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1、课 程 设 计 系 别：自动化系 专 业：电气工程及其自动化 班 级：1120333小组成员：郭争艳（24） 丁彦玮（25） 武子博（28）指导老师： 周敏日 期：2014年6月19日目录一、电机正反转设计1、课程设计要求31.1 动作要求31.2 设计要求42、元器件选择43、元器件布局图44、原理图55、PLC程序66、设计中遇到的问题及解决办法87、收获8二、PAC两位计算器程序设计1、 题目要求分析91.1课题内容91.2课题要求92、设计思路分析93、控制系统的I/O及地址分配104、电器控制系统原理图114.1系统原理图115、项目模拟设计125.1项目梯形图设计125.2项目运行
2、结果图：196、总结24 7、参考文献24一、可编程控制器设计1、课程设计要求1.1 动作要求（1） 用以下工具和元器件设计一个电机正反转控制电路，要求用双向转换开关进行手动控制直流电机正反转和自动控制电机正反转的切换。给定元器件如下：序号元件类型数量序号元件类型数量1电源220VAC10PLCFP1-C240.52开关电源220VAC-24VDC110PLCS7200 CPU2260.53低压断路器两路一组211电机24VDC14按钮非自锁类型412指示灯220VAC15急停按钮113指示灯24VDC16双向转换开关114导线1.5m2若干7限位开关215导线0.5m2若干8继电器24VDC
3、216导轨若干9接触器交-交217其它必要元器件给定工具如下：序号工具类型数量序号工具类型数量1实验架15剪线钳12万用表数字式16扎线带若干3螺丝刀十字17其它必要工具4剥线钳1 （2）手动控制电机的正反转：当电机静止时，按下正向启动按钮时，电机正转；当电机静止时，按下反向启动按钮时，电机反转；当按下停止按钮时，电机停止旋转；当电机正在正转时，按下反向启动按钮，没有反映，必须先使电机停下来，按下反向启动按钮，电机才反转；反之亦然。 （3）使用PLC控制自动控制电机的正反转：（1）当电机静止时，接触第一个限位开关，电机正转；当接触第二个限位开关时，电机停止，3秒后电机开始反转；当再次接触第一个
4、限位开关时，时机停止，3秒后电机开始正转；（2）当按下停止按钮时，无论电机正转还是反转，电机停止。（3）当电机静止时，首先接触第二个限位开关时，电机首先反转，其它动作与（1）同。1.2 设计要求（1）完成原理图的设计。要求使用AutoCAD绘图；（2）在实验室中完成电路的搭建、编程和调试，要求3天内完成；2、元器件选择序号元件类型数量序号元件类型数量1电源220VAC110PLCS7200 CPU22612开关电源220VAC-24VDC210电机24VDC13低压断路器两路一组211指示灯220VAC24按钮非自锁类型412指示灯24VDC25急停按钮自锁类型213导线1.5m2若干6双向转
5、换开关114导线0.5m2若干7限位开关215导轨若干8电流继电器24VDC2169接触器交-交2173、元器件布局图4、原理图5、PLC程序 当按下正传按钮时（I0.0），中间继电器（M0.0）得电，最终M0.4始终得电。然后30X100ms定时器得电，开始定时。由于M0.2暂未得电，所以初次正转时，直接导通正转，延时被短路。当按下反转按钮时（I0.1），首先断开正转通道，即M0.0断开，最终正转切断，反转导通，即M0.1导通，反转定时器开始定时，同时M0.2始终得电，定时时间3S到时，反转导通，当再次按下正转时，延时3S导通。按下停止按钮时，电机停止转动。6、设计中遇到的问题及解决办法 原
6、理图需要用CAD出图，以前没有接触过，在画图的时候出现了困难，后来在网上查找画图的方法，学会了该软件的使用。在接线过程中手动的断路器部分接线遇到困难，然后向同学请教解决了这个问题。接线图完成以后，发现有几处线路没有标记线号，导致线路不完美。在自动部分，不会编写西门子程序。后来查找资料，结合PLC的程序，最终写好了程序。7、收获 此次课程设计，由同学们自己选择所需要的元器件，自己接线，大大提高了我们的动手能力。接线图由手动部分和自动部分组成，需要小组成员完成各自的任务，是我们明白了合作的重要性。通过此次课程设计，学会CAD软件的使用。 二、PAC两位计算器程序设计1、 题目要求分析1.1课题内容
7、设计要求：在09十个数中分别任意选择数字，进行四则运算，并将输入数、运算符号及结果均通过八段码显示。当被除数为零和出现错误时有相应的显示。1.2课题要求1)按题意要求，画出PLC端子接线图、控制梯形图。2) 完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。3) 完成课程设计说明书。2、设计思路分析在本次计算器设计中，依次考虑以下内容。（1）完成数字的输入由于计算器的按钮均为非自锁按钮，并且人为输入时按键按下时间一般会比一个扫描周期长，因此使用的正跳变触点完成一个数字的传送。例如，当按I00181键，表示输入“1”这个数字时，将数字“1”传送至存储器R00001（2）按下“+”
