第一篇：PLC交通燈課程設計

PLC的定義及工作原理

⒈定義：可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置”。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

⒉工作原理: 當PLC投入運行后，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。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行三個階段。

(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和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。

(二)用戶程序執行階段

在用戶程序執行階段，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

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。

隨著自動化控制技術和微電子技術的迅猛發展，PLC作為前沿的工業控制器，具有體積小、可靠性高、易操作、靈活性強、抗干擾能力強等一系列優點，廣泛用于自動化控制領域。用內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，提高了系統控制的可靠性，這是PLC最大的優點。借助于書序控制圖和梯形圖來編制用戶控制程序，實現自動控制系統順序控制，是PLC的主要功能之一。

實訓１

基礎試驗

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，經過2s，Y0亮；如此循環，直到按下停止開關X1。

2.利用計數器實現循環

指令表

梯形圖

工作過程：

按下啟動開關X0，Y0亮，開始計時2S后，T0動作，Y0熄滅，Y1亮，如此循環，直到循環了5次，計數器CO動作，常開觸點閉合，整個過程停止。

實訓２ 十字路口交通燈控制系統

1、實訓目的

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學會利用功能指令進行設計 ２、實訓的內容

該實驗在十字路口交通信號燈控制實驗區內完成,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

機械手手動控制實驗

控制要求1：

實現機械手左右移動。

按下向左按鈕，機械手向左移動，到達左限位開關后停止；按下向右按鈕，機械手向右移動，到達右限位開關后停止。

控制要求2：

實現機械手上下移動。

按下向上按鈕，機械手向上移動，到達上限位開關后停止；按下向下按鈕，機械手向下移動，到達下限位開關后停止。

控制要求3：

實現機械手左右、上下移動。

按下向左按鈕，機械手向左移動，到達左限位開關后停止，按下向右按鈕，機械手向右移動，到達右限位開關后停止。

按下向上按鈕，機械手向上移動，到達上限位開關后停止；按下向下按鈕，機械手向下移動，到達下限位開關后停止。

控制要求4：

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

可手動操作實現物料從A位置移動到B位置或從B位置移到達A位置。

總

結

這是一個比較典型的十字路口交通燈的梯形圖設計，最為一種設計實踐，主要是為PLC在交通控制系統中提出一種設計理論，為以后PLC在復雜的控制系統中提出一種可行的理論方案。在實際應用中，采用PLC控制城市交通信號燈，能根據不同路況要求，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相比，PLC控制系統具有更高的可靠性、靈活性和經濟實用性。

通過這次設計實踐，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。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質，當我們把自己想出來的程序與到ＰＬＣ的時候問題出現了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符。通過解決一個個在調試中出現的問題，我們對ＰＬＣ的理解加強了，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，也讓我了解了關于ＰＬＣ設計原理。有很多設計理念來源于實際，從中找出最合適的設計方法。

第二篇：基于PLC的十字路口交通燈課程設計

湘潭大學信息工程學院

課程名稱：十字路口人行道交通燈設計

專

業：自動化

學

號：2011551810

班

級：11自動化（3）班

學生姓名：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它將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，是專門為工業控制而設計的，具有功能強、運用靈活、可靠性高、穩定性好、抗干擾能力強、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。十字路口的紅綠燈指揮著行人和車輛的安全運行，實現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、快捷運行的重要環節。

本設計是用PLC來實現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、綠燈實現有規律的循環閃亮，以達到對交通信號燈的控制。控制程序為梯形圖(LAD)。

關鍵詞：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的硬件結構........................................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）方案設計..............................................8

3.1控制要求...............................................8 3.2系統設計方案分析.......................................8 3.3 交通燈狀態圖..........................................9 3.4 主程序流程圖：.......................................10

（四）硬件設計............................................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）設計總結............................................16 參考文獻....................................................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，綜合計算機、通信、聯網以及自動控制技術而開發的新一代工業控制裝置。可編程序控制器是隨著技術的進步與現代社會生產方式的轉變，為適應多品種、小批量生產的需要，生產、發展起來的一種新型的工業控制裝置，在工業自動化各領域取得了廣泛的應用。

