PLC综合实习报告.docx
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PLC综合实习报告
学号：
PLC综合实习
实习名称：
PLC综合实习
学生姓名：
组员：
学院：
专业班级：
指导教师：
设计时间：
2014年10月10日2014年11月15日
项目一四层电梯PLC控制系统设计
第一章系统控制要求
第一节基本控制说明
电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。
电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1～S4，用以选择需停靠的楼层。
L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示，SQ1～SQ4为到位行程开关。
电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。
例如，电梯停在由一层运行至四层的过程中，在三层轿箱外呼叫时，若按三层上升呼叫按钮，电梯响应呼叫（运行至三层时三层上升呼叫指示灯灭）；若按三层下降呼叫按钮，电梯运行至三层时将不响应呼叫运行至四层，然后再下行，响应三层下降呼叫按钮（运行至三层时三层下降呼叫指示灯灭），依此类推。
第二节电梯PLC控制系统的组成
PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件，PLC的应用程序，编程语言和编程支持工具软件。
第二章硬件设计
第一节硬件接线分配
1、四层电梯控制/符号表见附录。
2、根据电梯控制的要求，电梯应具有内呼和外呼按钮、行程开关、开关门按钮，以及相应的指示灯，估算所需I/O口的数量，并绘制I/O口分配表如下表所示。
输入
输出
I0.0
一层位置开关SQ1
Q0.2
电梯上升UP
I0.1
二层位置开关SQ2
Q0.3
电梯下降DOWN
I0.2
三层位置开关SQ3
Q0.4
内呼一层指示SL1
I0.3
四层位置开关SQ4
Q0.5
内呼二层指示SL2
I0.4
一层内呼指令开关S1
Q0.6
内呼三层指示SL3
I0.5
二层内呼指令开关S2
Q0.7
内呼四层指示SL4
I0.6
三层内呼指令开关S3
Q1.0
一层外呼上行指示UP1
I0.7
四层内呼指令开关S4
Q1.1
二层外呼上行指示UP2
I1.0
一层外呼上行按钮U1
Q1.2
三层外呼上行指示UP3
I1.1
二层外呼上行按钮U2
Q1.3
二层外呼下行指示DN2
I1.2
三层外呼上行按钮U3
Q1.4
三层外呼下行指示DN3
I1.3
二层外呼下行按钮D2
Q1.5
四层外呼下行指示DN4
I1.4
三层外呼下行按钮D3
Q1.6
电梯开门LO
I1.5
四层外呼下行按钮D4
Q1.7
电梯关门LC
I2.0
手动开门开关OP
Q0.0
上行记忆
I2.1
手动关门开关CL
Q0.1
下行记忆
I2.2
开门限位开关SM1
I2.3
关门限位开关SM2
第二节主控器选择
目前比较多用的PLC主要有西门子系列，OMRON系列，三菱系列，松下系列等等。
西门子PLC与之上各PLC相比，西门子PLC有如下优点：
（1）配置简单。
各种机型均可采用相同配置，简化设备采购和仓库库存管理。
（2）编程方便。
用户可根据不同机型的流程要求编制程序，程序调试和修改都非常简便，能根据客户需求进行变化；程序可采用密码保护，保护自己的劳动成果。
而且PLC采用的梯形图语言简单易学，容易上手，不像单片机控制系统那样复杂而且一旦定型不易修改，不能根据客户需求变化。
（3）系统能非常方便地连接到PC机监控系统或其他系统如楼宇自控系统中，根据应用情况，有时可无须增加额外硬件就能实现；增加适当硬件可连接到互联网上。
（4）系统外观高档，控制灵活，精确度高；故障率极低，节省维护成本。
综上所述，在本次设计中选用西门子PLC进行过程控制。
S7-200CN针对低性能要求的小型PLC，它能够控制各种设备以满足自动化控制需求，紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。
第三节外部接线图
根据电梯控制的要求，需要22个输入21个输出点，可选用CPU224CN作为主控制器。
它集成14输入/10输出，共24个数字量I/O点；可连接7个扩展模块，最大扩展168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；具有12K字节程序和8K字节数据存储空间和6个独立的30KHZ高速计数器，两路独立的20KHZ高速脉冲输出，具有PDF控制，1个RS485通讯/编程口。
是具有较强控制力的控制器，用于控制电梯的运。
3.2.2扩展模块的选择S7200系列目前总共可以提供三大类，共10种数字量输入/输出扩展模块：
