PLC课程设计指导Word文档格式.docx

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（3）在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。

（可选）

2设计要求

1）查阅相关资料，了解步进电机的相关知识，掌握步进电机驱动器的使用。

2）根据任务所给硬件条件，设计硬件系统，画出PLC端子分配表及系统接线原理图。

3）设计PLC程序，实现任务要求的控制功能。

4）实验调试，修改完善所编程序，实现系统功能。

5）编写设计说明书。

3说明书内容要求

说明书必须包括以下内容，内容次序自行组织安排。

1）设计任务说明；

2）硬件系统设计，包括系统硬件组成部件介绍、PLC端子分配表、PLC和步进电机驱动器接线原理图等；

3）PLC程序设计，包括设计思路、实现的关键技术、源程序、程序说明；

4）系统调试，包括控制功能调试过程。

4设计指导

1）接线原理图示例

原理图中仅画出本设计用到的PLC端子。

图2PLC和步进电机驱动器接线原理图

2）编程指导

分析控制要求，从最基本的功能实现入手，进行编程调试，逐步增加功能，直到实现系统要求的所有功能。

以下为本课题编程步骤的一个示例：

⏹输出固定周期的PTO脉冲

控制要求：

输出30个周期为1000ms的PTO脉冲。

由常开按钮启动PTO输出；

在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮停止PTO输出，实现急停功能。

接线：

在PLC输入端接入按钮，PLC输出端不接线。

编程调试：

应用高速脉冲输出指令，通过相关特殊寄存器的设置实现要求功能。

⏹滑台单方向运行控制的实现

按下启动按钮，滑台开始向上或向下运行，按下停止按钮则停止运行；

按下方向按钮则改变运行方向。

按设计的接线原理图，PLC输出端与步进电机驱动器连接。

编程：

在上述程序基础上，增加运行方向控制，按步进电机启动要求，修改相关特殊寄存器值。

调试：

修改完善程序，调节运行速度，直到滑台能够向上或向下稳步运行，实现要求的功能。

⏹TD400C对滑台运行监控功能的实现

⏹系统功能的修改完善

课题二步进电机驱动滑台变速运行PLC控制系统设计

设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的加速-匀速-减速运行控制。

1.3系统介绍

1.4控制要求

（1）按下启动按钮，滑台开始向上或向下做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量后停止；

（2）运行过程中，按下停止按钮则停止运行；

（3）按下方向按钮则改变运行方向；

（4）在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。

⏹输出变周期的PTO脉冲

输出周期由2000ms减小到500ms，再由500ms增加个2000ms的PTO脉冲。

在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮可以停止PTO输出，实现急停功能。

应用高速脉冲输出指令的PTO多段管线模式，通过包络表及相关特殊寄存器的设置实现要求功能。

见1.2节内容。

在上述程序基础上，增加运行方向控制，按步进电机启动和运行要求，修改相关特殊寄存器值及包络表。

修改完善程序，调节运行速度、加速度和位移，直到实现要求的功能。

课题三步进电机驱动滑台匀速往复运动PLC控制系统设计

设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的匀速往复运行控制。

1.5系统介绍

1.6控制要求

（方案1）

（1）按下找零按钮，滑块匀速向下运行，直到滑台下端部位，按下停止按钮停止下行，以该位为零位；

（2）在零位时，按下启动按钮，滑块向上匀速运行设定位移，到位后停止2s，然后匀速下行，下行到位后，停止1s，然后上行，如此往复运行；

（上下行位移保证相同，否则会跑离滑台）

（3）在滑块运动过程中按下停止按钮，滑块停止运行；

（4）当滑块碰到上、下限位开关时停止运行；

（5）在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。

（方案2）

（1）按下启动按钮，滑块先向下运行至下接近开关停止，实现找零；

然后向上运行设定位移，到位后停止2s，然后下行至接近开关停止1s，然后上行，如此往复运行；

（2）在滑块运动过程中按下停止按钮，滑块停止运行；

（3）当滑块碰到上、下限位开关时停止运行；

（方案3）

然后开始在上下接近开关之间往返运行，在上位停2s，在下位停1s；

（4）在人机界面TD400C中设定往返运动的速度，且能控制滑台运行。

修改完善程序，直到滑台能够向上或向下稳步运行，实现要求的功能。

⏹滑台往复运行控制中找零功能（复位）实现

按下找零按钮，滑台开始向下运行至原点位置停止运行。

PLC输入端接入找零（复位）按钮和接近开关（方案1不需要）。

在上述程序基础上，增加找零运行控制程序。

⏹滑台往复运行控制的实现

在滑台处于原点位置时，按下启动按钮，滑台开始往复运行，按下停止按钮则停止运行。

PLC输入端去掉外部方向控制按钮。

滑台往复运行控制属于顺序控制系统，可以画出顺序控制功能图，按此图编程。

修改完善程序，直到实现要求的功能。

课题四步进电机驱动滑台变速往复运动PLC控制系统设计

设计PLC控制系统，实现由步进电机驱动直线滑台的变速往复运行控制。

1.7系统介绍

1.8控制要求

（方案1）（无接近开关）

（2）在零位时，按下启动按钮，滑块向上做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量后停止2s，然后向下做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量（与上行位移相同）后停1s，然后上行，如此往复运行；

