第一篇：PLC交通燈課程設(shè)計

PLC的定義及工作原理

⒈定義：可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置?！癙LC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置”。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

⒉工作原理: 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行三個階段。

(一)輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。

(二)用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。

(三)輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。

隨著自動化控制技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC作為前沿的工業(yè)控制器，具有體積小、可靠性高、易操作、靈活性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于自動化控制領(lǐng)域。用內(nèi)部編程取代繼電器邏輯控制電路中大量的中間繼電器和時間繼電器，簡化了控制路線，提高了系統(tǒng)控制的可靠性，這是PLC最大的優(yōu)點(diǎn)。借助于書序控制圖和梯形圖來編制用戶控制程序，實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)順序控制，是PLC的主要功能之一。

實訓(xùn)１

基礎(chǔ)試驗

1.兩燈交替閃爍 指令表

梯形圖

工作過程：

按下啟動開關(guān)X0，Y0亮，且開始計時,2S后，T0動作，T0常閉斷開Y0熄滅，T0常開閉合Y1亮，經(jīng)過2s，Y0亮；如此循環(huán)，直到按下停止開關(guān)X1。

2.利用計數(shù)器實現(xiàn)循環(huán)

指令表

梯形圖

工作過程：

按下啟動開關(guān)X0，Y0亮，開始計時2S后，T0動作，Y0熄滅，Y1亮，如此循環(huán)，直到循環(huán)了5次，計數(shù)器CO動作，常開觸點(diǎn)閉合，整個過程停止。

實訓(xùn)２ 十字路口交通燈控制系統(tǒng)

1、實訓(xùn)目的

① 了解ＰＬＣ基本功能指令使用方法 ②掌握功能指令圖的輸入方法 ③學(xué)會利用功能指令進(jìn)行設(shè)計 ２、實訓(xùn)的內(nèi)容

該實驗在十字路口交通信號燈控制實驗區(qū)內(nèi)完成,按啟動按鈕，六盞燈按如下時序工作：第一組綠燈亮５秒后閃爍３次（滅０．５秒，亮０．５秒），黃燈亮２秒，紅燈亮1０秒；第二組紅燈亮1０秒，綠燈亮５秒后閃爍３次（滅０．５秒，亮０．５秒），黃燈亮２秒。

從時序圖可以看出，該系統(tǒng)有一個輸入裝置和 6個輸出裝置。下表為輸入裝置與輸出裝置與PLC的地址編號對應(yīng)表。

指令表

⒈ ⒉ ⒊ ⒋ ⒌ ⒍ ⒎ ⒏ ⒐ ⒑ ⒒ LD

M8002 SET

L0 STL

S0 LD

X000 OUT

Y000 OUT

Y003 SET

S21 SET

S31 STL

S21 OUT

Y000 OUT

T0

K50 ⒓ LD

T0 ⒔ SET

S22 ⒕ STL

S22 ⒖ OUT

T1

K30 ⒗ LDI

T1 ⒘ AND

M8013 ⒙ OUT

Y000 ⒚ LD

T1 ⒛ SET

S23 ２１．STL ２２．OUT ２３．OUT ２４．LD ２５．SET ２６．STL ２７．OUT ２８．OUT ２９．STL ３０．OUT ３１．OUT ３２．LD ３３．SET ３４．STL ３５．OUT ３６．OUT ３７．LD ３８．SET ３９．STL ４０．OUT ４１．LDI ４２．AND ４３．UT ４４．LD ４５．SET ４６．STL ４７．OUT ４８．OUT ４９．STL ５０．STL ５１．LD ５２．AND ５３．SET ５４．RET ５５．END S23 Y001 T2

K20 T2

S24

S24 Y002 T3

K100

S31 Y003 T4

K100

T4

S32

S32 Y004 T5 T5 S33

S33 T6

K30

T6

M8013 Y004

T6

S34

S34

Y005

T7

S24

S34

T3

T7

S0

附加任務(wù)

機(jī)械手手動控制實驗

控制要求1：

實現(xiàn)機(jī)械手左右移動。

按下向左按鈕，機(jī)械手向左移動，到達(dá)左限位開關(guān)后停止；按下向右按鈕，機(jī)械手向右移動，到達(dá)右限位開關(guān)后停止。

控制要求2：

實現(xiàn)機(jī)械手上下移動。

按下向上按鈕，機(jī)械手向上移動，到達(dá)上限位開關(guān)后停止；按下向下按鈕，機(jī)械手向下移動，到達(dá)下限位開關(guān)后停止。

控制要求3：

實現(xiàn)機(jī)械手左右、上下移動。

按下向左按鈕，機(jī)械手向左移動，到達(dá)左限位開關(guān)后停止，按下向右按鈕，機(jī)械手向右移動，到達(dá)右限位開關(guān)后停止。

按下向上按鈕，機(jī)械手向上移動，到達(dá)上限位開關(guān)后停止；按下向下按鈕，機(jī)械手向下移動，到達(dá)下限位開關(guān)后停止。

控制要求4：

實現(xiàn)上述控制后，機(jī)械手電磁鐵在A位置可吸引提取物料（鐵塊）或釋放物料。機(jī)械手電磁鐵在B位置同樣可吸引提取物料（鐵塊）或釋放物料。

可手動操作實現(xiàn)物料從A位置移動到B位置或從B位置移到達(dá)A位置。

總

結(jié)

這是一個比較典型的十字路口交通燈的梯形圖設(shè)計，最為一種設(shè)計實踐，主要是為PLC在交通控制系統(tǒng)中提出一種設(shè)計理論，為以后PLC在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中提出一種可行的理論方案。在實際應(yīng)用中，采用PLC控制城市交通信號燈，能根據(jù)不同路況要求，隨時修改控制程序，以改變各信號燈的工作時間和工作狀況。與繼電器或邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)實用性。

通過這次設(shè)計實踐，我鞏固了PLC的基本編程方法，對ＰＬＣ的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到ＰＬＣ的時候問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符。通過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對ＰＬＣ的理解加強(qiáng)了，看到了實踐與理論的差距，通過此次課程，讓我了解了ＰＬＣ梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于ＰＬＣ設(shè)計原理。有很多設(shè)計理念來源于實際，從中找出最合適的設(shè)計方法。

第二篇：基于PLC的十字路口交通燈課程設(shè)計

湘潭大學(xué)信息工程學(xué)院

課程名稱：十字路口人行道交通燈設(shè)計

專

業(yè)：自動化

學(xué)

號：2011551810

班

級：11自動化（3）班

學(xué)生姓名：余帆

完成日期：2015年1月11日

摘要

PLC是一種新型的通用的自動控制裝置。PLC它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的，具有功能強(qiáng)、運(yùn)用靈活、可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單，使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系列有點(diǎn)。十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運(yùn)行，實現(xiàn)紅綠燈的自動指揮能使交通管理工作得到改善，也是交通管理工作自動化的重要標(biāo)志之一。解決好公路交通燈控制問題是保障交通有序、安全、快捷運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。

本設(shè)計是用PLC來實現(xiàn)對十字路口交通信號燈的控制，其控制方法是采用西門子的S7-200系列CPU224型號PLC對東西南北的紅、黃、綠燈實現(xiàn)有規(guī)律的循環(huán)閃亮，以達(dá)到對交通信號燈的控制?？刂瞥绦驗樘菪螆D(LAD)。