输入扩展模块EM221CN两种类型（8点DC24V输入和16点DC24V输入）、输出扩展模块EM222CN两种类型（8点DC24V输出和8点继电器输出）、输入/输出扩展模块EM223六种类型（DC24V4输入/DC4输出，DV24V4输入/继电器4输出；DC24V8输入/8输出，DV24V8输入/继电器8输出；DC24V16输入/16输出，DV24V16输入/继电器16）。
根据估算的I/O口数量，显然CPU224CN本机I/O口数不能满足要求，增加10%～20%的可扩展余量后，需要扩展2个DC24V8输入/8输出的EM223CN模块。
本设计的PLC外部接线图如图1-1所示。
图1-1PLC外部接线图
第三章软件设计
第一节电梯上行、下行流程图
在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号。
图1-3电梯上行、下行流程图
第二节电梯开门、关门流程图
图1-2电梯开关门流程图
第三节软件部分及梯形图
1、外部召唤信号登记及消除：
2、内部指令信号登记及消除：
点动内呼按钮，信号登记显示。
到层信号取消。
本系统设一楼为基站，两分钟内无任何操作，电梯自动返回一楼。
3、电梯的平层信号处理：
4、选层定向及反向截梯：
轿厢上行网络
轿厢下行网络
5、内部指令、外部召唤信号的保持：
轿厢的内呼指令与外召唤指令保持信号，用于在有乘坐需要的楼层停车，并自动或手动执行开关门操作。
开关门执行一次之后，信号取消。
使电梯能够继续响应其他乘坐信号。
6、各楼层停车信号：
7、自动开门、关门信号：
如梯形图所示，电梯到层停车后，延时2s开门，3s后自动关门。
并设有手动开门按扭和关门按钮。
可实现即时开关门。
总结
通过这次设计实践。
我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，设计中遇到了不少困难，须查阅资料，找老师，一个困难的解决，就是一次知识和经验积累的过程，让我明白了真正设计出成果的不易，更加认识到知识的力量，让我在以后的工作和学习过程中可以时刻提醒自己。
此次课题，我对电梯和PLC及电梯有了一些新的看法。
在这次实验的过程中，我们也遇到了很多问题：
【故障1】
（1）轿厢到达指定楼层不开门；
（2）开门之后不关门。
【故障2】上行、下行指示灯UL、DL不亮。
【故障3】电梯从一楼上行至三楼，三楼外部上行、下行召唤按钮同时熄灭。
【故障4】电梯下行，到达二楼时，外部下行召唤按钮熄灭、上行召唤按钮不熄灭，但不能保持。
【故障5】电机正转指示灯亮，二楼、三楼下行召唤按钮指示灯会同时熄灭。
凭借反复的运行和思考，我们找到了解决办法将故障一一排除。
如故障5的解决办法：
电机正转指示灯与电梯外部下行召唤按钮指示灯的关系和电机反转指示灯与电梯上行召唤按钮指示灯的关系，故障时为“或”的关系，所以二者只亮其中一个，将其关系修改为“且”的关系，则问题解决。
电梯作为当今高层建筑中的交通工具，为了更好地满足用户的要求，方便人们。
它将随之不断改进，使之更加舒适、安全、可靠、方便。
在舒适方面可以采用变频调速，让人感觉犹如平地。
从方便来看，可以用微机智能控制，实现智能化。
为配合楼层的伸高，更要开发安全的高速电梯。
项目二机械手PLC控制系统设计
第一章系统控制要求
第一节基本控制说明
1、能将工件由A处传送到B处，原点状态为左上方，抓手松开。
2、工作时，要满足相关联锁，如左右行之间，上下行之间，以及左右行时，抓手必须在上方等。
3、手动切换到自动状态，必须先回到原点状态。
4、自动状态可分为连续，即按下启动按钮就不断重复工作，直到按下停止按钮为止。
单周期，按下启动按钮，工作一个循环，回到原点停止，下个循环需重新按启动按钮。
单步，每按一下启动按钮，动作进展一步。
图2-1机械手示意图
第二节机械手设计要求
1、控制系统采用西门子S7-200PLC实现；
2、硬件接线图包括主电路的接线，控制电路的接线，应考虑相关联锁和安全措施；
3、程序要有可读性和灵活性，对所用I/O点和内部变量应定义符号表，对程序应作必要的注释；
4、机械手能实现：
手动、自动、单步、回原点等。
第二章硬件设计
第一节机械手工作方式
1、在手动工作方式，用I0.5~I1.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左行、右行和松开、夹紧。
2、在单周期工作方式的初试状态按下起动按钮I2.6，从初始步M0.0开始，机械手按图2-4中的顺序功能图的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。
3、在连续工作方式的初试状态按下起动按钮，机械手从初始步开始，工作一个周期后又开始搬运下一个工作，反复连续地工作。
按下停止按钮，并不马上停止工作，完成最后一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。