（5）当滑块碰到上接近开关时，停止2s，然后下行运行；

当滑块碰到下接近开关时，停止1s，然后上行运行；

（6）在人机界面TD400C中设定往返运动的位移和速度，且能控制滑台运行。

然后滑块向上做加速-匀速-减速运行，运行设定位移量后停止2s，然后变速下行至接近开关停止1s，然后上行，如此往复运行；

按下启动按钮，滑台开始向上或向下运行设定位移；

按下方向按钮则改变运行方向；

按下停止按钮则停止运行。

修改完善程序，直到滑台能够向上或向下运行设定的位移量，实现要求的功能。

按下找零按钮，滑台开始匀速向下运行至原点位置停止运行。

第二部分异步电机变频调速PLC控制系统设计

课题一异步电机无级变频调速PLC控制系统设计

系统介绍

D、变频器M440

E、异步电机

F、电位器

控制要求

方案1：

（1）由启动和停止按钮分别控制电机的启停；

（2）按下方向按钮，则电机改变运行方向。

（3）由电位器直接与变频器连接，调节电机的运行速度。

方案2：

（3）电位器通过PLC模拟量输入输出端，调节电机的运行速度。

方案3：

（1）人机界面TD400C控制电机的启停、正反转；

（2）通过TD400调节电机运行速度（注意变频器输入电压与频率或转速的关系）；

（3）在TD400上显示实际运行速度（从变频器模拟量输出端得到）和设定运行速度。

方案4：

以上任何方案再结合以下要求：

采用接近开关测量实际运行速度；

（1）查阅相关资料手册，了解变频调速的相关知识及变频器的使用。

（2）根据任务所给硬件条件，设计硬件系统，画出PLC端子分配表及系统接线原理图。

（3）设置变频器参数，编写PLC程序，实现任务要求的控制功能。

（4）实验调试通过。

（5）撰写设计说明书。

2）硬件系统设计，包括系统硬件组成部件介绍、PLC端子分配表、PLC和变频器接线原理图等；

3）给出变频器参数设置表，注明其功能；

4）PLC程序设计，包括设计思路、实现的关键技术、源程序、程序说明；

5）系统调试，说明系统调试过程。

硬件原理图应包括主电路、PLC与变频器的接线原理图，图3异步电机变频调速PLC控制系统接线原理图示例。

图3异步电机变频调速PLC控制系统接线原理图

采用分步设计法，从简单系统开始设计，逐步增加功能，直至达到设计要求，具体过程为（根据控制要求的不同，具体过程不完全相同，可能仅需用以下过程的一部分）：

1）BOP面板操作的电机变频调速系统实现（掌握变频器参数设置）

①设置变频器参数，实现由BOP面板控制电机的启动/停止、正/反转、调速；

②设置变频器参数，实现BOP面板控制电机的启动/停止、正/反转，电位器调速。

2）单按钮控制输出的实现

按下按钮则改变输出的状态，即当输出为“1”时，按下按钮，则输出变为“0”；

当输出为“0”时，按下按钮，则输出变为“1”。

在PLC输入端接入按钮。

调试时观察输出指示灯状态的变化。

3）模拟量输入输出实现

PLC在模拟量输出端输出由模拟量输入端得到的电压信号，通过电位器调节模拟量输入值。

在PLC模拟量输入端接入由电位器得到的电压信号，模拟量输出端不接线。

用万用表测量模拟量输出端的电压。

4）无级变频调速PLC控制系统实现

由启动和停止按钮控制电机启／停，由方向控制按钮控制电机转向，由电位器调节转速。

方案１接线：

在PLC输入端接入按钮，PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，电位器直接接入变频器。

方案2接线：

在PLC输入端接入按钮，PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，模拟量输出端接变频调的模拟量输入端，电位器接入PLC模拟量输入端。

方案3接线：

PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，PLC模拟量输出端接变频调的模拟量输入端，PLC模拟量输入端接变频调的模拟量输出端（实际运行速度）。