關(guān)鍵詞：PLC控制、梯形圖、交通燈

目錄

0

（一）PLC概述.............................錯誤！未定義書簽。

1.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)........................................3 1.2 PLC的工作原理.........................................4 1.3 S7-200的概述.........................................5

（二）交通信號燈............................................7

（三）方案設(shè)計..............................................8

3.1控制要求...............................................8 3.2系統(tǒng)設(shè)計方案分析.......................................8 3.3 交通燈狀態(tài)圖..........................................9 3.4 主程序流程圖：.......................................10

（四）硬件設(shè)計............................................10 4.1 硬件選擇.............................................10 4.2 PLC的I/O分配表.....................................10

4.3 PLC的硬件接線圖：..................................11

（五）軟件設(shè)計............................................12 5.1 十字路口交通信號燈梯形圖..............................12

（六）仿真實驗............................................14

（七）設(shè)計總結(jié)............................................16 參考文獻(xiàn)....................................................16 1

（一）PLC概述

可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。可編程序控制器是隨著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn)、發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置，在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。

1.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)

PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，模塊式包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止。

圖1 PLC的結(jié)構(gòu)圖

1.2 PLC的工作原理

PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作。

當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段：

1輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

2用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

3輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。

1.3 s7-200的概述

西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號：

小型PLC中，CPU221價格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的單元，通過可連接的擴(kuò)展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點(diǎn)及更大的存儲器。CPU 226和226XM是功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號的PLC具有下列特點(diǎn)：

集成的24V電源

可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA可用作負(fù)載電源。

高速脈沖輸出

有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電（3）通信口CPU 221、CPU222和CPU224具有1個RS-485通信口。

CPU 226、CPU 226XM具有2個RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。

（4）模擬電位器CPU221/222有1個模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預(yù)置值，過程量的控制參數(shù)。

（5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應(yīng)。

（6）EEPROM存儲器模塊（選件）可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。

（7）電池模塊用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時器、計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存儲大約5天。選用電池模塊能延長存儲時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。

（8）不同的設(shè)備類型CPU 221～226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

（9）數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)CPU 221具有6個輸入點(diǎn)和4個輸出點(diǎn)；CPU 222具有8個輸入點(diǎn)和6個輸出點(diǎn)；CPU 224具有14個輸入點(diǎn)和10個輸出點(diǎn)；

CPU226/226XM具有24個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型

（10）高速計數(shù)器CPU 221/222有4個30KHz高速計數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快脈沖信號。

（二）交通信號燈

交通十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊?？渴裁磥韺崿F(xiàn)這井然秩序呢?靠的是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。那么控制系統(tǒng)是如何實現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號燈有條不紊工作的呢?交通信號燈控制方式很多，可以用電子電路來實現(xiàn)，也可以用單片機(jī)編程控制來實現(xiàn)。本文主要介紹如何利用PLC來實現(xiàn)十字路口交通燈的控制。

隨著社會的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷提高，私人車輛不斷的增加。人多、車多、道路少的道路交通狀況已經(jīng)很明顯了。所以采用有效的方法控制交通燈是勢在必行的。PLC的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用PLC根據(jù)不同時刻車流量的不同，將紅綠燈時長按一定的規(guī)律分檔。這樣就可以達(dá)到最大限度的有車放行，減少十字路口的車輛滯留，緩解交通擁擠，實現(xiàn)最優(yōu)控制，從而提高交通控制系統(tǒng)的效率。

交通信號燈的出現(xiàn)，使得交通得以管制，對于疏導(dǎo)交通流量，提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。為了實現(xiàn)交通道路的管制，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。

用可編程控制器實現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法。實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效的疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制和管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通實際情況闡述了交通控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計方案。可編程控制器在工業(yè)自動化中的地位極其重要。廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、低價格、可靠性高，在現(xiàn)代工業(yè)中的作用更加突出。

（三）方案設(shè)計

3.1控制要求

交通燈控制系統(tǒng)的控制要求如下：

（1）信號燈受一個啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。

（2）南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。（3）東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持20秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。周而復(fù)始

3.2系統(tǒng)設(shè)計方案分析

按照交通燈系統(tǒng)控制要求下，結(jié)合西門子S7-200系列可編程控制器的特性，選擇適合的型號。設(shè)計思想分析如下：給一個啟動的輸入信號，要配合一個SB1的按鈕，當(dāng)SB1啟動按鈕動作，系統(tǒng)工作。

當(dāng)啟動開關(guān)SD合上時，I0.0觸點(diǎn)接通，Q0.2得電，南北紅燈亮；同時Q0.2的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.3線圈得電，東西綠燈亮。1秒后，T49的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.7線圈得電，模擬東西向行駛車的燈亮。維持到20秒，T43的動合觸點(diǎn)接通，與該觸點(diǎn)串聯(lián)的T59動合觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。又過3秒，T44的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.3線圈失電，東西綠燈滅；此時T44的動合觸點(diǎn)閉合、T47的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.4線圈得電，東西黃燈亮，Q0.7線圈失電，模擬東西向行駛車的燈滅。再過2秒后，T42的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.4線圈失電，東西黃燈滅；此時起動累計時間達(dá)25秒，T37的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.2線圈失電，南北紅燈滅，T37的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.5線圈得電，東西紅燈亮，Q0.5的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.0線圈得電，南北綠燈亮。1秒后，T50的動合觸點(diǎn)閉合，Q0.6線圈得電，模擬南北向行駛車的燈亮。又經(jīng)過25秒，即起動累計時間為50秒時，T38動合觸點(diǎn)閉合，與該觸點(diǎn)串聯(lián)的T59的觸點(diǎn)每隔0.5秒導(dǎo)通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍；閃爍3秒，T39動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.0線圈失電，南北綠燈滅；此時T39的動合觸點(diǎn)閉合、T48的動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.1線圈得電，南北黃燈亮，Q0.6線圈失電，模擬南北向行駛車的燈滅。維持2秒后，T40動斷觸點(diǎn)斷開，Q0.1線圈失電，南北黃燈滅。這時起動累計時間達(dá)5秒鐘，T41的動斷觸點(diǎn)斷開，T37復(fù)位，Q0.3線圈失電，即維持了30秒的東西紅燈滅。

3.3 交通燈狀態(tài)圖

十字路口交通燈如下圖1所示，將12個交通燈進(jìn)行編號

圖2 十字路口交通燈狀態(tài)圖

3.4 控制要求及程序流程：

（1）按下啟動按鈕，信號燈開始工作，東西向綠燈、南北向紅燈同時亮。（2）東西向綠燈亮25s后，閃爍三次，頻率為1s/次。然后東西向黃燈亮，2s后東西向紅燈亮，30s后東西綠燈亮……按此循環(huán)。

（3）南北向紅燈亮30s后，南北向綠燈亮，25s后，閃爍3次，頻率為1s/次。然后南北向黃燈亮，2s后南北向紅燈亮，30s后南北向綠燈亮……按此循環(huán)下去。

（四）硬件設(shè)計

4.1 硬件選擇

本設(shè)計采用PLC來實現(xiàn)對十字路口交通信號燈的控制，其控制方法是選用西門子的S7-200系列CPU222型號PLC對東西南北的紅、黃、綠燈實現(xiàn)有規(guī)律的循環(huán)閃亮，9

以達(dá)到對交通信號燈的控制。控制過程中采用順序控制法用多個定時器自動實現(xiàn)對六個控制對象的控制。根據(jù)交通信號燈的亮滅規(guī)律，可用PLC編程對其實行自動控制。