4、在单步工作方式，从初始步开始，按一下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下起动按钮，才开始执行下一步的操作。
单步工作方式用于系统的调试。
5、机械手在最上面和最左边且夹紧装置松开时，称为系统处于原点状态（或称初始状态）。
在进入单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态。
如果不满足这一条件，可以选择回原点工作方式，然后按起动按钮I2.6，使系统自动返回原点状态。
第二节硬件接线分配
1、机械手控制/符号表见附录。
2、输入/输出分配表如下。
输入
输出
I2.6
启动按钮SD
Q0.0
下降电磁阀QV1
I2.7
停止按钮ST
Q0.1
夹紧电磁阀QV2
I0.1
下降限位开关SQ1
Q0.2
上升电磁阀QV3
I0.2
上降限位开关SQ2
Q0.3
右行电磁阀QV5
I0.3
右限位开关SQ3
Q0.4
左行电磁阀QV4
I0.4
左限位开关SQ4
Q0.5
原位指示灯QV6
I1.2
夹紧按钮
I0.7
松开按钮
I0.5
上升按钮
I1.0
下降按钮
I0.6
左行按钮
I1.1
右行按钮
I2.0
手动开关K1
I2.1
回到原位开关K2
I2.4
连续开关K3
I2.3
单周期开关K4
I2.2
单步开关K5
第三节外部接线图
图2-1中的机械手用来将工件从A点搬运到B点，图2-2是PLC的外部接线图。
夹紧装置用单线圈电磁阀控制，输出Q0.1为ON是工件被夹紧，为OFF是被松开。
工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，另外还有6个手动按钮。
为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM（见图2-2）。
运行是时按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。
外部接线图如图2-2所示。
图2-2PLC外部接线图
第三章软件设计
第一节程序总体结构
公用程序是无条件调用的，共各种工作方式公用。
方式选择开关在手动位置时调用手动程序，选择回原点工作方式时调用回原点程序。
可以为连续、单周期和单步工作方式分别设计一个单独的子程序。
考虑到这些工作方式使用相同的顺序功能图，程序有很多共同之处，为了简化程序，减少程序设计的工作量，将单步、单周期和连续这3种工作方式的程序合并为自动程序。
第二节机械手工作流程图
图2-3工作流程图
第三节机械手运行功能图
由图2-4可知，工作方式选择开关是单刀5掷开关，同时只能选择一种工作方式。
图2-4顺序功能图
第四节软件部分及梯形图
1、公用程序
公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及不用的工作方式之间的相互切换的处理。
机械手在最上面和最左边的位置、夹紧装置松开时，系统处于规定的初始条件，称为“原点条件”，此时左限位开关I0.4、上限位开关I0.2的常开触点和表示夹紧装置松开的Q0.1的常闭触点组成的串联电路接通，原点条件标志M0.5为ON。
在开始执行用户程序（SM0.1为ON）、系统处于手动状态或自动回原点状态（I0.2或I2.1为ON）时，如果机械手处于原点状态（M0.5为ON），初始步对应的M0.0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式做好准备。
如果此时M0.5为OFF，M0.0将被复位，初始步为不活动步，按下起动按钮也不能进入步M2.0，系统不能在单步、单周期和连续工作方式工作。
2、手动程序
手动程序中，手动操作时用6个按钮控制机械手的上升、下降、左行、右行和夹紧、松开。
为了保证系统的安全运行，在手动程序中还设置了一些必要的连锁。
3、自动程序
自动程序是处理单周期、连续和单步工作方式的，如功能图2-4所示。
最上面的转换条件与公用程序有关，还有用置位复位指令设计的程序。
单周期、连续和单步这3种工作方式主要是用“连续标志”M0.7和“转换允许”标志M0.6来区分的。
4、回原点程序
在回原点工作方式中，回原点开关I2.1为ON，在OB1中调用回原点程序。
在回原点方式按下起动按钮I2.6，机械手可能处于任意状态，根据机械手当时所处的位置和夹紧装置的状态，可分为三种情况：
夹紧装置松开、夹紧装置处于夹紧状态（机械手在最右边）、夹紧装置处于夹紧状态（机械手不在最右边），不同状态就采用不同的处理方法。
总结
通过一周时间对PLC控制机械手的实训，使我明白了实际工作经验的重要性。
一开始做的时候我了解了机械手的工作原理，翻开书上的对应知识先学习。
虽然知识点和程序已经烂熟于心，接下来的几天编出来的程序自己检查也没有问题，但是最开始操作的时候还是不能熟练的完成整套流程。
有些细小的问题，后来检查发现是硬件接触不良。
因为我们组做的比较快，老师就给我们提了一些问题，仔细想一想那些问题还真的是很重要，在实际运行中是会经常遇到的。
