指示灯实验,滚动灯显实验,模拟步进电机控制实验.

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1、1、 绪论在过去几年中，中国的可编程序逻辑控制器（PLC）市场一直高速增长。这个大约300万美元的市场在可以预见的未来将以稳定的价格，随着繁荣的中国经济和正在进行的基础建设投资继续以每年1520%的速度增长。不但是PLC市场，包括整体的自动化市场，正在几乎以3倍于中国GDP的速度成长。在这样快速增长的经济中，PLC 提供了很多隐藏的利益。但是大多数供应商以他们在其他地区销售PLC 的方式在中国销售。他们集中在这样一些领域：如改善自动化、增加生产中的灵活性、提高生产力、减少维修和停机时间及提高通信能力。当这些好处众所周知时，了解特别对中国很重要的隐藏利益对于制造商和供应商来说具有巨大的好处。随着

2、PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。在产品规模方面，向两极发展。一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前，PLC制造商都在发展自己专用的通信模块和通信软件以加强PLC的联网

3、能力。各PLC制造商之间也在协商指定通用的通信标准，以构成更大的网络系统。PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的组成部分。为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了系统的可靠性。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC软件进步的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，使PLC的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面

4、的技术规范化和标准化。2、课程设计任务及目的2.1 课程设计任务及要求1、指示灯实验某机器设备的状态指示灯为红黄绿三节。当设备闲置时，黄灯以较慢的速度闪烁，红灯与绿灯灭；当设备处于正常运行时，绿灯常亮，红灯与黄灯灭；当设备发生故障时，红灯快速闪烁，同时发出蜂鸣声。状态指示灯如下图所示：图1 设备指示灯图设备的运行状态以三个输入开关量来表征，分别为：启动，停止，报警，由输入开关模拟设备处于闲置、正常和故障。所有开关均为触发按钮，当报警发生时，必须停止运行；以三个输出开关量来控制三色灯的运行，红灯本身带有蜂鸣器；2、滚动灯显实验有7个并排成一列的灯，要求用PLC控制其从17依次点亮（当2亮时，1并

5、不熄灭），当7亮起之后，再从17依次熄灭，如此不断循环的亮与灭，间隔时间1s（要求有启、停控制）。3、模拟步进电机控制实验（1）五相步进电动机的控制要求五相步进电动机有五个绕组：A、B、C、D、E正转顺序：ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反转顺序：ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB（2）用五个开关控制其工作：1号开关控制其运行（启/停）。2号开关控制其低速运行（转过一个步距角需1秒）。3号开关控制其中速运行（转过一个步距角需0.1秒）。4号开关控制其高速运行（转过一个步距角需0.03秒）。5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转）。（3）模拟要求用LED灯

6、代替各相4、 实物制作要求将上述三组实验做在一块不大于33x33cm的绝缘板上，每组实验可以独立运行。要求布置合理，硬线连接，接线规范标准。2.2 课题设计的目的和意义通过实践熟悉PLC及常用低压电气元件的结构特点，掌握其选型原则；了解常见电气控制电路设计的标准和原则，学习使用常用电气类工具。学习PLC常用指令、输入输出信号与PLC的连接等，掌握PLC程序的编写与调试方法。学习简单工程的工作流程与组织管理，培养学生的工程素养。PLC 在可靠性、性能、可重复性、可预测性方面的声誉继续推动市场对能够经受恶劣工业环境的简单而坚固系统的需求。另一方面，PLC 已经通过加入开放式标准接口、多区域功能度、

7、分布式模块化结构和现代软件性能而进化。PLC 通过执行重复性劳动而减少劳动力需求。这减少了在新工厂需要有技术有经验的工人数目，减少了起动成本和时间。为缓解受资源限制、更新速度快的痛苦，一旦PLC就位，要升级自动化能力便不需要“拆开更换”设备。换言之，可以通过使现有的自动化设备的能力最大化并按需要更新硬件和软件能力而开始迁移策略。此方法大大延长了产品的工作周期。3、 系统硬件设计3.1 设计方案3.2 输入输出列表1、 指示灯I/O分配表表3-1 指示灯I/O分配表逻辑元件作用电气元件X0设备故障SB1X1设备正常SB2X2设备闲置SB3Y0红灯RHY1绿灯LHY2黄灯YH2、 滚动灯显I/O分

8、配表表3-2 滚动灯显 I/O分配表逻辑元件作用电气元件X0打开SB1X1关闭SB2Y0灯1H1Y1灯2H2Y2灯3H3Y3灯4H4Y4灯5H5Y5灯6H6Y6灯7H73、 模拟步进电机控制I/O分配表表3-3 I/O分配表逻辑元件作用电气元件X0打开/关闭SQ1X1低速运行开关SB1X2中速运行开关SB2X3高速运行开关SB3X4正反转切换SQ2Y0模拟A相绕组H1Y1模拟B相绕组H2Y2模拟C相绕组H3Y3模拟D相绕组H4Y4模拟E相绕组H53.3外部接线图1、 指示灯PLC外部接线图图3-1 指示灯PLC外部接线图2、 滚动灯显PLC外部接线图图3-2 滚动灯显PLC外部接线图3、 模拟

9、步进电机控制PLC外部接线图图3-3 模拟步进电机控制PLC外部接线图3.4元器件一览表此实物可实现以上3个实验的要求，为了节省材料和空间，把3个实验集合在一块绝缘板上，把他们焊接在一起。此实物需要保险丝，它是起对电路保护作用；红灯5个，绿灯1个，黄灯1个；蜂鸣器一个；排针若干，线若干；按钮开关3个，开关2个；焊锡若干。材料准备好后，首先将原理图设计好，然后在绝缘板上进行合理布局（要求走线尽量是直线，最好在达到要求的同时外观也美观），最后进行相应的调试。在焊接的同时要注意有些元件要区分正负极，元件的串并联等问题，其次焊接时要焊牢固，不能出现虚焊问题。表3-1 元器件清单元件名称数量保险丝1个红