科研实践报告Word格式文档下载.docx
《科研实践报告Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《科研实践报告Word格式文档下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
附录15
附录115
附录215
附录316
引言
在设计当中，我们要将学到的知识综合运用，还要在设计过程中不断查阅资料，学习新的知识和新的方法，并且运用到设计中，这样为我们以后的工作打下更好的基础。
本课程设计是电器与PLC中电气控制与PLC的教学进行的实践环节，培养学生应用所学知识和设计方法、结合实际的设计任务进行电气控制系统设计的能力，并使我们学生在实物制作能力和PLC控制系统的编程和调试能力方面得到锻炼。
本次设计包括指示灯、滚动灯显、模拟五相步进电机控制。
例如其中的模拟五相步进电机控制实验，步进电机是一种控制精度极高的电机,在工业上有着广泛的应用。
步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。
矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。
改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。
本文主要是介绍采用可编程控制器（PLC）对指示灯、滚动灯显、模拟五相步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
本文详细的介绍了用PLC实现实验要求的原理及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括设计方案、输入输出列表、外部接线图、实物照片和元器件一览表。
第1章
1.1设计任务
1.1.1指示灯
某机器设备的状态指示灯为红黄绿三节。
当设备闲置时，黄灯以较慢的速度闪烁，红灯与绿灯灭；
当设备处于正常运行时，绿灯常亮，红灯与黄灯灭；
当设备发生故障时，红灯快速闪烁，同时发出蜂鸣声。
设备的运行状态以三个输入开关量来表征，分别为：
启动，停止，报警，由输入开关模拟设备处于闲置、正常和故障。
所有开关均为触发按钮，当报警发生时，必须停止运行；
以三个输出开关量来控制三色灯的运行，红灯本身带有蜂鸣器。
如图1-1：
图1-1指示灯
1.1.2滚动显示
有7个并排成一列的灯，要求用PLC控制其从1~7依次点亮（当2亮时，1并不熄灭），当7亮起之后，再从1~7依次熄灭，如此不断循环的亮与灭，间隔时间1s，要求有启、停控制。
1.1.3模拟步进电机控制
1．五相步进电动机的控制要求
：
①五相步进电动机有五个绕组:
A、B、C、D、E；
②正转顺序:
ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB；
③反转顺序:
ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
。
2．用五个开关控制其工作：
①
1
号开关控制其运行
（
启
/
停
）；
②2
号开关控制其低速运行
（转过一个步距角需
秒）；
③3
号开关控制其中速运行
0.1
④4
号开关控制其高速运行
0.03
⑤5
号开关控制其转向
ON
为正转，OFF
为反转
）。
3.模拟要求
上述三组实验做在一块不大于33x33cm的绝缘板上，用LED灯代替各相，每组实验可以独立运行。
要求布置合理，硬线连接，接线规范标准。
1.2设计目的
通过实践熟悉PLC及常用低压电气元件的结构特点，掌握其选型原则；
了解常见电气控制电路设计的标准和原则，学习使用常用电气类工具。
学习PLC常用指令、输入输出信号与PLC的连接等，掌握PLC程序的编写与调试方法。
学习简单工程的工作流程与组织管理，培养我们的工程素养。
这将对我们以后从事有关的工作有所帮助。
1.3设计意义
在设计当中，我们要将学到的知识综合运用，还要在设计过程中不断查阅资料，学习新的知识和新的方法，并且运用到设计中，这样为我们以后的工作打下更好的基础。
我们需要通过学会运用工程标准规范自己的设计，应用它们完成PLC的选型，元器件的选择，实物的布置及调试过程。