1.1 PLC的硬件結構

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、內存塊、電源等，模塊式包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架。其結構如圖1所示。中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，按照系統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據、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O 映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后，按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O 映象區或數據寄存器內，等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將I/O 映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行直到停止。

圖1 PLC的結構圖

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(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。

當PLC投入運行后，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。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段：

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和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。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用戶程序執行階段

在用戶程序執行階段，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構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

3輸出刷新階段

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。

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。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，通過可連接的擴展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點及更大的存儲器。CPU 226和226XM是功能最強的單元，可完全滿足一些中小型復雜控制系統的要求。四種型號的PLC具有下列特點：

集成的24V電源

可直接連接到傳感器和變送器執行器，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20KHz，用于控制步進電機或伺服電（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）中的數值，以改變程序運行時的參數。如定時器、計數器的預置值，過程量的控制參數。

（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。

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

（7）電池模塊用戶數據（如標志位狀態、數據塊、定時器、計數器）可通過內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）數字量輸入/輸出點CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點；CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點；CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點；

CPU226/226XM具有24個輸入點和16個輸出點。CPU22X主機的輸入點為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）高速計數器CPU 221/222有4個30KHz高速計數器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計數器，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。靠什么來實現這井然秩序呢?靠的是交通信號燈的自動指揮系統。那么控制系統是如何實現紅、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，也可以用單片機編程控制來實現。本文主要介紹如何利用PLC來實現十字路口交通燈的控制。

隨著社會的發展，人們的消費水平不斷提高，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的核心，采用PLC根據不同時刻車流量的不同，將紅綠燈時長按一定的規律分檔。這樣就可以達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，實現最優控制，從而提高交通控制系統的效率。

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

用可編程控制器實現交通燈管制的控制系統，以及該系統軟、硬件設計方法。實驗證明該系統實現簡單、經濟，能夠有效的疏導交通，提高交通路口的通行能力。分析了現代城市交通控制和管理問題的現狀，結合交通實際情況闡述了交通控制系統的工作原理，給出了一種簡單實用的城市交通燈控制系統的PLC設計方案。可編程控制器在工業自動化中的地位極其重要。廣泛應用于各個行業。隨著科技的發展，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，在現代工業中的作用更加突出。

（三）方案設計

3.1控制要求

交通燈控制系統的控制要求如下：

（1）信號燈受一個啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，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。周而復始

3.2系統設計方案分析

按照交通燈系統控制要求下，結合西門子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SB1啟動按鈕動作，系統工作。

當啟動開關SD合上時，I0.0觸點接通，Q0.2得電，南北紅燈亮；同時Q0.2的動合觸點閉合，Q0.3線圈得電，東西綠燈亮。1秒后，T49的動合觸點閉合，Q0.7線圈得電，模擬東西向行駛車的燈亮。維持到20秒，T43的動合觸點接通，與該觸點串聯的T59動合觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。又過3秒，T44的動斷觸點斷開，Q0.3線圈失電，東西綠燈滅；此時T44的動合觸點閉合、T47的動斷觸點斷開，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的動斷觸點斷開，Q0.4線圈失電，東西黃燈滅；此時起動累計時間達25秒，T37的動斷觸點斷開，Q0.2線圈失電，南北紅燈滅，T37的動合觸點閉合，Q0.5線圈得電，東西紅燈亮，Q0.5的動合觸點閉合，Q0.0線圈得電，南北綠燈亮。1秒后，T50的動合觸點閉合，Q0.6線圈得電，模擬南北向行駛車的燈亮。又經過25秒，即起動累計時間為50秒時，T38動合觸點閉合，與該觸點串聯的T59的觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍；閃爍3秒，T39動斷觸點斷開，Q0.0線圈失電，南北綠燈滅；此時T39的動合觸點閉合、T48的動斷觸點斷開，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動斷觸點斷開，Q0.1線圈失電，南北黃燈滅。這時起動累計時間達5秒鐘，T41的動斷觸點斷開，T37復位，Q0.3線圈失電，即維持了30秒的東西紅燈滅。

