PLC综合实训报告.docx

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PLC综合实训报告

本科生实习报告

实习名称：

PLC综合实训

姓名：

学院：

电气与控制工程学院

专业班级：

自动化

学号：

指导教师：

二O一七年一月

基本信息

实习学生信息

姓名

性别

男

学号

出生年月

199年月

学院

电气与控制工程学院

专业

自动化

班级

班

指导教师信息

姓名

性别

职称

女

讲师

女

工程师

女

助工

实习单位信息

实习单位名称

单位地址

实习起至日期

PLC综合实训实验室

自2016年12月26日

至2017年1月10日

自年月日

至年月日

自年月日

至年月日

自年月日

至年月日

自年月日

至年月日

实习记录

周次

实习内容记录

病事假

记录

第

一

周

周一

熟悉实验室硬件设备，查资料，了解实验，了解KNT-PZK2双轴位置控制实训装置的基本组成

周二

进一步了解KNT-PZK2双轴位置控制实训装置功能、原理

周三

查找资料，选实验设计题目

周四

查找资料，选实验设计题目

周五

查找资料，软件程序，思考如何设计

第

二

周

周一

查找资料，软件程序，思考如何设计

周二

开始写实验程序，实现预定功能

周三

写实验程序，配合硬件部分进行调试，设计

周四

检查实验程序，连接硬件部分进行调试，改善

周五

检查实验程序，查找资料，克服问题

实习记录

周次

实习内容记录

病事假

记录

第

三

周

周一

检查实验程序，连接硬件部分进行调试，改善

周二

检查实验程序，连接硬件部分进行调试，改善

周三

检查实验程序，连接硬件部分进行调试，改善

周四

程序设计完毕，最终确定

周五

检查所有硬件软件设施，完成设计

第

四

周

周一

周二

周三

周四

周五

实习报告

一、设计任务和目的

1.掌握二自由度十字滑台的机械结构及控制方法

2.掌握设备基本部件的作用

3.掌握伺服驱动器的设置方法

4.掌握气动控制回路的工作原理

5.掌握组成气动回路的各种气动元器件的功能、特性及工作原理

6.掌握电气控制回路的工作原理

7.认识S7-200系列，S7-200系列可编程控制器及其与PC机的通讯

8.练习使用STEP7编程软件

9.熟练掌握STEP7-Micro/WIN中的PTO指令

10.掌握程序调试的方法

二、实验要求

1.查阅资料，熟悉KNT-PHT2二自由度控制实训装置中硬件各部分型号参数、功能作用及使用方法；

2.画出气动回路控制原理图，熟悉气动回路的基本组成及回路中各气动元件的功能、作用和原理；

3.画出电气回路控制原理图，熟悉电气回路的基本组成及回路中各气动元件的功能、作用和原理

附：

S7-200系列PLC简介

1.概念

西门子S7-200PLC在实时模式下具有速度快，具有通讯功能和较高的生产力的特点。

一致的模块化设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性的解决方案。

来自西门子的S7-200微型PLC可以被当作独立的微型PLC解决方案或与其他控制器相结合使用。

2.组成

S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。

其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

（1）基本单元：

S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用。

（2）扩展单元：

S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数

（3）编程器：

PLC在正式运行时，不需要编程器。

编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。

S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型

和智能型。

简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。

智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。

（4）程序存储卡：

为了保证程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。

程序存储卡EEPROM有6ES7291-8GC00-0XA0和6ES7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。

（5）写入器：

写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。

（6）文本显示器：

文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。

文本信息的显示用选择/确认的方法，最多可显示80条信息，每条信息最多4个变量的状态。

过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。

TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

3.特点

整个系统的系列特点如下，结构紧凑小巧；最优模块化和开放式通讯；在所有CPU型号中的基本和高级功能；大容量程序和数据存储器；杰出的实时响应-在任何时候均可对整个过程进行控制，从而提高了质量、效率和安全性；易于使用STEP7-Micro/WIN工程软件；集成的R-S485接口或者作为系统总线使用；极其快速和精确的操作顺序和过程控制；通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程。

4.应用

SIMATICS7-200的应用领域从更换继电器和接触器一直扩展到在单机、网络以及分布式配置中更复杂的自动化任务。

S7-200也越来越多地提供了对以前曾由于经济原因而开发的特殊电子设备的地区的进入。

三、系统设计

二自由度运动控制系统在理解和掌握气动应用和位置控制原理的基础上，利用PLC或其他控制器实现对其控制。

用户通过对此设备的学习可以掌握PLC控制的基本方法，也可以进行扩展应用，利用设备控制面板上的模式旋钮来选择自动/手动的运行方式，同时可设定多种附加条件来进行实验。