熟悉相关设计规范、手册、标准等以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。
在设计中我们还用用到许多现代化手段，使用GX软件，Word软件及CAD软件等。
在提高绘图能力的基础上，并在制作实物正确表达设计意图，实现设计功能，我们要不断运用学习的知识，把实际和理论结合起来，检查和提高我们对基础理论和专业知识的认识理解，掌握程度及综合运用的实践能力，这正此次设计的意义所在。
第2章设计方案
2.1指示灯
2.1.1I/O分配表
表2-1I/O分配表
逻辑元件
作用
电气元件
X0
设备故障
SB1
X1
设备正常
SB2
X2
设备闲置
SB3
Y0
红灯
RH
Y1
黄灯
YH
Y2
绿灯
GH
2.1.2PLC外部接线图
图2-1指示灯PLC外部接线图
2.1.3指令语句
LD
M8013
ANI
Y2
ANI
M1
OUT
Y1
LD
X0
OR
X1
M1
Y0
OUT
M8012
AND
X2
M1
2.2滚动显示
2.2.1I/O分配表
表2-2I/O分配表
打开
关闭
灯1
H1
灯2
H2
灯3
H3
Y3
灯4
H4
Y4
灯5
H5
Y5
灯6
H6
Y6
灯7
H7
2.2.2PLC外部接线图
图2-2滚动显示PLC外部接线图
2.2.3指令语句
LDX0
ORM1
ANIX1
OUTM1
LDM1
ANIT201
OUTT200K50
LDT200
OUTT201K50
LDFT200
SETM0
LDPT201
SFTLM0Y0K7K1
LDY6
RSTM0
END
2.3模拟步进电机控制
2.3.1I/O分配表
表2-3I/O分配表
打开/关闭
SQ1
低速运行开关
中速运行开关
X3
高速运行开关
SB4
X4
正反转切换
SQ2
模拟A相绕组
模拟B相绕组
模拟C相绕组
模拟D相绕组
模拟E相绕组
2.3.2PLC外部接线图
图2-3PLC外部接线图
2.3.3指令语句
LDX1
ORM0
ANDX0
ANIX2
ANIX3
OUTM0
LDIM1
ANIM2
MCS
LDM0
ANIT9
OUTT0K5
LDT0
OUTT1K5
LDT1
OUTT2K5
LDT2
OUTT3K5
LDT3
OUTT4K5
LDT4
OUTT5K5
LDT5
OUTT6K5
LDT6
OUTT7K5
LDT7
OUTT8K5
LDT8
OUTT9K5
MCR
LDX2
ORM1
ANIX3
LDIM0
ANIM2
LDM1
ANIT29
OUTT20K1
LDT20
OUTT21K1
LDT21
OUTT22K1
LDT22
OUTT23K1
LDT23
OUTT24K1
LDT24
OUTT25K1
LDT25
OUTT26K1
LDT26
OUTT27K1
LDT27
OUTT28K1
LDT28
OUTT29K1
LDX3
ORM2
ANIX1
OUTM2
ANIM1
LDM2
ANIT209
OUTT200K3
OUTT201K3
LDT201
OUTT202K3
LDT202
OUTT203K3
LDT203
OUTT204K3
LDT204
OUTT205K3
LDT205
OUTT206K3
LDT206
OUTT207K3
LDT207
OUTT208K3
LDT208
OUTT209K3
ANIT0
ANIT20
ANIT200
LDT5
ORT25
ORT205
ANIT9
ANIT29
ANIT209
ORB
ANIX4
LDM0
ANIT3
ANIT23
ANIT203
LDT8
ORT28
ORT208
ANIT29
ANDX4
OUTY0
ANIT2
ANIT22
ANIT202
LDT7
ORT27
ORT207
ANIT209
ANIX4
ANIT1
ANIT21
ORT26
ORT206
OUTY1
ANIT4
ANIT24
ANIT204
LDT4
ORT24
ORT204
OUTY2
LDT1
ORT21
ORT201
ANIT6
ANIT26
ANIT206
LDT2
ORT22
ORT202
ANIT7
ANIT27
ANIT207
OUTY3
ORT23
ORT203
ANIT8
ANIT28
ANIT208
ORT20
ORT200