变频器参数设置：

设置命令源P0700、频率方式Ｐ1000，与数字量输入端相关的P701、P702等参数。

对于方案3还需要设置变频器模拟量输出为实际频率。

采用启-保-停电路实现启／停控制功能，采用上述单按钮控制电路实现方向控制功能，采用MOV指令实现模拟量的输入输出。

5）接近开关测速编程

课题二异步电机多段速变频调速PLC控制系统设计

控制要求

（1）按下启动按钮后，电动机以15段速依次运行，每段速运行10s，运行过程为：

5Hz10Hz20Hz30Hz40Hz50Hz45Hz35Hz25Hz

15Hz10Hz-20Hz-30Hz-40Hz-50Hz停止

（2）运行过程中，按下停止按钮停止运行。

（1）按下启动按钮后，电动机以2段速依次运行，每段速运行20s，运行过程为：

10Hz20Hz停

采用分步设计法，具体过程为（根据控制要求的不同，具体过程不完全相同，可能仅需用以下过程的一部分）：

设置变频器参数，实现由BOP面板控制电机的启动/停止、正/反转、点动运行、调速。

2）两段速运行PLC控制系统设计

见1.2控制要求。

在PLC输入端接入按钮，输出端与变频器数字量连接。

设置命令源P0700、频率设定方式Ｐ1000，与数字量输入端相关的P701、P702，P1001，P1002等参数。

采用定时器指令进行定时，采用启-保-停电路或者置位/复位指令或者顺控指令实现顺序控制。

3）15段速运行PLC控制系统设计

设置命令源P0700、频率设定方式P1000，与数字量输入端相关的P0701~P0705，P1001~P1015等参数。

画出顺序控制功能图，采用启-保-停电路、或者置位/复位指令、或者顺控指令、或者功能指令等实现顺序控制。

课题三异步电机多段速循环变频调速PLC控制系统设计

（1）按下启动按钮后，电动机以15段速循环运行，每段速运行10s，循环过程为：

15Hz10Hz-20Hz-30Hz-40Hz-50Hz0Hz5Hz…

（2）按下停止按钮停止运行。

（1）按下启动按钮后，电动机以3段速循环运行，每段速运行20s，循环过程为：

5Hz10Hz20Hz5Hz10Hz…

2）三段速运行PLC控制系统设计

按下启动按钮，电机以5Hz10Hz20Hz依次运行，每段速运行20s，然后停止；

运行过程中按下停止按钮则停止运行。

3）3段速循环运行PLC控制系统实现

在2）的程序中，增加循环运行功能。

4）15段速循环运行PLC控制系统实现

修改与数字量输入端相关的P701、P702，P1001，P1002等参数。

画出顺序控制功能图，编程实现顺序控制。

课题四异步电机按设定波形变频调速的PLC控制系统设计

（1）变频调速器受0～10V输入电压控制：

◆0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0r/min；

◆10V输出频率为50HZ，对应同步转速为1460r/min；

◆输入电压与输出频率按线性关系变化。

（2）要求输出转速按图4~7所示波形之一变化。

（3）按下启动按钮，开始按波形要求速度运行；

运行过程中，按下停止按钮停止运行。

图4

图5

图6

图7

设置变频器参数，实现由BOP面板控制电机的启动/停止、正/反转、调速；

2）编程实现D/A输出图4~7中波形之一

按下按钮，模拟量输出端输出设定波形；

采用状态表中的趋势图观察实际输出波形。

3）按设定波形调速的PLC控制系统实现

略

PLC输出端与变频器的数字量输入端相连，PLC模拟量输出端接变频调的模拟量输入端。

设置命令源P0700、频率方式P1000，与数字量输入端相关的P701、P702等参数。

在上述程序的基础上，增加停止控制功能。

课题五起重机PLC控制系统设计

课题六基于USS协议的变频器无级调速

第三部分顺序控制系统

课题一流水灯PLC控制系统设计

通过控制实现12个灯按照依次从左至右，从上至下的顺序，不停的轮番跳闪；

红灯01红灯02红灯03绿灯01绿灯02绿灯03

绿灯13绿灯12绿灯11红灯13红灯12红灯11

PLC程序应包括以下控制：

（1）当按下启动按钮SB1时，流水灯系统开始按控制内容里的要求运行。

（2）当按下加热停止按钮SB2时，复位PLC的所有输出，9个灯应处于OFF状态，系统停止运行。

课题二交通灯PLC控制系统设计

第四部分PLC通讯

课题一PLC之间通讯实现

课题二PLC与上位机自由口通讯实现