如图1-1所示

标号所对应的硬件名称：

1.工作台2.Y轴滚珠丝杠副运动机构3.Y轴伺服电机4.笔筒5.画笔电磁铁6.Y轴滚珠丝杠副运动机构7X轴伺服电机 

该实训装置主要由二维画笔和电控系统两大部分所组成。

1.1二维画笔 

二维画笔是由二维十字滑台、工作台、画笔台、控制盒及实训桌等组成。

a ）二维十字滑台 

二维十字滑台主要X轴滚珠丝杠副运动机构和Y轴滚珠丝杠副运动机构所组成。

 滚珠丝杠副运动机构：

滚珠丝杠副运动机构由前后支撑块、驱动电机及支架、导柱、滑块、滚珠丝杠副以及磁簧开关等器件构成。

如图1-2、图1-3所示。

图1-3 滚珠丝杠副运动机构俯视与局部剖视图

滚珠丝杠副运动机构的工作原理由图1-2和1-3可以看出，当驱动电机转动时，由于电机轴与滚珠丝杠副运动机构的滚珠丝杠副通过弹性联轴器连接，所以滚珠丝杠与电机同步转动，而装在滚珠丝杠副上面的螺母块是与滑块位固定在一起的，螺母块会随着滚珠丝杠副的正反转动做左右运动，所以滑块沿着两根导柱做直线运动。

    另外滚珠丝杠副运动机构的原点位置是用磁簧开关检测定位的，并在两端的极限位置上安装了硬限位开关（磁簧开关），可有效防止由于运行超程而引起的机械或电气设备的损坏。

滚珠丝杠副运动机构在工业机床上的应用非常广泛，是一个经典的机械运动部件，利用滚珠丝杠副的转动，通过螺母块传动的设计思想，使该运动机构具备了运行阻力减小、平稳、定位精度高等优特点。