4.2 PLC的I/O分配表

名稱

啟動按鈕停止按鈕

表1 交通信號燈PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表

輸入信號

輸出信號

代號 輸入點(diǎn)編號

名稱 代號 輸出點(diǎn)編號

SB1

I0.0

南北向綠

燈

L0

Q0.0

SB2 I0.1

南北向黃燈

L1 Q0.1

南北向紅

燈

L2 Q0.2

東西向綠

燈

L3 Q0.3

東西向黃

燈

L4 Q0.4

東西向紅

燈

L5 Q0.5

4.3 PLC的硬件接線圖：

圖5 PLC 控制接線圖

端口I0.0為接入系統(tǒng)開關(guān)的傳送信號，端口Q0.0接南北綠燈，端口Q0.1接南北黃燈，端口Q0.2接南北紅燈，端口Q0.3接?xùn)|西綠燈，端口Q0.4接?xùn)|西黃燈，端口Q0.5接?xùn)|西紅燈。

（五）軟件設(shè)計

5.1 十字路口交通信號燈梯形圖

（六）仿真實驗

（七）設(shè)計總結(jié)

在這次課程設(shè)計中我遇到了一些問題，但加強(qiáng)了以往學(xué)過的理論的知識的應(yīng)用。雖然這次的課程設(shè)計花了我一個星期的時間，通過這次的鍛煉，我學(xué)到了很多的東西，不僅鍛煉了自己的思考能力、繪圖能力和程序仿真能力，還鍛煉了綜合應(yīng)用知識的能力，同時，我也是在這次課程設(shè)計中意識到了自己的不足，我還有許多未知的知識和問題等著學(xué)習(xí)和處理，知道了今后需要更加努力，使自我能夠不斷完善。

經(jīng)過本次課程設(shè)計，讓我更加深刻的學(xué)習(xí)和鞏固了PLC這門課程，不僅從理論上掌握了課堂上沒有學(xué)懂的知識，還從實踐中擴(kuò)展了我的知識面，讓我對我們專業(yè)的知識有了更加全面的認(rèn)識，更加清晰的認(rèn)識到我們專業(yè)知識的實用性是如此的強(qiáng)，不僅能培養(yǎng)我們的興趣愛好，更對我們今后的求職就業(yè)起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 許謬、王淑英.電氣控制與PLC.機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[2] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用（第3版）.機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[3] 羅宇航.流行PLC實用程序及設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[4] 羅宇航.流行PLC實用程序及設(shè)計.西安電子科技大學(xué)出版社,2006.

第三篇：交通燈單片機(jī)課程設(shè)計

《單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計報告》

課題：以交通燈為主的多功能任務(wù)設(shè)計

班級 學(xué)號 學(xué)生姓名

指導(dǎo)教師

淮陰工學(xué)院 電子與電氣工程學(xué)院

2015-6 1

目錄

一、課程設(shè)計目的......................................................................................................3

二、設(shè)計要求..............................................................................................................3 1． 總體要求........................................................................................................3 2． 具體要求........................................................................................................3 3． 系統(tǒng)硬件總框圖............................................................................................4 1）AT89C52單片機(jī).......................................................................................5 3）數(shù)碼管顯示電路........................................................................................6 4）LED燈顯示...............................................................................................7 5）鍵盤掃描模塊............................................................................................7 6）蜂鳴器電路................................................................................................8

三、硬件電路的設(shè)計及描述......................................................................................8 1． 硬件總框圖及原理圖....................................................................................8 2． 主程序流程圖..............................................................................................10 3． 各模塊流程圖..............................................................................................11 1）時間顯示程序流程圖..............................................................................12 2）流水燈程序流程圖..................................................................................12 3）利用蜂鳴器的音樂流程圖......................................................................13 4）交通燈控制..............................................................................................13

四、源程序代碼........................................................................................................14

六、調(diào)試情況

六、設(shè)計心得............................................................................................................20

七、參考文獻(xiàn)............................................................................................................20

一、設(shè)計目的

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計是一項重要的實踐性教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間必須接受的一項工程訓(xùn)練。在課程設(shè)計過程中，在教師指導(dǎo)下，應(yīng)用工程的方法，通過一個簡單課題的設(shè)計練習(xí)，可使學(xué)生初步體驗單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程、設(shè)計要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計方法，了解必須提交的各項工程文件，也達(dá)到鞏固、充實和綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的目的。

通過課程設(shè)計，應(yīng)該能加強(qiáng)學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：（1）獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力；

（2）綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識，解決實際工程技術(shù)問題的能力；（3）查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；（4）工程繪圖的能力；

（5）編寫技術(shù)報告和編寫技術(shù)資料的能力。

二、設(shè)計要求

1．總體要求

（1）獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)（2）繪制系統(tǒng)硬件總框圖（3）繪制系統(tǒng)原理電路圖

（4）制定編寫設(shè)計方案，編制軟件框圖，完成詳細(xì)完整的程序清單和注釋（5）制定編寫調(diào)試方案，編寫用戶操作使用說明書

（6）寫出設(shè)計工作小結(jié)。對在完成以上文件過程所進(jìn)行的有關(guān)步驟如設(shè)計思想、指標(biāo)論證、方案確定、參數(shù)計算、元器件選擇、原理分析等作出說明，并對所完成的設(shè)計作出評價，對自己整個設(shè)計工作中經(jīng)驗教訓(xùn)，總結(jié)收獲和今后研究方向。

2．具體要求

本次工程實踐的校內(nèi)部分主要以單片機(jī)為基礎(chǔ)，進(jìn)行單片機(jī)軟件編程，目的 3 是為了提高學(xué)生的軟件編程和系統(tǒng)設(shè)計能力，整個設(shè)計系統(tǒng)包括兩個部分，硬件及軟件部分，硬件部分已經(jīng)制作成功，學(xué)生只需要掌握其原理和焊接相應(yīng)的元器件，掌握元器件的辨別和元器件的作用以及應(yīng)用場所即可，另外對所焊接的電路還需要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，判斷是否有焊接錯誤的地方或者短路的地方，對出現(xiàn)的異常情況要能夠根據(jù)現(xiàn)象判別原因，并具備解決問題的能力，從而切實提高學(xué)生的硬件電子電路的分析、判斷能力。

軟件編程是本次課程設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。在為期兩周的工程實踐中，將占據(jù)主要時間，完成的軟件編程任務(wù)主要包括以下幾點(diǎn)：

1）、熟悉Keil C51編程平臺及相關(guān)編程軟件

2）、編寫、調(diào)試蜂鳴器、繼電器動作、方波程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 3）、編寫、調(diào)試LED流水燈（循環(huán)顯示）程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 4）、編寫、調(diào)試鍵盤掃描子程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 5）、編寫、調(diào)試數(shù)碼管動態(tài)掃描程序并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào) 6）、基于交通燈的多功能控制設(shè)計

其中前五個內(nèi)容是后兩個內(nèi)容的基礎(chǔ)，主要是編制一些子程序，為后繼的整個系統(tǒng)設(shè)計打下基礎(chǔ)。交通燈控制是在五個課題中選做的一個設(shè)計，是一個簡單的單片機(jī)編程設(shè)計，來實現(xiàn)智能交通燈的多功能作用。

3．系統(tǒng)硬件總框圖

圖1 系統(tǒng)設(shè)計總框圖

此次課程設(shè)計，AT89C52是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。1）AT89C52單片機(jī)

