自动控制系统案例分析.docx
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自动控制系统案例分析
北京联合大学
实验报告
课程（项目）名称：
过程控制
学院：
自动化学院专业：
自动化
班级：
0910030201学号：
29
姓名：
张松成绩：
2012年11月14日
实验一交通灯控制
一、实验目的
熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。
二、实验说明
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：
按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。
如图1、图2所示。
图1
图2
三、实验步骤
1．输入输出接线
输入
SD
输出
R
Y
G
输出
R
Y
G
I0.4
东西
Q0.1
Q0.3
Q0.2
南北
Q0.0
Q0.5
Q0.4
2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序
方法1：
顺序功能图法
设计思路：
采用中间继电器的方法设计程序。
这个设计是典型的起保停电路。
方法2：
移位寄存器指令实现顺序控制
移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。
S_BIT指定移位寄存器的最低位。
N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。
该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
方法3：
利用定时器实现
思路：
利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。
五、思考题
1．实验中遇到的问题？
如何解决的？
2．对单一顺序控制—交通灯控制的几种实现方法技巧进行总结。
实验二四炉起停控制
一、实验目的
练习使用基本指令，熟悉顺序控制的基本方法，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解PLC程序在实际生活中的应用。
二、实验说明
如图1所示。
控制要求：
电炉丝4组，每组A,B.C三相，Y接，每相10KW，220V,50A（约）；
启动时：
1得电加热，温度未到，延时1分钟，2得电加热。
。
。
直到温度到。
先启的先停；
停止时：
温度到，1先停，延时1分钟，2停。
。
。
直到温度未到，先停的先启。
图1
三、实验步骤
1.输入输出接线
输入
输出
地址
说明
地址
说明
I0.4
温度未到闭合开关
Q0.0
第一组电炉丝
I0.5
温度到闭合开关
Q0.1
第二组电炉丝
Q0.2
第三组电炉丝
Q0.3
第四组电炉丝
2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序
主程序OB1：
子程序SBR_0：
子程序SBR_1：
五、思考题
1．实验中遇到的问题？
如何解决的？
2．对顺序控制—四炉先启先停的实现方法技巧进行总结。
实验三生产线小车运行控制
一．实验目的
熟悉随机逻辑控制的基本方法，掌握送料小车运行控制的编程技巧和程序调试方法。
二、实验说明
控制要求：
生产车间往返运行的供料小车有1#～5#五个工位。
任何一个工位呼叫小车时，小车能自动判断下一运动方向并到达呼叫位置。
当小车运行到较远工位过程中，若又有较近工位的呼叫时，小车能够先在较近工位停车，延时后自动运动到较远的工位。
如图1所示。
图1
三、实验步骤
1.输入输出接线
I/O分配见表1，I/O接线如图2所示。
表1
输入
输出
地址
说明
地址
说明
I1.0～I1.4
1#～5#工位呼叫按钮SB1～SB5
Q0.0～Q0.4
1#～5#工位指示灯HL1～HL5
I0.0～I0.4
1#～5#工位行程开关SQ1～SQ5
Q0.5、Q0.6
右行、左行指示灯HL6、HL7
Q1.0、Q1.1
右行、左行接触器KM1、KM2
2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
图2
四、参考程序
参考程序1：
.
参考程序2：
五、思考题
1．实验中遇到的问题？
如何解决的？
2．总结送料小车运行控制的编程技巧和随机逻辑控制设计的方法规律。
实验四小型电热锅炉过程控制系统
一实验目的
掌握模拟量闭环控制原理及系统组成原理，熟练掌握PLC控制系统的PID指令编程及中断的应用，掌握模拟量输入/输出模块的使用及输入输出量程转换方法。
二实验装置和设备
1．QXLPC-IV型小型过程控制实验装置，（如图1所示）。
2．S7200系列PLC（主机CPU222CN8点input，6点output；扩展单元EM2354AI,1AO）。
3．执行器：
MICROMASTER420型变频器以及160Q-8F磁动泵；晶闸管SCR。
4．压力变送器、液位变送器、Pt100铂电阻和数显温度变送仪、涡轮流量计和数显流量变送仪。
5．QXLPC-IV型小型过程控制实验装置。
6．安装有软件STEP7-MicroWIN的PC机。
图1QXLPC-IV型小型过程控制实验装置
三、实验原理
系统组成结构如图2所示，通过水泵向电热锅炉供水，其中压力变送器测量进水压力，流量计测量流量，液位变送器测量液位，Pt100铂电阻和数显温度变送仪检测出水温度并进行变送。
变频器和水泵、晶闸管SCR（温度控制）为执行元件。
通过S7-200PLC编程控制电热锅炉的液位、压力、流量或温度。
本次实验实现对锅炉液位的单回路控制。
液位单回路控制方框图如图3所示。
首先由变送器检测实时数值，转换为1～5V的直流信号,连接至PLC的模拟量输入端，经A/D转换为6400～32000的数字量。
PLC的控制程序将对此数字量处理，并与给定值比较后通过PID调节输出操作信号，通过D/A转换为4～20mA的模拟量输出给执行器—变频器，改变水泵的输出功率以达到锅炉液位的自动控制。
图2系统组成结构图
图3液位单回路控制方框图
四、实验内容和步骤
1．控制程序设计
注：
液位信号地址为AIW4。
控制程序分为主程序，和中断程序。
参考程序如下。
1）主程序（实现参数的初始化、定时中断的连接和开、关中断等）
2）中断程序
中断程序实现定时采样滤波、输入量程转换、PID控制、输出量程转换功能。
中断程序INT_0：
2．编辑下载调试程序
使用STEP7-MicroWIN软件编辑程序，编译成功下载至S7-200PLC。
建立用户状态表用于调试中在线监视和修改数据。
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