3.3 交通燈狀態圖

十字路口交通燈如下圖1所示，將12個交通燈進行編號

圖2 十字路口交通燈狀態圖

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。

（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……按此循環下去。

（四）硬件設計

4.1 硬件選擇

本設計采用PLC來實現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、綠燈實現有規律的循環閃亮，9

以達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對六個控制對象的控制。根據交通信號燈的亮滅規律，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/輸出點分配表

輸入信號

輸出信號

代號 輸入點編號

名稱 代號 輸出點編號

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為接入系統開關的傳送信號，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接東西綠燈，端口Q0.4接東西黃燈，端口Q0.5接東西紅燈。

（五）軟件設計

5.1 十字路口交通信號燈梯形圖

（六）仿真實驗

（七）設計總結

在這次課程設計中我遇到了一些問題，但加強了以往學過的理論的知識的應用。雖然這次的課程設計花了我一個星期的時間，通過這次的鍛煉，我學到了很多的東西，不僅鍛煉了自己的思考能力、繪圖能力和程序仿真能力，還鍛煉了綜合應用知識的能力，同時，我也是在這次課程設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習和處理，知道了今后需要更加努力，使自我能夠不斷完善。

經過本次課程設計，讓我更加深刻的學習和鞏固了PLC這門課程，不僅從理論上掌握了課堂上沒有學懂的知識，還從實踐中擴展了我的知識面，讓我對我們專業的知識有了更加全面的認識，更加清晰的認識到我們專業知識的實用性是如此的強，不僅能培養我們的興趣愛好，更對我們今后的求職就業起到至關重要的作用。

參考文獻

[1] 許謬、王淑英.電氣控制與PLC.機械工業出版社,2006.[2] 廖常初.PLC編程及應用（第3版）.機械工業出版社,2008.[3] 羅宇航.流行PLC實用程序及設計.機械工業出版社,2006.[4] 羅宇航.流行PLC實用程序及設計.西安電子科技大學出版社,2006.

第三篇：交通燈單片機課程設計

《單片機原理與接口技術課程設計報告》

課題：以交通燈為主的多功能任務設計

班級 學號 學生姓名

指導教師

淮陰工學院 電子與電氣工程學院

2015-6 1

目錄

一、課程設計目的......................................................................................................3

二、設計要求..............................................................................................................3 1． 總體要求........................................................................................................3 2． 具體要求........................................................................................................3 3． 系統硬件總框圖............................................................................................4 1）AT89C52單片機.......................................................................................5 3）數碼管顯示電路........................................................................................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、調試情況

六、設計心得............................................................................................................20

七、參考文獻............................................................................................................20

一、設計目的

《單片機原理及應用》課程設計是一項重要的實踐性教育環節，是學生在校期間必須接受的一項工程訓練。在課程設計過程中，在教師指導下，應用工程的方法，通過一個簡單課題的設計練習，可使學生初步體驗單片機應用系統的設計過程、設計要求、完成的工作內容和具體的設計方法，了解必須提交的各項工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學知識解決實際問題的目的。

通過課程設計，應該能加強學生如下能力的培養：（1）獨立工作能力和創造力；

（2）綜合運用專業及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力；（3）查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；（4）工程繪圖的能力；

（5）編寫技術報告和編寫技術資料的能力。

二、設計要求

1．總體要求

（1）獨立完成設計任務（2）繪制系統硬件總框圖（3）繪制系統原理電路圖

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

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

2．具體要求

本次工程實踐的校內部分主要以單片機為基礎，進行單片機軟件編程，目的 3 是為了提高學生的軟件編程和系統設計能力，整個設計系統包括兩個部分，硬件及軟件部分，硬件部分已經制作成功，學生只需要掌握其原理和焊接相應的元器件，掌握元器件的辨別和元器件的作用以及應用場所即可，另外對所焊接的電路還需要進行仔細的檢查，判斷是否有焊接錯誤的地方或者短路的地方，對出現的異常情況要能夠根據現象判別原因，并具備解決問題的能力，從而切實提高學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計的重要環節。在為期兩周的工程實踐中，將占據主要時間，完成的軟件編程任務主要包括以下幾點：