想想自己在编程序之前在怎么根本没想到。
真是非常感谢老师的指点！
项目三基于S7-300的天塔之光模拟控制
第一章系统控制要求
第一节基本控制说明
动作图案可根据人喜好作适当调整。
图3-1灯塔示意图
第二节灯塔设计要求
1、控制系统采用西门子S7-300PLC实现
2、动作过程参考：
启动后，L12→L11→L10→L8→L1→L1、L2、L9→L1、L5、L8→L1、L4、L7→L1、L3、L6→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L1、L2、L6→L1、L3、L7→L1、L4、L8→L1、L5、L9→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L12→L11→L10……依次循环下去。
3、程序要有可读性和灵活性，对所用I/O点和内部变量应定义符号表，对程序应作必要的注释。
第二章硬件设计
本项目中灯的动作方式为：
灯L1～L32一个一个依次点亮并循环。
本项目中所用的IO口为Q0.0～Q3.7,分别对应着L1～L32。
图3-2S7-300导轨图
第三章软件设计
第一节程序运行流程图
本项目中灯的动作方式为：
灯L1～L32一个一个依次点亮并循环。
流程图如图2-3所示：
图3-3灯塔流程图
第二节灯塔设计软件部分
1、点击
打开仿真器，然后点击
下载程序。
2、在仿真器中选择RUN-P使S7-300进行仿真工作。
图3-4灯塔仿真
3、利用WINCC编辑灯塔组态。
图3-5灯塔组态
4、在STEP7软件在仿真的同时，点击
进行仿真并观察其效果图。
图3-6灯塔效果图
总结
通过这次实训，我了解了PLC实践模拟模块的运用。
试验中，再与同学的分工协作与讨论中，是我对课本所学的PLC知识有了进一步的加深，同时通过去图书馆借阅S7-300的书来自学，也学到了课本以外的知识。
熟悉并掌握了STEP7软件基本的仿真应用。
我觉得学习这件事是永远没有尽头的，就像这次实习，很多同学说S7-300的项目不会做，因为学校老师没有教。
可是作为大学生，不断学习不就是我们应该具备的基本素质啊！
今后进入社会，不可能什么都是学校老师教过的，所以我们才要不断学习，一是充实自己，二来也能紧跟社会发展的步伐，不会被社会淘汰。
所以这次的实习，我们组的同学借助老师提供的视频资料，又去图书馆借来书自学，在不断的探索中完成了任务。
心中的成就感无以言表，学来的知识是自己的，所有的付出都很值得！
项目四基于S7-300的温度控制系统
第一章系统控制要求
第一节基本控制说明
PID可调用系统功能块FB58，仿真对象模型采用FB100。
第二节设计要求
1、控制系统采用西门子S7-300PLC实现；
2、现场温度采样使用温度变送器，4~20mA输出，量程为0~200℃。
控制输出采用固态继电器驱动电加热器。
PLC通过温度测量值与设定值的偏差进行PID运算，并由控制运行的结果来确定固态继电器的通断占空比；
3、监控画面要能显示和记录测量值、给定值、输出值，以及固态继电器的通断状态。
可设置PID控制器的参数等；
4、对控制效果进行分析。
第二章硬件设计
图4-1S7-300导轨图
第三章软件设计
第一节程序总控制
1、该温度控制系统的PID可调用系统功能块FB58，仿真对象模型采用FB100。
图4-2温度控制程序
2、主程序OB1：
第二节软件部分
1、点击
打开仿真器，然后点击
下载程序。
2、在仿真器中选择RUN-P使S7-300进行仿真工作。
图4-3S7-300仿真工作状态
3、利用WINCC编辑温度控制仿真组态。
图4-4温度控制仿真组态
4、在STEP7软件在仿真的同时，点击
进行仿真并观察其效果图。
（1）当给定值为60时，调试效果如图4-5所示：
图4-5温度控制仿真结果1
（2）当给定值为150时，调试效果如图4-6所示：
图4-6温度控制仿真结果2
总结
我觉得学习这件事是永远没有尽头的，就像这次实习，很多同学说S7-300的项目不会做，因为学校老师没有教。
可是作为大学生，不断学习不就是我们应该具备的基本素质啊！
今后进入社会，不可能什么都是学校老师教过的，所以我们才要不断学习，一是充实自己，二来也能紧跟社会发展的步伐，不会被社会淘汰。
所以这次的实习，我们组的同学借助老师提供的视频资料，又去图书馆借来书自学，在不断的探索中完成了任务。
心中的成就感无以言表，学来的知识是自己的，所有的付出都很值得！
经过这次PID算法的程序设计,让我对生活中的一些带有PID算法的有了更深的认识,也加强了我用PLC编程语言编写程序的能力。
在调试的过程中，我也认识到了理论与实践有很大的不同，实际的结果可能会和我们需要的会有很大差别，那样就要通过改变参数进行调试。
总之，不管遇到什么困难，只要你肯下功夫去琢磨，总能通过不断的尝试与努力将它解决。
这就是学习的乐趣所在。
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