設(shè)計中所用的單片機(jī)型號為AT89C52，其主要功能為：

AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有8KB的Flash存儲器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編程。另外，AT89C52的指令系統(tǒng)和引腳與80C52完全兼容，所以，近幾年AT89C52單片機(jī)應(yīng)用極為廣泛。

AT89C52單片機(jī)除了含有8KB的Flash存儲器外，片內(nèi)還有256 B的RAM，32條I/O口線，3個16位定時/計算器、6個中斷源、1個全雙工串行口等。同時，與80C52一樣，有空閑和掉電兩種節(jié)電運(yùn)行方式。

AT89C52引腳如下圖所示：

圖2 AT89C52引腳

AT89C52單片機(jī)為40腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。

2）DS1302模塊

DS1302的RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。

其管腳圖如下：

圖3 DS1302管腳圖

各引腳功能：Vcc1為后備電源，VCC2為主電源，X1和X2是振蕩源，SCLK為輸入端

RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。

3）數(shù)碼管顯示電路

圖4 數(shù)碼管顯示電路

設(shè)計中采用六位共陰極數(shù)碼管,通過單片機(jī)STC89C52的P0口控制其位選和段選，以達(dá)到動態(tài)顯示相應(yīng)數(shù)值的效果。在其位選控制部分，采用了一個9012型三極管，要求當(dāng)P0口輸出低電平時，位選成功。

所謂動態(tài)掃描就是指我們采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的COM端，6 使各個顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。

4）LED燈顯示

圖5 LED顯示模塊

本次課程設(shè)計中，“程序語言”通過“翻譯”軟件“翻譯”成單片機(jī)所需的二進(jìn)制代碼，單片機(jī)可工作。要用外加電源和分壓電阻來控制低電平驅(qū)動點(diǎn)亮，因為單片機(jī)不能直接高電平驅(qū)動LED燈。如圖D1-D8和R1、R2以及R6-R11連接到單片機(jī)IO口，當(dāng)P1口某腳變低時相應(yīng)LED發(fā)光。實現(xiàn)LED燈的閃爍，只需利用編程方法依次從低位到高位逐個變?yōu)榈碗娖剑却僭S時刻再變高即可。

5）鍵盤掃描模塊

圖6 按鍵輸入電路

本模塊四個開關(guān)分別用于控制流水燈控制電路，時間顯示電路，音樂蜂鳴器電路，交通燈四部分功能。當(dāng)按下其中一個開關(guān)時，該部分電路導(dǎo)通，給單片機(jī) 發(fā)出地址信號，實現(xiàn)其中一項功能的運(yùn)做，如圖4所示。

KEYA鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時，蜂鳴器程序工作； KEYB鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時，流水燈程序工作；

KEYC鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時，數(shù)碼管動態(tài)掃描程序工作； KEYD鍵：其功能是當(dāng)該鍵按下時，交通燈程序工作。

6）蜂鳴器電

圖7 蜂鳴器電路

路

蜂鳴器單元電路是通過一個PNP三極管來放大驅(qū)動蜂鳴器，蜂鳴器的正極接到＋5V電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極，三極管的基極經(jīng)過限流電阻后由單片機(jī)的P3.4控制。

當(dāng)輸出高電平時，三極管截止，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓接近于0V，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)輸出低電平時，三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器的兩個引腳間獲得將接近+5V的直流電壓，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過程序控制IO口輸出的電平來控制蜂鳴器是否發(fā)出聲音，實現(xiàn)各種可能音響的產(chǎn)生。

三、硬件電路的設(shè)計及描述

1．硬件總框圖及原理圖

圖8 硬件總框圖

圖9 硬件總原理圖

2．主程序流程圖

3．各模塊流程圖 1）時間顯示程序流程圖

2）流水燈程序流程圖

3）利用蜂鳴器的音樂流程圖

4）智能交通燈

四、源程序代碼

/******************************************************************** * 文件名

： 4個功能由按鍵控制.c * 描

述

: 按下A鍵，實現(xiàn)蜂鳴器動作。

按下B鍵，實現(xiàn)LED流水燈循環(huán)顯示。

按下C鍵，實現(xiàn)數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示。

按下D鍵，實現(xiàn)交通燈功能。* 創(chuàng)建人

：

***********************************************************************/ #include #include

#define uint unsigned int

// 無符號整形習(xí)慣的定義

#define uchar unsigned char

//無符號字符型習(xí)慣的定義 void buzz_key(void);

//子函數(shù)聲明 void led_key(void);void tube_key(void);void traffic(void);unsigned char code duanma[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

unsigned char code weima[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};

// 選擇哪個數(shù)碼管

unsigned char temp[6];uchar i=35;uchar k=30;uchar l=5;uchar j;uchar b;

//定義變量

sbit duan=P2^6;//定義管腳 sbit wei=P2^7;sbit key_A=P3^4;sbit key_B=P3^5;sbit key_C=P3^6;sbit key_D=P3^7;sbit buzz=P2^3;sbit DIOLA=P2^5;sbit csda=P3^2;sbit red=P1^0;//交通燈管腳定義 sbit green=P1^1;sbit yellow=P1^2;/******************************************************************** * 名稱 : Delay_1ms()* 功能 : 延時子程序，延時時間為 1ms * x * 輸入 : x(延時一毫秒的個數(shù))* 輸出 : 無

***********************************************************************/

void Delay_1ms(unsigned int t){ unsigned char x,y;for(x=t;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);

}

/******************************************************************** * 名稱 : Main()* 功能 : 實現(xiàn)蜂鳴器，流水燈，數(shù)碼管，交通燈

***********************************************************************/ void main(){

DIOLA=0;//流水燈鎖存器關(guān) 流水燈未選通

wei=0;//位選關(guān)

duan=1;

P0=0;

duan=0;

csda=0;

while(1){

if(key_A==0 || key_B==0 || key_C==0|| key_D==0)

{

if(key_A==0)

//A鍵按下

{

buzz_key();

//調(diào)用蜂鳴器子程序

}

else if(key_B==0)//B鍵按下

{

led_key();

//調(diào)用流水燈子程序

}

else if(key_C==0)//C鍵按下時

{

tube_key();//調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序

}

else

//D鍵按下時

{

traffic();

//調(diào)用交通燈子程序

i=35;

k=30;

l=5;

return;

}

}

} }

/******************************************************************** * 名稱 : buzz_key(void)* 功能 : 蜂鳴器子程序

***********************************************************************/

void buzz_key(void)

{

DIOLA=0;wei=0;

buzz=0;

//蜂鳴器響

while(key_B&&key_C&&key_D&&!key_A);

buzz=1;

//關(guān)蜂鳴器

}

/********************************************************************* * 名稱 : led_key(void)* 功能 : 流水燈子程序

***********************************************************************/ void led_key(void){

DIOLA=1;b=0xfe;

P1=b;//11111110 while(key_B==0){

b=_crol_(b,1);

//左移11111101

Delay_1ms(500);

P1=b;

//111111011

Delay_1ms(500);

}

while(key_A&&key_B&&key_C&&key_D);

P1=0xff;

}

/******************************************************************** * 名稱 : tube_key(void)* 功能 : 數(shù)碼管子程序

***********************************************************************/

void tube_key(void){

DIOLA=0;

//流水燈使能端置0 while(key_C==0)

{ unsigned int i;

for(i=0;i<6;i++)

{

wei=1;

P0=weima[i];

//位選信號

wei=0;

duan=1;

P0=duanma[i];//段選信號

duan=0;