1）、熟悉Keil C51編程平臺及相關編程軟件

2）、編寫、調試蜂鳴器、繼電器動作、方波程序并進行軟硬件聯調 3）、編寫、調試LED流水燈（循環顯示）程序并進行軟硬件聯調 4）、編寫、調試鍵盤掃描子程序并進行軟硬件聯調 5）、編寫、調試數碼管動態掃描程序并進行軟硬件聯調 6）、基于交通燈的多功能控制設計

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

3．系統硬件總框圖

圖1 系統設計總框圖

此次課程設計，AT89C52是一種帶2K字節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。1）AT89C52單片機

設計中所用的單片機型號為AT89C52，其主要功能為：

AT89C52是低功耗、高性能的CMOS 8位單片機。片內帶有8KB的Flash存儲器，且允許在系統內改寫或用編程器編程。另外，AT89C52的指令系統和引腳與80C52完全兼容，所以，近幾年AT89C52單片機應用極為廣泛。

AT89C52單片機除了含有8KB的Flash存儲器外，片內還有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電運行方式。

AT89C52引腳如下圖所示：

圖2 AT89C52引腳

AT89C52單片機為40腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業標準的C51內核，在內部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內部寄存器、數據RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，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是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。當RST為高電平時，所有的數據傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數據傳送，I/O引腳變為高阻態。

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提供終止單字節或多字節數據的傳送手段。

3）數碼管顯示電路

圖4 數碼管顯示電路

設計中采用六位共陰極數碼管,通過單片機STC89C52的P0口控制其位選和段選，以達到動態顯示相應數值的效果。在其位選控制部分，采用了一個9012型三極管，要求當P0口輸出低電平時，位選成功。

所謂動態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亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感。

4）LED燈顯示

圖5 LED顯示模塊

本次課程設計中，“程序語言”通過“翻譯”軟件“翻譯”成單片機所需的二進制代碼，單片機可工作。要用外加電源和分壓電阻來控制低電平驅動點亮，因為單片機不能直接高電平驅動LED燈。如圖D1-D8和R1、R2以及R6-R11連接到單片機IO口，當P1口某腳變低時相應LED發光。實現LED燈的閃爍，只需利用編程方法依次從低位到高位逐個變為低電平，等待少許時刻再變高即可。

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。當按下其中一個開關時，該部分電路導通，給單片機 發出地址信號，實現其中一項功能的運做，如圖4所示。

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

KEYC鍵：其功能是當該鍵按下時，數碼管動態掃描程序工作； KEYD鍵：其功能是當該鍵按下時，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三極管來放大驅動蜂鳴器，蜂鳴器的正極接到＋5V電源上面，蜂鳴器的負極接到三極管的發射極，三極管的基極經過限流電阻后由單片機的P3.4控制。

當輸出高電平時，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，蜂鳴器不發聲；當輸出低電平時，三極管導通，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出聲音，實現各種可能音響的產生。

三、硬件電路的設計及描述

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，實現蜂鳴器動作。

按下B鍵，實現LED流水燈循環顯示。

按下C鍵，實現數碼管動態掃描顯示。

按下D鍵，實現交通燈功能。* 創建人

：

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

#define uint unsigned int

// 無符號整形習慣的定義

#define uchar unsigned char

//無符號字符型習慣的定義 void buzz_key(void);

//子函數聲明 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)* 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 : 實現蜂鳴器，流水燈，數碼管，交通燈

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

DIOLA=0;//流水燈鎖存器關 流水燈未選通

wei=0;//位選關

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();

//調用蜂鳴器子程序

}

else if(key_B==0)//B鍵按下

{

led_key();

//調用流水燈子程序

}

else if(key_C==0)//C鍵按下時

{

tube_key();//調用數碼管顯示子程序

}

else

//D鍵按下時

{

traffic();

//調用交通燈子程序

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位數碼管顯示

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

Delay_1ms(40);

//延時40毫秒后顯示下一個數

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數碼管顯示

P0 = duanma[i % 10];

//在這里取 i 的個位數

Delay_1ms(40);

//延時40毫秒后顯示下一個數

}

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位數碼管顯示

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

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數碼管顯示

P0 = duanma[k % 10];

//在這里取 i 的個位數

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數

}

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位數碼管顯示

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

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數

P0 = 0;

wei=1;

//消隱

P0 = weima[1];

wei=0;

duan=1;

