PLC点阵数字显示控制系统-8页word资料

第十一组

1．设计题目：点阵数字显示控制系统 2．设计内容：

1）用六个指示灯，排成三行两列，按从左到右，从上到下的顺序排列； 2）合理控制这六个指示灯，使其可以分别显示数字0-9；每个数字显示的时间5

秒；

3）循环10次灭，声光报警5秒；

4）可以实现手动、单步、单周期和连续四种操作方式。 3．设计要求： 1）画出端子分配图

2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书 4．进度安排：

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天 2）PLC梯形图设计与调试 3天 3）说明书撰写 0.5天 4）答辩 0.5天

指导教师： 专业负责人：

主管院长： 年 月

日目录

前言................................................................................................................................................... 1 1 课程设计的任务和要求 ............................................................................................................... 2

1.1 课程设计的任务 ................................................................................................................ 2 1.2 课程设计的基本要求： .................................................................................................... 2 1.3 任务分析 ............................................................................................................................ 2 2 总体设计 ....................................................................................................................................... 2

2.1 PLC选型 ......................................................................................................................... 2 2.2 PLC端子接线 ................................................................................................................. 3 2.3 PLC外部接线图 ................................................................................................................ 3 3 PLC程序设计 ............................................................................................................................ 4

3.1 设计思想 ............................................................................................................................ 4 3.2 PLC控制原理图及其设计说明...................................................................................... 5 4 程序调试说明 ............................................................................................................................... 5 5 参考文献 ....................................................................................................................................... 6

总 结 ..................................................................................................................................... 7

前言

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。感谢老师和研究生给我了宝贵的意见和建议，我才会顺利的变成和调试成功，限于本人能力有限，希望老师多多提出宝贵的意见。

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1 课程设计的任务和要求

1.1 课程设计的任务

设计题目：点阵数字显示控制系统

主要任务是设计一个能控制小灯的系统，让其亮或灭代表数字，在工程上则能控制机械的起或停，并能按照人的意愿去工作。

1.2 课程设计的基本要求：

（1）.用六个指示灯，排成三行两列，按从左到右，从上到下的顺序排列； （2）.合理控制这六个指示灯，使其可以分别显示数字0-9；每个数字显示的时间为5秒；

（3）.循环10次灭，声光报警5秒；

（4）.可以实现手动、单步、单周期和连续四种操作方式。、、

1.3 任务分析

本课题主要是控制指示灯来显示尽可能多的数字，在给定的三行两列的指示灯，能显示最多的数字有0，1，4，6，7，9。并能实现手动，单周期，连续及单步等目的。由输出线圈控制指示灯，程序的基本流程图如图1。

图1 程序流程图

2 总体设计

2.1 PLC选型

（1）输入点数

启动和停止按钮各需要一个输入，单步，单周期，手动，连续各需要一个输入，

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手动分别控制各数字又需要六个输入，一共12个输入端子。 （2）输出点数

六个灯分别对应相应的六个输出，还有声光报警两个输出，一共8个输出。 （3）供电电源的选择

PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。

如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。 （4）控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 （5）PLC的选型：

根据输入输出的端子分配可选择CPU222DC/DC/DC型PLC。24V DC电源 24V DC输入 24V DC输出

2.2 PLC端子接线

PLC 的I/O端子分配图如图2.

图2 I/O端子分配图

2.3 PLC外部接线图

图3 PLC外部接线图

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3 PLC程序设计

3.1 设计思想

（1）按照灯的三行两列的排列顺序，灯的亮代表有笔画，所有亮的灯加在一起就能代表一定的数字，并能设计进行循环，单步，连续等目的。

（2）本流程用单步的按钮控制单步的存储器，连续的按钮控制连续的存储器，单周期控制单周期的存储器，并把相应的存储器的常开或是常闭触点串联或是并联到相应步骤中，得到相应的结果，具体设计见后面的程序设计梯形图及其顺序功能图。

（3）六个指示灯分别由六个输出线圈控制，输入的线圈分别控制手动，单周期，连续，单步，启动按钮和停止按钮。 设计操作方法

（1）按下启动按钮和连续按钮，连续条件满足，非单步条件满足，则执行第一步，灯亮显示数字0，经过定时器定时，定时时间到则程序转到下一步，再亮灯输出数字1，如此循环往复十次后声光报警5s。

（2） 按下启动按钮和单周期按钮，单周期条件满足，非单步条件也满足，则执行第一步，灯亮显示数字0，经过定时器定时，定时时间到则程序转到下一步，再亮灯输出数字1，输出到数字9便停止输入。

（3）按下启动按钮和单步按钮，则单步条件只有在按启动按钮的上升沿的一瞬间才得电接通，显示数字0，然后定时器时间到，再

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按启动按钮则进行下一步，这种单步的实现是在每个条件加一个非单步的常开触点，在非单步的情况下一直闭合，只有在按单步的按钮后，才只能接受启动按钮的脉冲，从而实现单步的目的。

（4）按下相应的按钮和启动按钮，则只能输出单独的命令，即输出数字0或者其他的数字，只有再按其他的按钮才输出其他数字，这种操作步骤目的是为了检测程序的正确与否时才用。

3.2 PLC控制原理图及其设计说明

图3 顺序功能图

3.3 PLC梯形图

图4 PLC梯形图

公用程序图

图5 公用程序图

主程序结构

图6 主程序结构

手动程序梯形图

图7 手动程序图

4 程序调试说明

4.1本程序遇到的问题，在调试过程中，会遇到，进行到第三步的时候又回到了第一步而不走第四步。

因为第一次设计的时候，初始步M0.0一直得电。造成常闭触点由闭合到断开又到闭合，导致又回到了初始步，没有进行循环，还有

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启动按钮需按下再扳回来，否则也会造成一直得电，导致程序不能正常运行。 改进方法：

将初始步M0.0串接个T38的常闭触点，定时器时间到自动断开，问题解决。

4.2 本程序遇到的第二个问题也是程序不能正常进行。

因为最开始没用起保停电路，用定时器的条件来执行下一步，导致不能进行循环。 改进方法：

使用起保停电路，保证程序的正常运行。最终经过多次改进终于符合要求。 4.3. 电器元件选择如表1

序号 1 2 3 U1 SB L 代号 名称 PLC 开关 信号灯 型号 CPU222DC/DC/DC 3sb32 05-0AA51 3SB32 04-6A20 备注 所选用的型号均查表或上网所查所 5 参考文献

陈白宁.段智敏.刘文波.机电传动控制.第一版.东北大学出版社.2019年9月第一版。

陈白宁.段智敏机电传动控制课程设计指导书，沈阳理工大学机械工程学院，2019年9月。

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总 结

本次课程设计在老师的指导与耐心的讲解下，顺利的完成了自己的设计任务，通过本次设计让我更加深刻的了解了对PLC的变成与应用，并能熟练的掌握PLC梯形图的编程和设计，增加了机电传动控制系统中固定程序的继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。常用的元器件的选择与分配等关系。通过这次设计增加了独立自主创新能力。

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