Delay_1ms(500);

}

duan=1;

P0=0;

duan=0;

//清零

}

}

/******************************************************************** * 名稱 : traffic_key(void)* 功能 : 交通燈子程序

***********************************************************************/

void traffic(void)

{

DIOLA=0;

while(key_D==0)

{

if(i>0)

{

DIOLA=1;

b=0xfe;

P1=b;//11111110

for(j=0;j<40;j++)

{

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[0];

wei=0;

duan=1;

//第1位數(shù)碼管顯示

P0 = duanma[(i / 10)%10];//在這里取 i 的個位數(shù)

Delay_1ms(40);

//延時40毫秒后顯示下一個數(shù)

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數(shù)碼管顯示

P0 = duanma[i % 10];

//在這里取 i 的個位數(shù)

Delay_1ms(40);

//延時40毫秒后顯示下一個數(shù)

}

i--;

}

else if(k>0)

{

DIOLA=1;

b=0xfd;

P1=b;//11111110

for(j=0;j<40;j++)

{

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[0];

wei=0;

duan=1;

//第1位數(shù)碼管顯示

P0 = duanma[(k / 10)%10];//在這里取 i 的個位數(shù)

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數(shù)

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數(shù)碼管顯示

P0 = duanma[k % 10];

//在這里取 i 的個位數(shù)

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數(shù)

}

k--;

}

else if(l>0)

{

DIOLA=1;

b=0xfb;

P1=b;//11111110

for(j=0;j<40;j++)

{

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[0];

wei=0;

duan=1;

//第1位數(shù)碼管顯示

P0 = duanma[(l / 10)%10];//在這里取 i 的個位數(shù)

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數(shù)

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數(shù)碼管顯示

P0 = duanma[l % 10];

//在這里取 i 的個位數(shù)

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數(shù)

}

l--;

}

}

}

五、設(shè)計心得

通過兩個星期的實驗，我的設(shè)計雖然有一些毛病，但總體上還是成功的。兩周的時間雖然短暫，但我從中受益匪淺,畢竟在課堂學(xué)習(xí)到的東西真真正正的用到實際中還是有很大困難的，要把理論運(yùn)用于實踐確實并非一件易事。我從最初的設(shè)想設(shè)計一個什么樣的數(shù)字電路到繪制電路圖，然后打印排版，最后矯正設(shè)計中的漏洞與不足，整個過程我翻閱了大量的資料。

這次交通燈的課程設(shè)計，也使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實問題的能力。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過程中，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識，對已有知識有了更深層次的理解和認(rèn)識。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流得到解決。

還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠為我們以后的工作于學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

六、參考文獻(xiàn)

1.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》 李朝青 北京航空航天大學(xué)出版社，2004 2.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 李全力 高等教育出版社，2001 3.《電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐》 楊剛，周群 電子工業(yè)出出版社，1997 4.《單片機(jī)微型計算機(jī)技術(shù)》 劉國榮 機(jī)械工業(yè)出版社，1997 5.《數(shù)字電子技術(shù)》 楊志忠 高等教育出版社，2003 6.《電子技術(shù)》 胡宴如 高等教育出版社，2001 7.《電子線路CAD》 王延才 機(jī)械工業(yè)出版社，2001 8.《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編》 何利民 北京航空航天大學(xué)出版社，1996 9.《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 吳國經(jīng) 中國電力出版社，2004 10.《單片機(jī)及接口技術(shù)實踐教程》 胡健 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002 11.《使用接口技術(shù)》 李廣軍 成都電子科技大學(xué)出版社，1998

第四篇：plc課程設(shè)計

一、基本要求

1、PLC實踐實訓(xùn)的基本要求

PLC實踐實訓(xùn)的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計與撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括總體方案選擇，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計；硬件設(shè)計包括單元電路，選擇元器件及計算參數(shù)等；軟件設(shè)計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖，應(yīng)用程序。程序設(shè)計是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過進(jìn)一步完善程序設(shè)計，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)。課程設(shè)計的最后要求是寫出設(shè)計總結(jié)報告，把設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行全面的總結(jié)，若有實踐條件，把實踐內(nèi)容上升到理論高度。

2、PLC實踐實訓(xùn)的教學(xué)要求

PLC實踐實訓(xùn)的教學(xué)采用相對集中的方式進(jìn)行，以班為單位全班學(xué)生集中到設(shè)計室進(jìn)行。做到實訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在實訓(xùn)期間累計曠課或者遲到、早退累計達(dá)到2次以上的學(xué)生，該課程考核按不及格處理。在實訓(xùn)期間需要查找資料，可到圖書館查閱。

課程設(shè)計的任務(wù)相對分散，每1-3名學(xué)生組成一個小組，完成一個課題的設(shè)計。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計方法和經(jīng)驗。但每個學(xué)生必須單獨(dú)完成設(shè)計任務(wù)，要有完整的設(shè)計資料，獨(dú)立撰寫設(shè)計報告，設(shè)計報告雷同率超過50%的課程設(shè)計考核按不及格處理。

三、設(shè)計報告

設(shè)計完成后，必須撰寫課程設(shè)計報告。設(shè)計報告必須獨(dú)立完成，格式符合要求，文字（不含圖形、程序）不少于2000字，圖形繪制規(guī)范。設(shè)計報告的格式如下：

1、封面

2、內(nèi)容提要

3、目錄

4、正文

(1)所作題目的意義、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能；(2)方案選擇及論證；(2)硬件電路設(shè)計及描述；

(3)軟件設(shè)計流程及描述；(4)源程序代碼；

5、心得體會

6、參考文獻(xiàn)

四、考核方法

PLC實訓(xùn)的考核方式為考查，考核結(jié)果為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等，分?jǐn)?shù)在90-100之間為優(yōu)秀，80-89分之間為良好，70-79分之間為中等，60-69分之間為及格，60分以下為不及格。

考核分三個方面進(jìn)行：平時表現(xiàn)20%；設(shè)計過程25%；設(shè)計報告 40%；設(shè)計答辯15%。

五、設(shè)計題目（參考：http://）

項目一 停車場車位控制...........................................3 項目二 病床呼叫系統(tǒng).............................................4 項目三 自動雙層停車場控制設(shè)計...................................5 項目四 自助洗車機(jī)控制設(shè)計.......................................6 項目五 自動售貨機(jī)的控制設(shè)計.....................................7 項目六 電子計算器設(shè)計...........................................8 項目七 臺車呼叫控制.............................................9 項目八 自動噴泉的PLC控制......................................10 項目九 氣動機(jī)械手操作控制......................................11 項目十 小車多方式運(yùn)行的PLC控制................................12 項目十一 裝瓶流水線的PLC控制..................................13 項目十二 工業(yè)洗衣機(jī)的PLC控制..................................14 項目十三 包裝生產(chǎn)線的PLC控制..................................15 項目十四 彩燈廣告屏的PLC控制..................................16 項目十五 自動門控制裝置........................................18 項目十六 全自動洗衣機(jī)PLC控制..................................19 項目十七 汽車自動清洗裝置PLC控制..............................20

項目一 停車場車位控制

一、控制要求

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制

1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC4.5.三、設(shè)計報告 要求”。

項目二 病床呼叫系統(tǒng)一、控制要求 13病人不適時緊急呼叫。23鈕時，房緊急呼叫并閃爍指示燈。4緊急呼叫按鈕，并要具有優(yōu)先級判別的能力。5的緊急指示燈方町被重置。