//第2位數碼管顯示

P0 = duanma[l % 10];

//在這里取 i 的個位數

Delay_1ms(40);

//延時3毫秒后顯示下一個數

}

l--;

}

}

}

五、設計心得

通過兩個星期的實驗，我的設計雖然有一些毛病，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,畢竟在課堂學習到的東西真真正正的用到實際中還是有很大困難的，要把理論運用于實踐確實并非一件易事。我從最初的設想設計一個什么樣的數字電路到繪制電路圖，然后打印排版，最后矯正設計中的漏洞與不足，整個過程我翻閱了大量的資料。

這次交通燈的課程設計，也使我得到了一次用專業知識、專業技能分析和解決現實問題的能力。使我在單片機的基本原理、單片機應用學習過程中，以及在常用編程設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用型人才打下良好的基礎。綜合課程設計讓我把以前學習到的知識得到鞏固和進一步的提高認識，對已有知識有了更深層次的理解和認識。在此，由于自身能力有限，在課程設計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關書籍、資料以及和周圍同學交流得到解決。

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習打下基礎。

六、參考文獻

1.《單片機原理及接口技術》 李朝青 北京航空航天大學出版社，2004 2.《單片機原理及應用》 李全力 高等教育出版社，2001 3.《電子系統設計與實踐》 楊剛，周群 電子工業出出版社，1997 4.《單片機微型計算機技術》 劉國榮 機械工業出版社，1997 5.《數字電子技術》 楊志忠 高等教育出版社，2003 6.《電子技術》 胡宴如 高等教育出版社，2001 7.《電子線路CAD》 王延才 機械工業出版社，2001 8.《單片機應用技術選編》 何利民 北京航空航天大學出版社，1996 9.《單片機應用技術》 吳國經 中國電力出版社，2004 10.《單片機及接口技術實踐教程》 胡健 北京機械工業出版社，2002 11.《使用接口技術》 李廣軍 成都電子科技大學出版社，1998

第四篇：plc課程設計

一、基本要求

1、PLC實踐實訓的基本要求

PLC實踐實訓的主要內容包括：理論設計與撰寫設計報告等。其中理論設計又包括總體方案選擇，硬件系統設計、軟件系統設計；硬件設計包括單元電路，選擇元器件及計算參數等；軟件設計包括模塊化層次結構圖，程序流程圖，應用程序。程序設計是課程設計的關鍵環節，通過進一步完善程序設計，使之達到課題所要求的指標。課程設計的最后要求是寫出設計總結報告，把設計內容進行全面的總結，若有實踐條件，把實踐內容上升到理論高度。

2、PLC實踐實訓的教學要求

PLC實踐實訓的教學采用相對集中的方式進行，以班為單位全班學生集中到設計室進行。做到實訓教學課堂化，嚴格考勤制度，在實訓期間累計曠課或者遲到、早退累計達到2次以上的學生，該課程考核按不及格處理。在實訓期間需要查找資料，可到圖書館查閱。

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

三、設計報告

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

1、封面

2、內容提要

3、目錄

4、正文

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

(3)軟件設計流程及描述；(4)源程序代碼；

5、心得體會

6、參考文獻

四、考核方法

PLC實訓的考核方式為考查，考核結果為優秀、良好、中等、及格和不及格五等，分數在90-100之間為優秀，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。

考核分三個方面進行：平時表現20%；設計過程25%；設計報告 40%；設計答辯15%。

五、設計題目（參考：http://）

項目一 停車場車位控制...........................................3 項目二 病床呼叫系統.............................................4 項目三 自動雙層停車場控制設計...................................5 項目四 自助洗車機控制設計.......................................6 項目五 自動售貨機的控制設計.....................................7 項目六 電子計算器設計...........................................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 氣動機械手操作控制......................................11 項目十 小車多方式運行的PLC控制................................12 項目十一 裝瓶流水線的PLC控制..................................13 項目十二 工業洗衣機的PLC控制..................................14 項目十三 包裝生產線的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、設計任務

學生根據控制

1.2.3.運用功能指令進行PLC4.5.三、設計報告 要求”。

項目二 病床呼叫系統一、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，并要具有優先級判別的能力。5的緊急指示燈方町被重置。

