国开电大 可编程控制器应用实训 形考任务6实训报告.docx

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国开电大可编程控制器应用实训形考任务6实训报告

可编程控制器应用实训形考任务六实训报告

交通信号灯PLC控制系统的实现

一、实训目的：

掌握PLC在实际生产中的典型应用，并能够独立进行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）。

二、实训要求：

1．选择社会生活或生产实践中某一种典型的PLC控制系统或产品，，并能够独立进行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）；

2．设计选用西门子S7－200系列PLC，对其I/O口进行分配，列出PLC控制程序（梯形图进行截图，语句表可直接拷贝）并对程序作出解释。

三、实训内容：

应用PLC控制交通灯各灯按要求亮灭，并通过七段LED数码管对红灯点亮时间进行倒计时显示，并且可以重复循环。

按下起动按钮交通灯开始工作，南北向红灯亮起并维持10s，南北向红灯工作同时东西向绿灯亮4s，接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维持3s；黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s，东西向红灯工作同时南北向绿灯亮4s闪3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s，黄灯熄灭时南北向红灯再次亮起……循环反复。

交通灯工作同时一个七段LED数码管对红灯点亮时间进行倒计时显示，先对南北向红灯倒计时，显示9—8—7—6—5—4—3—2—1—0，然后对东西向红灯倒计时。

四、主要实训软件硬件

（1）常用电工工具、万用表等。

（2）PC机

（3）所需设备、材料见表1。

序号

标准代号

器件名称

型号规格

数量

备注

1

PLC

S7-200CN

CPU226AC/DC/RLA

1

6ES7216-28D23-0XB8

2

SF1

停止按钮

LA10-2H

1

红色

3

SF2

起动按钮

LA10-2H

1

绿色

4

PG1-6

指示灯

24V直流电源指示灯

6

红黄绿

5

LED

数码管

LG23011AH

6

QB

隔离开关

DZ47LE-3P+N

1

7

UR

电源

DR-120-24

1

24V直流电源

8

PPI

通信电缆

RS232-485

1

9

XT

接线端子

JX2-Y010

若干

表1设备、材料明细表

五、实训步骤

（一）硬件设计

1.系统原理图

按下停止按钮，交通灯控制系统停止工作。

交通信号灯控制PLC接线图如图1所示为交通信号灯控制系统PLC接线图。

2.硬件连接操作

（1）根据表1配齐电器元件，并检查各电器元件的质量。

（2）根据PLC接线图2，画出电器元件布置图2。

（3）根据图2电器元件布置图安装元件，各元件的安装位置整齐、匀称、间距合理，便于元件的更换，元件紧固时用力均匀，紧固程度适当。

（4）接线。

按照图3电气接线图，先接PLC、开关电源的电源和PLC输入输出点的电源，再接输入电路，最后接输出电路。

完成后的电气接线板如图4所示。

（5）检查电路。

通电前，认真检查有无错接、漏接等现象。

（二）编写实训程序

本设计可以采用经验设计法来完成。

经过分析本设计任务可以分成两部分来完成，控制交通灯转换部分和红灯倒计时显示部分。

分析交通灯转换部分可以发现，交通灯一次完整的工作周期为20s，每一组灯都在这20s中固定时间段进行工作，由此我们可以把每组灯的工作时间用比较指令标示出来，并控制相应的灯组在该时间段点亮工作，程序如图5所示。

另外20s的工作周期可以用定时器指令来实现。

图5比较指令程序

红灯倒计时显示主要是通过7段LED数码管显示来实现，在S7-200的指令中段码指令可以实现7段LED数码管显示控制，程序如图6所示。

图6段码指令程序

本次设计梯形图如图7所示。

图7交通信号灯PLC控制程序

六、调试实训程序

根据图3进行安装接线，然后将编制好的交通灯PLC控制程序下载到PLC中，并进行程序调试直到设备运行满足设计要求。

1．工作模式选择。

将PLC的工作模式开关拨至运行或者通过STEP7-Micro/WIN编程软件执行“PLC”菜单下“运行”子菜单命令。

2．监控。

单击执行“调试”菜单下的“开始程序状态监控”子菜单命令，梯形图程序进入监控状态。

程序调试监控图如图8所示。

图8程序调试监控图

七、观察实训结果

1．运行交通灯。

按下起动按钮SF2，观察输出线圈Q0.0～Q0.5、Q1.0～Q1.6和所有指示灯和数码管的现象，南北向红灯亮起并维持10s，南北向红灯工作的同时东西绿灯向亮4s，接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维持3s；黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s，东西向红灯工作同时南北向绿灯亮4s闪3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s，黄灯熄灭时南北向红灯再次亮起……循环反复。

交通灯工作时数码管对红灯点亮时间进行倒计时显示，先对南北向红灯倒计时，显示9—8—7—6—5—4—3—2—1—0，然后对东西向红灯倒计时。

2．停止交通灯运行。

按下停止按钮SF1，观察PLC输出线圈Q0.0～Q0.5、Q1.0～Q1.6，线圈Q0.0～Q0.5、Q1.0～Q1.6全部失电，交通灯灯全部熄灭，数码管熄灭。

八、心得体会

通过本课程的学习能够使我们掌握PLC的基本结构，工作原理，PLC控制系统程序设计与调试方法.其中，PLC控制系统的程序设计是教学的重点，由于PLC课程的实践性很强，所以上好PLC的实验课很重要。

以S7-200PLC为讲授对象，应用比较总结法教学，把理论教学与实践教学融为一体，使学习容易理解记忆，极大的激发了我们的学习兴趣。