二、設(shè)計任務(wù)

識

1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC4.4個床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕，以利

5s內(nèi)按下重置按5.三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目三 自動雙層停車場控制設(shè)計

1.雙層停車場控制的配置如圖所示，上下共可聽5部車。

2.本停車場設(shè)計的規(guī)則為1、2、3車位只能上下移動，不能左右移動，4、5車位只可左右移動不可上下移動。

3.下排車位只需直接將車子開出即可

4.如要呼叫上排車子，只要按下1至3的按鈕，再按下[叫車]按鈕，則所按車位將降至下層，而下排車位將左右移動，讓出車位讓上層車位降下。

二、設(shè)計任務(wù)

知識工程應(yīng)用能力、1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC4.5.三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目四 自助洗車機(jī)控制設(shè)計

一、控制要求 1100元自助洗車機(jī)。23個投幣孔，分別為5元、10元及50元3種，當(dāng)投幣合計100元或超過時，按啟動，開關(guān)洗車機(jī)才會動作嗎，啟動燈亮起。7段數(shù)碼管會顯示投幣金額，用BCD碼，當(dāng)投幣超過100元時，可按退幣按鈕，這時7段數(shù)碼管會退回零，表示找回余額，退幣選作。

洗車機(jī)動作流程。

123開始動作——噴灑清潔劑。

5，開始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。

洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車機(jī)往朽移3s，洗車機(jī)開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始洗刷。，開始往左移，噴水機(jī)及刷子繼續(xù)動作。，開始往右移，噴水機(jī)及刷子停止動作，清潔劑設(shè)備6刷子洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，右移3s后，洗車機(jī)停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，到達(dá)右極限開關(guān)停止然后往左移。

78洗車機(jī)往左移3s5s洗車機(jī)開

5ss后停止

洗開始往右移。

3[復(fù)位按鈕]水、洗刷、風(fēng)扇及清潔

復(fù)位動作。

二、設(shè)計任務(wù)

移、噴

1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC4.5.三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目五 自動售貨機(jī)的控制設(shè)計

一、控制要求 I3個投幣孔，分別為1元、5元和10元。23種飲料供選擇，分別為汽水、花茶和咖啡。3，將可由退幣按鈕找回余額。45678經(jīng)掉出。

元，如果小于10元則直接退1元的。

二、設(shè)計任務(wù) 學(xué)生根據(jù)控制要求進(jìn)行自動售貨機(jī)運(yùn)行

1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC

10元再退

7段數(shù)碼管上。

12元時，汽水指示燈亮，表示只可選擇汽水。

15元時，汽水和花茶指示燈亮，表示只可選擇汽水和花茶。20元時，汽水、花茶和咖啡指示燈亮，表示3種均可選擇。，則相對應(yīng)的指示燈開始閃爍，3s后自動停止，表示飲料 已4.5.三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目六 電子計算器設(shè)計

一、控制要求

123

4二、設(shè)計任務(wù) 行

7=

4位數(shù)。

7段數(shù)碼管上。

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識進(jìn) 電子計算器設(shè)計運(yùn)行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知

1.2.識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，4.5.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)自助洗車機(jī)的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目七 臺車呼叫控制

一、控制要求

一部電動運(yùn)輸車供8 PLC

(下稱呼車)時

表的工位呼車無效。如停車位呼車時，臺車不動，呼車工位號大于停車位時，臺車自動向高位停車時間為30s車不會自行啟動。

PLC硬件安排及軟件規(guī)劃 為了區(qū)別工位依1-8，系統(tǒng)設(shè)啟動及停機(jī)按鈕各1個，臺車設(shè)正反轉(zhuǎn)接觸器各1個。每工位設(shè)呼車指示燈1個，但并聯(lián)接于各個輸出口上。系統(tǒng)布置圖如圖所示。

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識進(jìn)行 臺車呼叫控制設(shè)計運(yùn)行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，4.5.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)自助洗車機(jī)的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目八 自動噴泉的PLC控制

一、控制要求

有16個彩燈代表16

4二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識進(jìn)行自動噴泉的PLC設(shè)計運(yùn)行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：1.2.3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，4.5.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)自助洗車機(jī)的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目九 氣動機(jī)械手操作控制

一、控制要求

氣動機(jī)械手的動作示意圖如圖1所示，氣動機(jī)械手的功能是將工件從A處移送到B處?？刂埔鬄椋?/p>

1、氣動機(jī)械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來實現(xiàn)，電磁閥線圈失電時能保持原來的狀態(tài)，必須驅(qū)動反向的線圈才能反向運(yùn)動；

2、上升、下降的電磁閥線圈分別為YV2、YV1；右行、左行的電磁閥線圈為YV3、YV4；

3、機(jī)械手的夾鉗由單線圈電磁閥YV5來實現(xiàn)，線圈通電時夾緊工件，線圈斷電時松開工件；

4、機(jī)械手的夾鉗的松開、夾緊通過延時1.7S實現(xiàn)；

5、機(jī)械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4來實現(xiàn)；

機(jī)械手的操作面板如圖所示。機(jī)械手能實現(xiàn)手動、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。

1、手動工作方式時，用各按鈕的點(diǎn)動實現(xiàn)相應(yīng)的動作；

2、回原位工作方式時，按下“回原位”按鈕，則機(jī)械手自動返回原位；

3、單步工作方式時，每按下一次啟動安鈕，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；

4、單周期工作方式時，每按下一次啟動安鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個周期；

5、連續(xù)工作方式時，機(jī)械手在原位，只要按下啟動安鈕，機(jī)械手就會連續(xù)循環(huán)工作，直到按下停止安鈕；

6、傳送工件時，機(jī)械手必須升到最高點(diǎn)才能左右移動，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時碰到其他工件；

7、出現(xiàn)緊急情況，按下緊急停車按鈕時，機(jī)械手停止所有的操作。

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識進(jìn)行氣動機(jī)械手操作控制設(shè)計運(yùn)行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.2.系統(tǒng)有

3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，4.5.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)自助洗車機(jī)的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰、論述清楚、圖表正確、書寫工整。詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十 小車多方式運(yùn)行的PLC控制

一、控制要求

小車系統(tǒng)由直流電機(jī)、繼電器、小車和4個站臺等組成，每個站臺有檢測傳感器、指示燈和按鈕，控制要求如下：

小車起始位置停在x(x=1~4)號站臺，SYx傳感器為ON;假如y(y=1~4)號站臺呼叫，如果：

x>y，小車左行到呼叫站臺停車；

x

x=y，小車停止；

小車在SY1和SY4處要有可靠的保護(hù)功能，自動往返或準(zhǔn)確停車，不能向外撞；

小車路過每個站臺要有指示燈顯示；但LB1和LB4燈要閃3次；

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行小車多

方式運(yùn)行的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動、停止功能；

3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

5.用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)小車多方式運(yùn)行的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十一 裝瓶流水線的PLC控制

1、控制要求

有A1~A10選瓶、裝瓶、蓋蓋、貼簽、傳送、成品入庫生產(chǎn)線操作工序，用10盞燈來模擬；并有啟動/停止、移位、復(fù)位按鈕進(jìn)行操作，如下圖所示。實現(xiàn)手動，自動等四種以上的裝瓶流水線工序控制。

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行裝瓶流水線運(yùn)行的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.2.3.4.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