ANIT5
ANIT25
ANIT205
OUTY4
第3章实物制作
3.1实物材料
将上述三组实验做在一块不打于33x33cm的绝缘板上，每组实验可以独立运行。
此次课程设计有三个实验，经济考虑把三个实验整合在一起，一起共用元器件。
实验一指示灯实验涉及红黄绿三个led灯、一个和红灯串联焊接的蜂鸣器，三个各自负责灯的起停的按钮；
实验二滚动灯显实验中设计七个led灯（不需要区分颜色），两个按钮；
实验三步进电机控制实验中需要五个led灯，两个开关三个按钮。
综上，需要七个led灯（其中包括5个红色led灯、1个黄色led灯、1个绿色led灯）、排针若干、一个熔断器、1mm的硬线若干米、焊锡若干，如下表所示：
准备完材料后，首先先设计好原理图，然后在绝缘板上进行布局，布局时要合理，走线要尽量方便，最好在达到要求的同时外观也美观。
在焊接的同时要注意有些元件要区分正负极，元件的串并联等问题，其次焊接时要焊牢固，不能出现虚焊问题。
表3-1元件清单
元件名称
数量
保险丝
1个
5个
蜂鸣器
按钮开关
3个
开关
2个
排针
若干
线
焊锡
3.2实物照片
图3-1实物正面图
图3-2实物反面图
第4章调试结果
4.1指示灯
该实验由3个开关和红﹑黄﹑绿灯组成，打开SB3时，红灯快速闪烁，同时发出蜂鸣声（设备处于故障状态）；
打开SB2时，绿灯常亮，红灯与黄灯灭（设备处于正常状态）；
打开SB1时，黄灯以较慢的速度闪烁，红灯与绿灯灭（设备处于闲置状态）。
4.2滚动显示
打开SB1时，第１个灯亮；
１秒后第2个灯亮；
以此类推第7个灯亮；
然后一秒后第1个灯开始熄灭，1秒后第2个，就这样一直到第7个熄灭；
然后重复前面的循环过程，当关断SB2时，灯全部熄灭。
4.3模拟步进电机控制
该实验由5个开关和5个灯组成，1号开关控制启/停；
2号开关低速运行；
3号开关中速运行；
4号开关高速运行；
5号开关正反转切换。
灯1为电动机的A相；
灯2为电动机的B相；
灯3为电动机的C相；
灯4为电动机的D相；
灯5为电动机的E相。
当按下开关SQ1和SB1时，1号，2号和3号灯亮→2号和3号灯亮→2号，3号和4号灯亮→3号和4号灯亮→3号，4号和5号灯亮→4号和5号灯亮→1号，4号和5号灯亮→1号和5号灯亮→1号，2号和5号灯亮→1号和2号灯亮。
当再打开SQ2时，灯亮会反过来亮，从1号和2号灯亮→1号，2号和5号灯亮→1号和5号灯亮→1号，4号和5号灯亮→4号和5号灯亮→3号，4号和5号灯亮→3号和4号灯亮→2号，3号和4号灯亮→2号和3号灯亮→1号，2号和3号灯亮。
但它的速度是低速。
当关闭SQ2和SB1，同时打开SQ1和SB2，灯亮的顺序和低速时是一样的，但它是中速运行；
当关闭SQ1和SB2，同时打开SQ1和SB3，灯亮的顺序和低中速时是一样的，但它是高速运行。
第5章小结
在这次的科研实践中不但充分结合了PLC所学的知识，将这些知识进行了综合运用，而且还把我们所知道到的，学习过关于PLC方面的知识应用到了其中。
通过这为期二周的关于PLC的科研实践，使我对PLC的内容有一个总体了解，对它在各个领域的应用上升到了一个新的高度，同时培养了我们的工程观念。
这些将对我们即将开始的毕业设计和毕业以后走上工作岗位，从事有关PLC的工作和有关工程类的工作有着重要的作用，同时也为我以后学习其他的知识打下了坚实的基础。
此次课程设计也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
同时，这次课程设计让我感受到了我对所学习的内容是多么的不熟练，在设计过程中总是需要翻书，还总是会出现问题，同时这些问题也提醒了我那些地方没学好，加深了对这部分知识的印象。
经过设计我们应该学会认真、专心，更有毅力的做一件事情，这样我们在以后的工作和生活中才能经得起实践和时间的考验，我们才能走的更远！
参考文献
[1]电气控制与PLC应用，张兵韩霞，电子工业出版社
[2]电气控制与可编程控制器技术，史国生，化学工业出版社
[3]三菱微型可编程控制器手册，MITSUBISHISOCIO-TECH
[4]电气工程CAD，刘增良刘国亭，中国水利水电出版社
[5]电气控制与可编程控制器应用，吴晓君杨向明，中国建材工业出版社
附录
附录1
附录2
附录3
升级会员 