二、設計任務

識

1.2.3.運用功能指令進行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內按下重置按5.三、設計報告

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

項目三 自動雙層停車場控制設計

1.雙層停車場控制的配置如圖所示，上下共可聽5部車。

2.本停車場設計的規則為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、設計任務

知識工程應用能力、1.2.3.運用功能指令進行PLC4.5.三、設計報告

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

項目四 自助洗車機控制設計

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

洗車機動作流程。

123開始動作——噴灑清潔劑。

5，開始往左移，繼續噴灑清潔劑。

洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當洗車機往朽移3s，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始洗刷。，開始往左移，噴水機及刷子繼續動作。，開始往右移，噴水機及刷子停止動作，清潔劑設備6刷子洗刷5s后停止，洗車機繼續往右移，右移3s后，洗車機停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機繼續往右移，到達右極限開關停止然后往左移。

78洗車機往左移3s5s洗車機開

5ss后停止

洗開始往右移。

3[復位按鈕]水、洗刷、風扇及清潔

復位動作。

二、設計任務

移、噴

1.2.3.運用功能指令進行PLC4.5.三、設計報告

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

項目五 自動售貨機的控制設計

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經掉出。

元，如果小于10元則直接退1元的。

二、設計任務 學生根據控制要求進行自動售貨機運行

1.2.3.運用功能指令進行PLC

10元再退

7段數碼管上。

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。，則相對應的指示燈開始閃爍，3s后自動停止，表示飲料 已4.5.三、設計報告

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

項目六 電子計算器設計

一、控制要求

123

4二、設計任務 行

7=

4位數。

7段數碼管上。

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識進 電子計算器設計運行原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知

1.2.識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：3.運用功能指令進行PLC控制程序設計，4.5.進行系統調試，實現自助洗車機的控制要求。

三、設計報告

課程設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硬件安排及軟件規劃 為了區別工位依1-8，系統設啟動及停機按鈕各1個，臺車設正反轉接觸器各1個。每工位設呼車指示燈1個，但并聯接于各個輸出口上。系統布置圖如圖所示。

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識進行 臺車呼叫控制設計運行原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.2.3.運用功能指令進行PLC控制程序設計，4.5.進行系統調試，實現自助洗車機的控制要求。

三、設計報告

課程設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、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識進行自動噴泉的PLC設計運行原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：1.2.3.運用功能指令進行PLC控制程序設計，4.5.進行系統調試，實現自助洗車機的控制要求。

三、設計報告

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

項目九 氣動機械手操作控制

一、控制要求

氣動機械手的動作示意圖如圖1所示，氣動機械手的功能是將工件從A處移送到B處。控制要求為：

1、氣動機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，電磁閥線圈失電時能保持原來的狀態，必須驅動反向的線圈才能反向運動；

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

4、機械手的夾鉗的松開、夾緊通過延時1.7S實現；

5、機械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4來實現；

機械手的操作面板如圖所示。機械手能實現手動、回原位、單步、單周期和連續等五種工作方式。

1、手動工作方式時，用各按鈕的點動實現相應的動作；

2、回原位工作方式時，按下“回原位”按鈕，則機械手自動返回原位；

3、單步工作方式時，每按下一次啟動安鈕，機械手向前執行一步；

4、單周期工作方式時，每按下一次啟動安鈕，機械手只運行一個周期；

5、連續工作方式時，機械手在原位，只要按下啟動安鈕，機械手就會連續循環工作，直到按下停止安鈕；

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

7、出現緊急情況，按下緊急停車按鈕時，機械手停止所有的操作。

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識進行氣動機械手操作控制設計運行原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.2.系統有

3.運用功能指令進行PLC控制程序設計，4.5.進行系統調試，實現自助洗車機的控制要求。

三、設計報告

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

項目十 小車多方式運行的PLC控制

一、控制要求

小車系統由直流電機、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處要有可靠的保護功能，自動往返或準確停車，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、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行小車多