5.用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十二 工業(yè)洗衣機(jī)的PLC控制

1、設(shè)計要求：

全自動洗衣機(jī)的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內(nèi)桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用；內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水甩干用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通，全自動洗衣機(jī)實物示意如圖所示。從圖可見洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時，通過電氣控制系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入外桶；排水時，電控系統(tǒng)把排水閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正、反轉(zhuǎn)是由洗滌電機(jī)驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)實現(xiàn)的，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用于檢測高、低水位。起動按鈕用來起動洗衣機(jī)工作；停止按鈕起手動停止進(jìn)水、排水及報警等作用，排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。

全自動洗衣機(jī)實物示意圖

控制流程如下：接通電源PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備起動。按下起動按鈕，洗衣機(jī)開始進(jìn)水，當(dāng)水滿即水位到達(dá)所設(shè)定的高度時，停止進(jìn)水并開始正轉(zhuǎn)洗滌。正洗15 s后暫停，暫停3 s后就進(jìn)行反轉(zhuǎn)洗滌，反洗15 s后暫停，待3 s后，此時如果正、反洗沒有滿3次，則返回從正洗開始的動作；若正、反洗已滿3次，則開始排水，水位下降到低水位時開始脫水并繼續(xù)排水，脫水10s即完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過程。如果沒有完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始到脫水的全部動作，進(jìn)行下一次的循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報警。10s報警后結(jié)束全部洗衣過程，自動停機(jī)。另外，還可以按排水按鈕實現(xiàn)手動排水，按停止按鈕實現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水脫水及報警。

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行系統(tǒng)的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

3.運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

5.用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十三 包裝生產(chǎn)線的PLC控制

一、控制要求

某包裝生產(chǎn)線上，包裝物品由傳送帶1隨時運(yùn)來，運(yùn)送時間不固定，因此包裝物品的間隔是不確定的，有的包裝距離較遠(yuǎn)，有的包裝則靠在了一起。在傳送帶1的電動機(jī)軸上安裝一個旋轉(zhuǎn)編碼器E6A，電動機(jī)轉(zhuǎn)動1圈，旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出1個脈沖。每個包裝物品的寬度是4個脈沖，當(dāng)光電檢測器SP1檢測到包裝物品，且旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出4個脈沖時，表示有1個包裝物品通過傳送帶1到傳送帶2。這樣就可以通過對旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)的計數(shù)，實現(xiàn)對包裝物品的準(zhǔn)確計數(shù)。

說明 ：

按下啟動按鈕SB1后，傳送帶1和傳送帶2運(yùn)轉(zhuǎn)，傳送包裝物品到傳送帶2。當(dāng)傳送帶2上有3個物品后，擋板電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)，驅(qū)動擋板上升，阻止后面的包裝物品繼續(xù)運(yùn)送到傳送帶2上。當(dāng)擋板上升到位，上限位開關(guān)SQ3動作，擋板停止上升，推動器電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)，將3個包裝物品向前推出。

當(dāng)推動器到達(dá)前限位開關(guān)SQ2動作，推動器停止向前，推動器電動機(jī)M2反轉(zhuǎn)，驅(qū)動推動器后退。當(dāng)推動器后退到位時，后限位開關(guān)SQ1動作，推動器停止后退，推動器電動機(jī)M2停轉(zhuǎn)。此時擋板電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)，驅(qū)動擋板下降。

當(dāng)擋板下降到位，下限位開關(guān)SQ4動作，擋板回到初始位置。

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行系統(tǒng)的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

3.運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

5.用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十四 彩燈廣告屏的PLC控制

一、控制要求

彩燈在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見的，無論是美化，亮化工程，還是企業(yè)的廣告宣傳，都借助與彩燈的形勢，使得各個城市的夜晚光彩奪目，繽彩紛呈。這些彩燈可以是用霓虹燈管制成各種形狀和各種顏色的燈管，也可以是用白熾燈或者日光燈做光源，照亮大幅或巨幅的宣傳畫彩燈控制可以達(dá)到宣染效果，是通過控制全部或者部分彩燈的亮和滅，閃爍的頻率，燈的亮度及燈光流的方向來實現(xiàn)。在不太復(fù)雜的彩燈控制中，一般可以采用單片機(jī)或者各種專用的彩燈控制器來實現(xiàn)，設(shè)計是采用PLC來完成課題設(shè)計的。

彩燈廣告屏,其示意圖如(圖1)所示：

彩燈廣告屏示意圖

彩燈和流水燈的時序圖如圖所示：

廣告屏中間部分有81-2-3-4-5-6-7-8后按照8-7-6-5-4-3-2-1從88-7-6-5-4-3-2-120等待2分成61-2-3-4-5-6-7-8-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ--廣告屏四周安裝有2

1-8。系統(tǒng)啟動以后燈管點(diǎn)亮的101秒。燈管全熄滅后等待

141秒點(diǎn)亮并循環(huán)。18直到系統(tǒng)停止工作。電壓均為220VAC

-/連續(xù)控制各個彩燈的工作

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行系統(tǒng)的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

3.4.5.6.運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十五 自動門控制裝置

一、課題內(nèi)容：

1．自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。

2．控制要求：

1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。

2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。

3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。

4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

二、設(shè)計任務(wù) 學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行系統(tǒng)的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

3.4.5.6.運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”

項目十六 全自動洗衣機(jī)PLC控制

一、控制要求：

（1）按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、低）水位，關(guān)水2秒后開始洗滌。

（3）洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒

（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒（5）開始清洗，重復(fù)（1）～（4），清洗兩遍（6）清洗完成，報警3秒并自動停機(jī)

（7）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數(shù)）

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行系統(tǒng)的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

3.運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

5.用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

項目十七 汽車自動清洗裝置PLC控制

一、控制要求

二、設(shè)計任務(wù)

學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行系統(tǒng)的控制原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：

1.設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；

2.系統(tǒng)有啟動/停止、移位、復(fù)位功能按鈕；

3.運(yùn)用移位等功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；

5.用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)；

6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)裝瓶流水線的控制要求。

三、設(shè)計報告

課程設(shè)計報告要做到層次清晰，論述清楚，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設(shè)計報告寫作要求”。

PLC實訓(xùn)實踐報告

題

目： 專業(yè)班級： 姓 名： 學(xué) 號： 同組成員： 指導(dǎo)教師：

2014 年12月22日至2014年12月28日

課程設(shè)計報告正文內(nèi)容要求

一、系統(tǒng)總體方案設(shè)計 1 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)硬件配置及組成原理（要有系統(tǒng)組成圖）3 系統(tǒng)變量定義及分配表 4 系統(tǒng)接線圖設(shè)計

二、控制系統(tǒng)設(shè)計 1 控制程序流程圖設(shè)計 2 控制程序時序圖設(shè)計 3 控制程序設(shè)計思路 4 創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容

三、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題 2 結(jié)果分析

四、結(jié)束語參考文獻(xiàn)

附錄（帶功能注釋的源程序）

第五篇：plc課程設(shè)計

班《PLC及應(yīng)用》課程設(shè)計內(nèi)容及評分標(biāo)準(zhǔn)要求

----生產(chǎn)過程自動化技術(shù)專業(yè) 一．課程設(shè)計目的： 按照控制要求，分析控制過程，通過可編程控制器進(jìn)行系統(tǒng)的整體設(shè)計。通過實際工程設(shè)計，達(dá)到應(yīng)用PLC技術(shù)的實際控制工程技術(shù)訓(xùn)練，掌握可編程序控制器控制實際過程的設(shè)計基本原則、方法和步驟，為畢業(yè)設(shè)計和實際工作技術(shù)設(shè)計打下基礎(chǔ)。二．課程設(shè)計時間：