8、,“-”,“*”,“/”四个按键时，置位M00011M00014四个标识符。同时把第一次输入的数字传送的R00003。第二次输入的数字传送到R00004.按下等于号时，然后用R00003、R00004进行四则运算，同时等号标识符M00015置位。（3） 进行加法和乘法运算时，直接将运算结果传送到R00005。（4） 进行除法运算时，先将R00003转化成浮点型，传送到R00022，再与“0”进行比较，若R00022为零（如果M00035置位表示分子为0，数码管为初始状态。），设置标识符M00035。将R00004转化为浮点型，传送到R00023.若R00022不为0，进行等号操作后将运算结果传
9、送到R00011，将R00011中的内容放大100倍，最 后再传送到R00005（5） 在进行减法运算时，运算的结果R00005与0比较，判断正负。若为负，设置标识符M00016.（6） 四则运算的结果和运算过程需要显示的数据都通过R00030显示。（7） 显示前，先判断要显示几个数字。然后在显示需要显示的数字。3、控制系统的I/O及地址分配I/O配置要求如表1，表2所示。 表1 计算器设计I/O分配表a)输入b)输出输入功能说明输出功能说明%I00081数字1，按键SB0%Q00001个位数数码管A1段%I00082数字2，按键SB1%Q00002个位数数码管B1段%I00083数字3，按键
10、SB2%Q00003个位数数码管C1段%I00084数字4，按键SB3%Q00004个位数数码管D1段%I00085数字5，按键SB4%Q00005个位数数码管E1段%I00086数字6，按键SB5%Q00006个位数数码管F1段%I00087数字7，按键SB6%Q00007个位数数码管G1段%I00088数字8，按键SB7%Q00008十位数数码管A2段%I00089数字9，按键SB8%Q00009十位数数码管B2段%I00090数字0，按键SB9%Q00010十位数数码管C2段%I00091+(加号) ，按键SB10%Q00011十位数数码管D2段%I00092-（减号），按键SB11%Q
11、00012十位数数码管E2段%I00093*（乘号），按键SB12%Q00013十位数数码管F2段%I00094/（除号），按键SB13%Q00014十位数数码管G2段%I00095=（等号），按键SB14%Q00015百位数数码管A1段%I00096清除键，按键SB15%Q00016百位数数码管B1段%Q00017百位数数码管C1段%Q00018百位数数码管D1段%Q00019百位数数码管E1段%Q00020百位数数码管F1段%Q00021百位数数码管G1段 表2数码管编码表 整数型BCD码中间继电器abcdefg00000M00020111111010001M000210110000200
12、10M00022110110130011M00023111100140100M00024011001150101M00025101101160110M00026101111170111M00027111000081000M00028111111191001M000291111011101010M0003000000014、电器控制系统原理图4.1系统原理图5、项目模拟设计 5.1项目梯形图设计1） 子程序LDBK如图为主程序中控制数码管显示数字/负号的子程序。AA,BB,CC,DD为输入，A,B,C,D,E,F,G为输出。2） 主程序本段程序完成清除功能完成数字09的输入，将数据放入R0000
13、1中，在执行加，减，承，除后，将数据放入R00003中。 将第二次输入的数据放入R00004中在按乘号之后，将输入的数据由INT转化为REAL型，并将被除数与零进行比较 在按等号之后，开始进行计算，将加减乘计算的结果放入R00005中，将除法的计算结果放入R00011中将除法的运算结果与100相乘，结果放入R00013中，再将此数据由Real变成INT型，放入R00005中将减法运算的结果与0比较大小，确定正负将R00005中的数据与99比较大小，确定三位数还是两位数，进而确定所亮数码管的个数在等于号按之前一直显示R00001中的数据，在按等于之后显示R00005中的数据判断R00030中的数
14、据的大小，是在010，还是10100，还是1001000之间将R00030中的数据取绝对值，并且转化为BCD码，放入R00031中，若运算结果有负号时，将R00031中的数据与160取或 低位数码管的显示数字次高位数码管的显示数字或负号如果进行除法运算，显示小数点 高位数码管显示数字5.2项目运行结果图：（1） 原始状态（2） 加法运算 例如：2+3=5 （3） 乘法运算 例如：2X3=6 （4） 减法运算例如：2-3=-1 例如：3-2=1 （5） 除法运算例如：1/3=0.33 例如：3/2=1.5 例如：3/0=0 6、总结在本次计算器程序设计中，通过自己的思考，熟练掌握了一些自己不熟悉指令，并且对不懂和不熟悉的指令以及功能有了更深刻的认识，比如在除法的指令中需要将INT转化为 REAL等其他类型的转换，还有数码管程序的设计，比较程序。在程序的设计过程中，需要分工合作，加强了我们的团队协作能力。7、参考文献【1】可编程自动化控制器（PAC）技术及应用。【2】PAC系统实验实训装置实验指导书。【3】GE-PLC快速入门。