方式運行的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動、停止功能；

3.運用功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結構與控制功能自行創新設計；

5.用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

6.進行系統調試，實現小車多方式運行的控制要求。

三、設計報告

課程設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、成品入庫生產線操作工序，用10盞燈來模擬；并有啟動/停止、移位、復位按鈕進行操作，如下圖所示。實現手動，自動等四種以上的裝瓶流水線工序控制。

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行裝瓶流水線運行的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.2.3.4.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

程序結構與控制功能自行創新設計；

5.用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

6.進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

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

項目十二 工業洗衣機的PLC控制

1、設計要求：

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

全自動洗衣機實物示意圖

控制流程如下：接通電源PLC投入運行，系統處于初始狀態，準備起動。按下起動按鈕，洗衣機開始進水，當水滿即水位到達所設定的高度時，停止進水并開始正轉洗滌。正洗15 s后暫停，暫停3 s后就進行反轉洗滌，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排水，脫水10s即完成一次從進水到脫水的大循環過程。如果沒有完成3次大循環，則返回從進水開始到脫水的全部動作，進行下一次的循環；若完成了3次大循環，則進行洗完報警。10s報警后結束全部洗衣過程，自動停機。另外，還可以按排水按鈕實現手動排水，按停止按鈕實現手動停止進水、排水脫水及報警。

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行系統的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

3.運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結構與控制功能自行創新設計；

5.用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

6.進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

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

項目十三 包裝生產線的PLC控制

一、控制要求

某包裝生產線上，包裝物品由傳送帶1隨時運來，運送時間不固定，因此包裝物品的間隔是不確定的，有的包裝距離較遠，有的包裝則靠在了一起。在傳送帶1的電動機軸上安裝一個旋轉編碼器E6A，電動機轉動1圈，旋轉編碼器發出1個脈沖。每個包裝物品的寬度是4個脈沖，當光電檢測器SP1檢測到包裝物品，且旋轉編碼器發出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編碼器發出的脈沖數的計數，實現對包裝物品的準確計數。

說明 ：

按下啟動按鈕SB1后，傳送帶1和傳送帶2運轉，傳送包裝物品到傳送帶2。當傳送帶2上有3個物品后，擋板電動機M1正轉，驅動擋板上升，阻止后面的包裝物品繼續運送到傳送帶2上。當擋板上升到位，上限位開關SQ3動作，擋板停止上升，推動器電動機M2正轉，將3個包裝物品向前推出。

當推動器到達前限位開關SQ2動作，推動器停止向前，推動器電動機M2反轉，驅動推動器后退。當推動器后退到位時，后限位開關SQ1動作，推動器停止后退，推動器電動機M2停轉。此時擋板電動機M1反轉，驅動擋板下降。

當擋板下降到位，下限位開關SQ4動作，擋板回到初始位置。

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行系統的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

3.運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結構與控制功能自行創新設計；

5.用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

6.進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

課程設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

彩燈在我們日常生活中隨處可見的，無論是美化，亮化工程，還是企業的廣告宣傳，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。在不太復雜的彩燈控制中，一般可以采用單片機或者各種專用的彩燈控制器來實現，設計是采用PLC來完成課題設計的。

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。系統啟動以后燈管點亮的101秒。燈管全熄滅后等待

141秒點亮并循環。18直到系統停止工作。電壓均為220VAC

-/連續控制各個彩燈的工作

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行系統的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

3.4.5.6.運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

程序結構與控制功能自行創新設計；

用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

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

項目十五 自動門控制裝置

一、課題內容：

1．自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執行機構KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。

2．控制要求：

1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。

2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。

3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。

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

二、設計任務 學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行系統的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

3.4.5.6.運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

程序結構與控制功能自行創新設計；

用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

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

項目十六 全自動洗衣機PLC控制

一、控制要求：

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

（3）洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒

（4）如此循環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（1）～（4），清洗兩遍（6）清洗完成，報警3秒并自動停機

（7）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）

二、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行系統的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

3.運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結構與控制功能自行創新設計；

5.用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

6.進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

課程設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、設計任務

學生根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行系統的控制原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計，提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：

