仿真PLC（串口类设备）作为组态画面连接I/O设备。 3.44 数据词典 在数据词典下建立相关变量如图（2）所示： 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第 7 页 共 18 页 图（2）数据词典 3.45 应用程序命令语言 打开“工程浏览器——简易售货机”——“命令语言”，双击“应用程序命令语言”，则弹出“应用程序命令语言”对话框，将右上角“每3000毫秒”改为“每55毫秒”，在“运行时”输入框中输入下面命令语言： if(启动系统==1) {if(投币1元==1) { 实时钱数2=实时钱数2+1; 投币1元=0; 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 8 页 共 18 页 } if(投币5元==1) { 实时钱数2=实时钱数2+5; 投币5元=0; } if(投币10元==1) { 实时钱数2=实时钱数2+10; 投币10元=0; } if(实时钱数2>=12) {果汁指示灯=1; if(选择果汁==1) {实时钱数2=实时钱数2-12; 选择果汁=0; } } else {果汁指示灯=0;} if(实时钱数2>=15) {啤酒指示灯=1; if(选择啤酒==1) {实时钱数2=实时钱数2-15; 选择啤酒=0; } } else {啤酒指示灯=0;} } if(复位==1 && 实时钱数2>0) 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 9 页 共 18 页 {找钱指示灯=1; 实时钱数2=实时钱数2-1; } if (实时钱数2==0 ) {复位=0; 找钱指示灯=0;}

第四章 四层电梯的PLC控制 4.1 设计要求 如电梯模拟实验台结构所示，其动作要求如下： 电梯上行： ①当电梯停于1楼(1F)或2F、3F时，4楼呼叫．则上行到4楼碰行程开关后停止。 ②电梯停于1F或2F，3F呼叫、则上行，到3F行程开关控制停止。 ③电梯停于1F，2F呼叫，则上行，到2F行程开关控制停止。 ④电梯停于lF，2F、3F同时呼叫，则电梯上行到2F后，停5秒种，继续上行到3F停止。 ⑤电梯停于1F，3F、4F同时呼叫，电梯上行到．3F，停5秒，继续上行到4F停止。 ⑥电梯停于1F，2F、4P同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，继续上行到4F停止 ⑦电梯停于1F，2F、3F、4F同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，继续上行到3F，停5秒，继续上行到4F停止。 ⑧电梯停于2F、3F，4F同时呼叫，电梯上行到3F停5秒，继续上行到4F停止。 电梯下行： ①电梯停于4F或3F或2F，1F呼叫，电梯下行到1F停止。 ②电梯停于4F或3F，2F呼叫，电梯下行到2F停止。 ③电梯停于4F，3F呼叫，电梯下行到3F停止。 ④电梯停于4F，3F、2F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F停止 ⑤电锑停于4F，3F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到1F停止 ⑥电梯停于4F，2F、1F同时呼叫，电梯下行到2F，停5秒，继续下行到1F停止。 ⑦电梯停于4F，3F、2F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F停5秒，继续下行到lF停止。 各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障。