b） 工作台 

用于放置A4纸，在加工过程中带动工件进行移动加工。

c） 画笔台 

画笔台主要有画笔支架、电磁铁、笔筒等组成。

 d） 控制盒 

主要由铝型材加工制作，在其面板上装有控制开关和按钮。

如图1-4所示。

图1-4

各开关、按钮名称功能说明如下：

1.“启动”按钮，自动运行时启动控制按钮。

2.“停止”按钮，停止设备控制按钮。

 3. 报警指示灯。

4.“紧急停止”按钮，当遇到突发事件或异常状况时，按下此按扭，自动门系统由于断电，立即停止运行，待人来处理问题，从而保护人身和设备安全。

如要从新运行设备，必须通过手动将此按钮复位后，系统才能恢复供电，从新启动运行设备。

5.“手动/自动”二位主令开关，手动运行和自动运行模式选择开关。

6.“速度选择”按钮，手动运行模式下，确定所选轴的速度。

 7.“复位”按钮，复位控制按钮。

8.“画笔”按钮，手动模式下，控制画笔的上下。

 9. 手动摇柄，手动模式下，控制X轴、Y轴的运动。

e ）实训桌 

本实验装置的桌面和桌脚全部采用优质标准铝型材加工，重量轻、强度好、美

观大方，实训台桌面丛向开有间隔距离均匀的若干T型槽，各种机械部件和各种电器元气件可以方便的在桌面上安装拆卸，另外桌脚设有滑轮实训装置可以方便的移动。

1.2电控系统 

电控系统是由伺服电机及驱动器组件、电气电路等两部分所组成。

如图 1-5所示。

a ）伺服电机及驱动器 

该设备的X、Y各轴的运动均由伺服电机驱动，具体型号为如下：

 伺服电机：

TSB07301C2NT3 伺服驱动器：

KNT-KSA系列 

用户通过各运动指令向伺服系统发出定位命令，伺服电机通过接收驱器的信号实现用户设定的定位控制。

 b ）电气电路 

该部分是由断路器、继电器、开关电源、PLC、EM227通讯模块、接线端子等组成。

图1-5

1.小型断路器：

控制设备电源通断。

2.开关电源：

将交流220V转换为直流24V供中间继电器、传感器等弱电电路使用。

3. 西门子200PLC。

4. EM227通讯模块：

型号为6ES7277-0AA22-0XA0，用于PLC之间的通讯。

5. 继电器：

用于控制画笔电磁铁和伺服驱动器的使能。

6. X轴伺服驱动器。

7. Y轴伺服驱动器。

8. 接线端子。

五软件部分

I/O地址分配表

INPUT

OUTPUT

输入端

说明

输出端

说明

I0.0

启动

Q0.0

M1脉冲

I0.1

停止

Q0.1

M2脉冲

I0.2

复位

Q0.2

M1方向

I0.3

紧停

Q0.3

M2方向

I0.4

手自动

Q0.4

M1使能

I0.5

画笔

Q0.5

M2使能

I0.6

速度1

Q0.6

启动指示

I0.7

速度2

Q0.7

停止指示

I1.1

X轴+

Q1.0

复位指示

I1.2

X轴-

Q1.1

画笔指示

I1.3

Y轴+

Q1.2

报警指示

I1.4

Y轴-

Q1.3

电磁铁

I1.5

X轴参考点

I1.6

X轴正限位

I1.7

X轴负限位

I2.0

Y轴参考点

I2.1

Y轴正限位

I2.2

Y轴负限位

主程序部分：

子程序部分：

手动：

自动部分：

六调试过程和结果

6.1调试过程：

1.接通二自由度运动控制系统的电源。

2. 接通控制系统的电源    

3．合上小型断路器。

4．启动运动控制系统。

5. 将“手动/自动”按钮旋转至手动状态。

6. 操作控制盒上的相应轴的控制摇柄，使运动机构按要求方向运动。

7. 根据手动的控制状态，考虑自动的情况之下程序该如何编制。

8. 实验结束后，关闭实验设备及 PLC实验设备的电源开关。

6.2调试结果：

1）将“手动/自动”二位主令开关拨到手动运行模式，将摇柄往X轴正向推动，十字滑台画板往X轴正向移动；将摇柄往X轴负向推动，十字滑台画板往X轴负向移动；将摇柄往Y轴正向推动，十字滑台画板往Y轴正向移动；将摇柄往Y轴负向推动，十字滑台画板往Y轴负向移动。

按下画笔按钮，画笔弹下，移动摇柄，画笔在纸上开始写操作。

依次往左和往右拨动速度选择按钮，滑台相应加速和减速带动画板运动。

2）将“手动/自动”二位主令开关拨到自动运行模式，通过画笔自动有规律的起落和画板的移动，在A4纸的中间依次写下62两个数字和一个圆圈，完成图形62，字宽为2cm，字高为4cm，字间距为2cm。

参考文献：

黄向慧、杨世兴、黄梦涛--《现代电气自动控制技术》 ；

向晓汉--《西门子S7-200PLC完全精通教程》 ； 

黄永红--《电气控制与PLC应用技术》 ； 

王勇华--《现代电气控制及PLC应用技术》 。

心得体会

两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。

在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。

学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.

通过这次PLC设计，本人在多方面都有所提高。

通过这次设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行交通灯和舞台灯光设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了所学的内容，掌握系统设计的方法和步骤，掌握了设计的基本技能，懂得了怎样分析系统，怎样确定设计方案，了解了系统的基本结构，提高了计算能力，分析能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

这次设计过程，体现了自己单独设计系统的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次PLC系统设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。

而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。

同时感谢对我帮助过的同学们，感谢同组的战友们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我能够在遇到困难的时候选择了不退缩，我会加倍努力的！

实习学生签名:

时间:

年月日

指

导

老

师

意

见

考查

项目

考察内容

优

良

中

及格

不及格

思想

品德

品行、作风、公德素质等

业务

能力

理论知识、分析与解决问题的能力、实际操作技能、文字处理、口头表达、计算机应用、人际关系、工作效率等

工作学习态度

主动性、责任心、服务态度、求知欲等

劳动

纪律

遵守各项规章制度（包括业务和行政的规定），迟到、早退、旷工等情况

实习报告

实习报告撰写的质量

综合　　　　　同学自　　年　月　日至　　年　月　日在（单位）的实习表现，认定其实习综合表现为：

优秀（　）良好（　）中等（　）及格（　）不及格（　）

指导教师签名（章）：

年月日

教研室主任意见

教研室（系）主任签名（章）：

年月日

注意事项：

1、本表需用黑色碳素笔填写，要求实习生本人亲自填写，书写清楚工整（打印需本人签字）；

2、指导老师可以是本校指导老师，也可以是实习单位（企业）技术人员；

3、此表建议用A4纸双面打印，可根据报告内容自行加页，该表将做为实习考核的重要依据和教学资料保存。

4、以上内容均需真实填写，不得弄虚作假，如有作假，此实习报告无效；