1.設計出硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等；

2.系統有啟動/停止、移位、復位功能按鈕；

3.運用移位等功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；

4.程序結構與控制功能自行創新設計；

5.用組態王監控組態軟件，設計出上位監控系統；

6.進行系統調試，實現裝瓶流水線的控制要求。

三、設計報告

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

PLC實訓實踐報告

題

目： 專業班級： 姓 名： 學 號： 同組成員： 指導教師：

2014 年12月22日至2014年12月28日

課程設計報告正文內容要求

一、系統總體方案設計 1 系統功能 系統硬件配置及組成原理（要有系統組成圖）3 系統變量定義及分配表 4 系統接線圖設計

二、控制系統設計 1 控制程序流程圖設計 2 控制程序時序圖設計 3 控制程序設計思路 4 創新設計內容

三、系統調試及結果分析 1 系統調試及解決的問題 2 結果分析

四、結束語參考文獻

附錄（帶功能注釋的源程序）

第五篇：plc課程設計

班《PLC及應用》課程設計內容及評分標準要求

----生產過程自動化技術專業 一．課程設計目的： 按照控制要求，分析控制過程，通過可編程控制器進行系統的整體設計。通過實際工程設計，達到應用PLC技術的實際控制工程技術訓練，掌握可編程序控制器控制實際過程的設計基本原則、方法和步驟，為畢業設計和實際工作技術設計打下基礎。二．課程設計時間：

2010—2011學年第二學期第1--2周。三．課程設計地點：

自習教室和PLC控制實驗室。四．課程設計任務要求：

1.任選設計內容（見第五項）中的一題，或自命題（需經指導教師審核同意）。2.完成設計題目內容：

熟悉題目，了解題目中生產裝置或設備的控制要求。根據控制要求，給出生產裝置的整體電氣控制系統設計方案，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．課程設計題目：（任選一題，若自命題需經老師同意）

1.設計一個智力競賽搶答控制裝置，當出題人按下開始按鈕SB1后，在10 S之內，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復位，使定時器復位。12 S后搶答無效，SB1及定時器復位，設計出原理接線圖，設計出梯形圖，并模擬調試。

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

此售貨機可投入1元、2元或10元硬幣。

（2）

當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）

當汽水按鈕燈亮時，按汽水按鈕，則汽水排出7s后自動停止，這段時間內，汽水指示燈閃動。

（4）

當咖啡按鈕燈亮時，按咖啡按鈕，則咖啡排出7s后自動停止，這段時間內，咖啡指示燈閃動。

（5）

若投入硬幣總值超過按鈕所需德錢數（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 計數動復位：X5 3.利用PLC做一電機轉速檢測顯示及控制裝置，寫出梯形圖及指令表。電機上裝有一個轉速檢測裝置（每轉輸出10個脈沖），電機轉速由PWM輸出控制。設計一個程序：（1）檢測電機轉速，并在7段數碼顯示器上顯示。

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

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

醫院護士站，需要照顧所有多個病房的病人，請設計一個由電子電路實現的、16個病房使用的遠距離傳輸、床位對應、集中提示的“醫院病人緊急呼叫系統”，每個病房四位病床，要求：

(1)每個病床有一個呼叫的按鍵。

(2)能夠存儲醫生處理之前的呼叫狀態。

（3）設計優先編碼電路，根據病人病情設置優先級別。當有多人呼叫時，病情嚴重者優先。（此功能可選）

（4）當病人緊急呼叫時，產生聲、光提示，并按優先級別顯示病人編號。

（5）設計呼叫清除電路，當醫生處理完當前（最高優先級）顯示的病號后，可將該呼叫清除，系統能自動顯示優先級病床呼叫信號。

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計一個彩燈控制器，控制紅綠黃三個燈，按如下規律依次點亮。

1.紅、黃、綠三組彩燈循環閃亮，變化規律是：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??，如此循環產生“流水”般的效果。2.設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開始。六．主要參考教材

1.《可編程控制器原理及應用》上海交通大學出版社，王整風等主編。2.《可編程控制器原理及應用方法》重慶大學出版社，廖常初 主編。七．進度安排

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

依據考核學生的可編程控制器（PLC）的編程設計能力，圖紙和設計報告，結合答辯情況給定成績。

1.設計報告 60%，2.動手實驗模擬調試 20%，3.創新能力 10%，4.平時學習和答疑 10%。

成績評定：優秀

良好

中等

及格

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