PLC控制技术实训报告霓虹灯闪烁设计.docx
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PLC控制技术实训报告霓虹灯闪烁设计
一．任务书
一、基础实训项目一：
变频器对电机的运行控制
一）实训目的
1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；
2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；
3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。
二）实训设备
PLC主机单元模块、电位器、MM440（或MM420）变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
三）工艺控制要求
使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制，即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。
参考电气原理图见教材p85，速度控制有两种方式：
（1）由外接的电位器控制，
（2）由PLC的模拟量输出通道控制。
四）实训步骤
1、进行PLC的I/O地址分配，并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。
2、设计由PLC控制的梯形图程序。
3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。
二、基础实训项目二：
模拟量采集与数据处理的综合应用
一）实训目的
1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理；
2、掌握数据处理指令的运用方法；
3、熟悉触摸屏的基本用法。
二）实训设备
PLC主机单元模块、电位器、万用表、EVIEW5000触摸屏、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
三）实训项目原理与要求
1、用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0℃时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是100℃时，对应电位器输出电压10V电压。
用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中，并在触摸屏上显示出具体温度。
2、用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。
执行器开度控制量的多少采用触摸屏输入，观察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。
四）实训项目的步骤
1、根据项目要求拟定I/O地址分配表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。
2、设计梯形图程序，调试并记录数据。
输入
输出
电压
AIW
温度值
执行器开度
AQW
电压V
0V
0
4V
40%
6V
60%
8V
80%
10V
100%
三、综合型自主实训项目：
霓虹灯控制系统的设计
一）实训项目工艺要求：
本课题要求设计一个霓虹灯控制系统，具体指标是：
使用实验台上的输出接口单元模块（如下图1所示），自行设计3种醒目有趣的霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换。
显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按动启动按钮，就开始按照设计的方式显示，按动停止按钮则全部熄灭。
二）目的
通过本次实训使学生掌握：
1）Step7－Micro/Win32编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2）实际程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。
从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。
三）内容与要求
1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块；
2、霓虹灯控制系统设计，设计的三种显示方式为：
（请自行设计）
方式一：
方式二：
方式三：
图1输出接口单元模块
3、硬件接线图、程序清单；
4、采用顺序功能图（SFC图）进行设计或经验设计法；
5、设计触摸屏上位机监控画面，展示霓虹灯的各种显示方式。
四、实训报告要求
报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献（并按此顺序装订）。
报告中提供如下内容：
1、目录
2、正文
（1）实训任务书；
（2）实训内容，三个任务分别写
a、每个实训任务的总体设计方案（应有PLC的选型及依据）
b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；
c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；
d、调试、运行及其结果；
3、收获、体会
4、参考文献
（注意实训报告原则上手写，允许打印，但雷同者的零分处理）
五、实训进度安排
周次
工作日
工作内容
第
一
周
1
布置实训任务，查找相关资料，熟悉实验台。
2
完成两个基础实训项目。
3
根据综合型实训任务，完成总体设计方案（硬件选型、分配IO点等）
4
完成硬件接线，编写程序并调试
5
编写程序并调试
第
二
周
1
编写程序并调试
2
编写程序并调试
3
编写程序并调试及准备实训报告
4
完成报告并于下午两点之前上交
5
答辩
本实训共需两周时间
六、实训考核办法
本实训满分为100分，其中实训平时表现（含2个基础实训项目完成情况）30%、综合型实训项目答辩50%，实训报告20%。
二．基础实训项目一
2.1项目名称：
变频器对电机的运行控制
2.2项目实训目的：
1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；