2010—2011學(xué)年第二學(xué)期第1--2周。三．課程設(shè)計地點(diǎn)：

自習(xí)教室和PLC控制實驗室。四．課程設(shè)計任務(wù)要求：

1.任選設(shè)計內(nèi)容（見第五項）中的一題，或自命題（需經(jīng)指導(dǎo)教師審核同意）。2.完成設(shè)計題目內(nèi)容：

熟悉題目，了解題目中生產(chǎn)裝置或設(shè)備的控制要求。根據(jù)控制要求，給出生產(chǎn)裝置的整體電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案，采用PLC控制。要求給出I/O地址編號分配表，PLC控制梯形圖，寫出指令程序。通過可編程控制器實驗裝置模擬調(diào)試程序。（1）畫出PLC外部接線圖。（2）.畫出PLC梯形圖。

（3）給出控制盤面板示意圖、控制盤的接線圖。（4）給出課程設(shè)計報告。

（5）通過在可編程控制器實驗裝置上操作，驗證其可編程的正確性。五．課程設(shè)計題目：（任選一題，若自命題需經(jīng)老師同意）

1.設(shè)計一個智力競賽搶答控制裝置，當(dāng)出題人按下開始按鈕SB1后，在10 S之內(nèi)，4個參賽者只有最早按下的人搶答有效，搶答桌上的燈亮3 S，賽場上的燈亮2 S，而且SB1復(fù)位，使定時器復(fù)位。12 S后搶答無效，SB1及定時器復(fù)位，設(shè)計出原理接線圖，設(shè)計出梯形圖，并模擬調(diào)試。

2．用PLC對自動售貨機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)工作要求，寫出梯形圖及指令表。工作要求：（1）

此售貨機(jī)可投入1元、2元或10元硬幣。

（2）

當(dāng)投入的硬幣總值超過12元時，汽水按鈕指示燈亮；又投入的硬幣總值超過15元時，汽水及咖啡按鈕指示燈都亮。

（3）

當(dāng)汽水按鈕燈亮?xí)r，按汽水按鈕，則汽水排出7s后自動停止，這段時間內(nèi)，汽水指示燈閃動。

（4）

當(dāng)咖啡按鈕燈亮?xí)r，按咖啡按鈕，則咖啡排出7s后自動停止，這段時間內(nèi)，咖啡指示燈閃動。

（5）

若投入硬幣總值超過按鈕所需德錢數(shù)（汽水12元，咖啡15元）時，找錢指示燈亮，表示找錢動作，并退出多余德錢。（6）

I/O編號：

輸入

輸出

1元識別口：X0

咖啡出口：Y10 5元識別口：X1

汽水出口：Y11 10元識別口：X2

咖啡按鈕指示燈：Y12 咖啡按鈕：X3

汽水按鈕指示燈：Y13 汽水按鈕：X4

找錢指示燈：Y14 計數(shù)動復(fù)位：X5 3.利用PLC做一電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測顯示及控制裝置，寫出梯形圖及指令表。電機(jī)上裝有一個轉(zhuǎn)速檢測裝置（每轉(zhuǎn)輸出10個脈沖），電機(jī)轉(zhuǎn)速由PWM輸出控制。設(shè)計一個程序：（1）檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速，并在7段數(shù)碼顯示器上顯示。

（2）當(dāng)檢測值與給定值不同時改變PWM輸出，使實際轉(zhuǎn)速與給定值相等。(3)加上16鍵輸入電路，用于輸入給定值。

4.某設(shè)備：粉末冶金制品壓制，在初始狀態(tài)時，沖頭和模具在最上面，裝好金屬粉末后，按下啟動按鈕X0,Y0變?yōu)镺N,沖頭下行。將粉末壓緊后，壓力繼電器X1為1狀態(tài)，開始保壓延時，5s后，Y1變?yōu)镺N，沖頭上行。上限位開關(guān)X2變?yōu)?狀態(tài)時，沖頭停止上行，Y2變?yōu)镺N，模具下行。碰到下限位開關(guān)X3時，停止下行。工人取走成品后，按下按鈕X5，Y3變?yōu)镺N，模具上行。限位開關(guān)X4變?yōu)?狀態(tài)時，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。畫出控制順序功能圖，原理接線圖，設(shè)計出梯形圖。5.設(shè)計某醫(yī)院呼叫系統(tǒng)：

醫(yī)院護(hù)士站，需要照顧所有多個病房的病人，請設(shè)計一個由電子電路實現(xiàn)的、16個病房使用的遠(yuǎn)距離傳輸、床位對應(yīng)、集中提示的“醫(yī)院病人緊急呼叫系統(tǒng)”，每個病房四位病床，要求：

(1)每個病床有一個呼叫的按鍵。

(2)能夠存儲醫(yī)生處理之前的呼叫狀態(tài)。

（3）設(shè)計優(yōu)先編碼電路，根據(jù)病人病情設(shè)置優(yōu)先級別。當(dāng)有多人呼叫時，病情嚴(yán)重者優(yōu)先。（此功能可選）

（4）當(dāng)病人緊急呼叫時，產(chǎn)生聲、光提示，并按優(yōu)先級別顯示病人編號。

（5）設(shè)計呼叫清除電路，當(dāng)醫(yī)生處理完當(dāng)前（最高優(yōu)先級）顯示的病號后，可將該呼叫清除，系統(tǒng)能自動顯示優(yōu)先級病床呼叫信號。

6.在街道、商場或公共場所，通常裝有各種五彩斑斕的燈飾，美化人們的生活空間。用可編程序控制器控制設(shè)計一個彩燈控制器，控制紅綠黃三個燈，按如下規(guī)律依次點(diǎn)亮。

1.紅、黃、綠三組彩燈循環(huán)閃亮，變化規(guī)律是：紅燈亮0.5秒－紅燈、綠燈亮0.5秒－綠燈亮0.5秒－黃燈、綠燈亮0.5秒－黃燈亮0.5秒－黃燈、紅燈亮0.5秒－所有燈全亮1秒－紅燈亮0.5秒??，如此循環(huán)產(chǎn)生“流水”般的效果。2.設(shè)計檢測裝置控制彩燈白天不亮，晚間自動亮。3.能夠控制停止燈亮，可以啟動從初始狀態(tài)開始。六．主要參考教材

1.《可編程控制器原理及應(yīng)用》上海交通大學(xué)出版社，王整風(fēng)等主編。2.《可編程控制器原理及應(yīng)用方法》重慶大學(xué)出版社，廖常初 主編。七．進(jìn)度安排

第一周的周三至周日，查閱資料，設(shè)計接線圖；第二周的周一到周三設(shè)計梯形圖程序并模擬調(diào)試程序，周四到五編寫設(shè)計說明書，考核驗收答辯。八．成績考核

依據(jù)考核學(xué)生的可編程控制器（PLC）的編程設(shè)計能力，圖紙和設(shè)計報告，結(jié)合答辯情況給定成績。

1.設(shè)計報告 60%，2.動手實驗?zāi)M調(diào)試 20%，3.創(chuàng)新能力 10%，4.平時學(xué)習(xí)和答疑 10%。

成績評定：優(yōu)秀

良好

中等

及格

不及格五檔。九．注意事項 1.實驗時注意安全，通電前必須仔細(xì)檢查。2.3月12日前完成設(shè)計。