2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；
3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。
2.3项目实训设备
PLC主机单元模块、电位器、MM440（或MM420）变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
2.4实现过程
2.4.1实现过程流程图
图2.3.1流程图
2.4.2I/O分配表
输入装置
元件号
输出装置
元件号
正转SB1
I0.0
DIN1
Q0.0
反转SB2
I0.1
DIN2
Q0.1
正转点动SB3
I0.2
DIN3
Q0.2
反转点动SB4
I0.3
DIN4
Q0.3
关断SB5
I0.4
表2.3.3
2.4.3I/O接线图
图2.3.3-由外接的电位器控制
图2.3.3-由PLC的模拟量输出通道控制
2.4.4MM440参数设置
使用基本操作面板对变频器进行参数设置。
首先按下P键对变频器进行复位，使变频器进行复位，是变频器的参数值回到出厂时状态。
使用变频器之前必须设置电动机参数，以使电动机与变频器相配。
电动机参数如下表所示。
P0003=1设用户访问级为标准级P0010=1快速调试
参数号
出厂值
设置值
说明
P0100
0
0
功率以KW表示，频率为50HZ
P0304
230
380
电动机额定电压（V）
P0305
3.25
1.15
电动机额定电流（A）
P0307
0.75
0.37
电动机额定功率（KW）
P0310
50
50
电动机额定频率（HZ）
P0311
0
1400
电动机额定转速
电动机参数设置完成之后，设置P0010为0，使变频器控制端口开关操作控制参数如下表所示。
P0003=1设用户访问级为标准级P0004=7命令和数字I/O
参数号
出厂值
设置值
说明
P0700
2
2
命令源选择“由端子排输入”，这时变频器只能从端口控制，而不能由前操作面板控制。
P0003=2设用户访问级为扩展级P0010=0变频器正常运行
P0701
1
1
选择固定频率（二进制编程+ON）
P0702
1
2
选择固定频率（二进制编程+ON）
P0703
9
10
选择固定频率（二进制编程+ON）
P0704
15
11
选择固定频率（二进制编程+ON）
P1000
2
2
“固定频率设定值”选择为模拟输入
P1058
5
5
正转点动频率
P1059
5
5
反转点动频率
2.4.5PLC控制程序
S7-200的控制程序如图2.3.5所示。
图2.3.5
2.3.6调试运行
按SF1转盘正转，按SF2转盘反转，按SF5停止
按SF3转盘正向点动，按SF4转盘反向点动，实现了要求达到的目的。
三．基础实训项目二
3.1项目名称：
模拟量采集与数据处理的综合应用
3.2项目实训目的：
1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理；
2、掌握数据处理指令的运用方法；
3、熟悉触摸屏的基本用法。
3.3设备
PLC主机单元模块、电位器、万用表、EVIEW5000触摸屏、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
3.4模拟量输入
3.4.1任务内容
用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0℃时，对应电位器输出0V电压，假设当温度是100℃时，对应电位器输出电压10V电压。
用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压，进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中，并在触摸屏上显示出具体温度。
3.4.2实现流程图
实现流程图如下：
图3.4.2流程图
3.4.3I/O接线图
图3.4.3I/O接线图
3.4.4PLC控制程序
S7-200的控制程序如图所示。
图3.4.4
3.5模拟量输出
3.5.1任务内容
用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V，执行器开度为100%时，输出电压10V。
执行器开度控制量的多少采用触摸屏输入，观察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。
3.5.2实现流程
实现流程如下图所示：
图3.5.3实现流程图
3.5.3PLC控制程序
S7-200的控制程序如图3.5.3所示。
图3.5.3
3.6调试运行
调试并记录数据如下。
输入
输出
电压
AIW0
温度值
执行器开度
AQW0
电压V
0V
0
0
0
0
0
4V
12800
40℃
40%
12800
4
6V
19200
60℃
60%
19200
6
8V
25600
80℃
80%
25600
8
10V
32000
100℃
100%
32000
10
四．综合型自主实训项目
4.1项目名称：
霓虹灯控制系统的设计
4.2项目工艺要求
本课题要求设计一个霓虹灯控制系统，具体指标是：
使用实验台上的输出接口单元模块（如下图1所示），自行设计3种醒目有趣的霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换。
显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按动启动按钮，就开始按照设计的方式显示，按动停止按钮则全部熄灭。
4.3实现方案
4.3.1I/O接线图
4.3.2I/O地址分配
I/O分配表
开始SF3
I0.3
L0.0-L0.7
Q0.0-Q0.7
反转SF4
I0.4
L1.0-L1.7
Q2.0-Q2.7
方式一SF0
I0.0
L2.0-L2.7
Q3.0-Q3.7
方式二SF1
I0.1
方式三SF2
10.2
4.3.3实现流程图
图4.3.3实现流程图
4.3.4控制程序
S7-200PLC控制程序如图4.3.4所示：
控制程序包括一个主程序，一个中断子程序，还有两个子程序。
图4.3.4-1项目三主程序
图4.3.4-2项目三子程序0
图4.3.4-3项目三子程序1
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