第一篇：《PLC課程設(shè)計》(---九路搶答器)指導(dǎo)書

廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2010~2011學(xué)年第二學(xué)期

PLC課程設(shè)計指導(dǎo)書

題目：九路搶答（PLC可編程控制器應(yīng)用）

課程名稱 《PLC及組態(tài)課程設(shè)計》 專業(yè) 電子信息適用年級 09級班級09電信班1、2指導(dǎo)教師 _侯益坤、伍勤謨

一、課程設(shè)計的目的PLC的課程設(shè)計是在完成本課程內(nèi)容的課堂教學(xué)和實(shí)踐之后進(jìn)行的。目的是通過對一個實(shí)際應(yīng)用課題的設(shè)計，初步掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，從了解設(shè)計要求，運(yùn)用所學(xué)知識并查閱有關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，到模擬安裝調(diào)試，然后整理有關(guān)技術(shù)資料，編寫設(shè)計說明書，使學(xué)生得到一次系統(tǒng)的訓(xùn)練，從而對本課程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高應(yīng)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。

課程設(shè)計應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的能力為主，要求學(xué)生在獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)的同時，注意多方面能力的培養(yǎng)和提高，主要包括以下幾方面：

（1）綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識解決實(shí)際工程技術(shù)的能力。

（2）獨(dú)立工作的能力和創(chuàng)造能力。

（3）查閱技術(shù)資料和各種工具書的能力。

（4）工程繪圖能力。PLC課程設(shè)計指導(dǎo)書 09電子信息班

（5）撰寫技術(shù)報告和編制技術(shù)資料的能力。

因此，在課程設(shè)計教學(xué)中，應(yīng)以學(xué)生為主體，讓其充分發(fā)揮自主性和創(chuàng)造性。教師的作用主要體現(xiàn)在工作方法的指導(dǎo)和思維方法的引導(dǎo)，以及設(shè)計技術(shù)把關(guān)上面。

二、系統(tǒng)方案設(shè)計要求說明

在很多競賽活動中，經(jīng)常用到搶答器。對搶答器的控制要求是：當(dāng)多個輸入信號輸入時，搶答器只接收第一個到來的信號，而不接收后面到來的輸入信號并使第一個到來的輸入信號相應(yīng)的燈或鈴有反應(yīng)。

本系統(tǒng)中設(shè)有9個搶答輸入按鈕、一個復(fù)位按鈕、一個開始按鈕,一個七段數(shù)碼管，一個蜂鳴器,一個3S蘭燈,一個5S黃燈，一個紅色違規(guī)指示燈。

本系統(tǒng)可提供九個搶答臺,在主持人的主持下,參賽人通過搶先按下按鈕回答問題。

在搶答開始前，主持人應(yīng)按下復(fù)位按鈕使系統(tǒng)復(fù)位，做好搶答準(zhǔn)備。

當(dāng)主持人說開始，并同時按下開始按鈕，搶答開始,并限定搶答時間為10s。

若搶答者在搶答開始前搶先輸入，則屬違規(guī)要顯示該臺臺號，同時蜂鳴器以0.1秒的周期響, 紅色違規(guī)指示以1秒的周期閃爍，以便扣分懲罰。

若在開始之后到3s之內(nèi)第一個按下?lián)尨疠斎耄善叨物@示器顯示該臺臺號，同時3s蘭燈點(diǎn)亮、蜂鳴器聲以0.1秒的周期響。以便答對之后給予基本加分和對應(yīng)蘭燈點(diǎn)亮額外獎勵加分。

若在3s之后到5s之內(nèi)第一個按下?lián)尨疠斎耄善叨物@示器顯示該臺臺號，同時5s黃燈點(diǎn)亮、蜂鳴器聲以0.1秒的周期響。以便答對之后給予基本加分和對應(yīng)黃燈點(diǎn)亮額外獎勵加分。

若在5s之后10s之內(nèi)第一個按下?lián)尨疠斎耄善叨物@示器顯示該臺臺號，蜂鳴器聲以0.1秒的周期響。以便答對給予基本加分（但之后不獎勵加分）。

如果在限定時間十秒后各參賽人均不能回答,蜂鳴器以0.1秒的周期響,此次搶答無效。

若一個按鈕最先按下，不論第一個按下的按鈕是處于按住還是松開狀態(tài)，再按下任何一個搶答按鈕均不再響應(yīng)，直至復(fù)位按鈕復(fù)位后方可重新做好搶答準(zhǔn)備。

三、課程設(shè)計要求

1．根據(jù)系統(tǒng)方案說明，分析題目的要求和目標(biāo)，弄清輸入信號和輸出信號以及這些信號的性質(zhì)（ON或OFF），寫出I/O分配表，畫出輸入和輸出連接圖。

2．根據(jù)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)選擇PLC的型號, 器件選擇及電器設(shè)備明細(xì)表。

3．根據(jù)系統(tǒng)的工作順序條件，畫出流程圖。

4．編寫系統(tǒng)梯形圖，并編輯組態(tài)畫面。

5.用PLC與組態(tài)環(huán)境調(diào)試運(yùn)行檢查設(shè)計效果。

四、課程設(shè)計報告

課程設(shè)計報告內(nèi)容包括設(shè)計思想、方案選擇、器件選擇及電器設(shè)備明細(xì)表、I/O分配圖、系統(tǒng)接線圖、程序流程圖、梯形圖、系統(tǒng)工作原理和設(shè)計心得等。

五、設(shè)計時間（一周）

星期一：上午布置任務(wù)，學(xué)生查找資料

下午學(xué)生進(jìn)行方案選擇、器件選擇。

星期二、三、四：

學(xué)生編寫電器設(shè)備明細(xì)表、I/O分配圖、系統(tǒng)接線圖、流程圖，并編寫梯形圖、程序清單，完成設(shè)計報告。提交報告和源程序（梯形圖電子文檔）。

星期五：答辯。

六、考核辦法

實(shí)操與答辯相結(jié)合。

七、成績評定

分為：優(yōu)、良、中、及格、不及格五個級別

八、提交材料

1．設(shè)計報告一份。（A4打印）

2．梯形圖源程序（電子文檔資料）

第二篇：搶答器PLC控制系統(tǒng)課程設(shè)計

搶答器PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

一、搶答器PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書

1．搶答器工藝的技術(shù)要求

實(shí)用搶答器的這一產(chǎn)品是各種競賽活動中不可缺少的設(shè)備，無論是學(xué)校、工廠、軍隊(duì)還是益智性電視節(jié)目，都會舉辦各種各樣的智力競賽，都會用到搶答器。目前市場上已有的各種各樣的智力競賽搶答器絕大多數(shù)是早期設(shè)計的，只具有搶答鎖定功能的一個電路，以模擬電路、數(shù)字電路或者模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的產(chǎn)品，這部分搶答器已相當(dāng)成熟。現(xiàn)在的搶答器具有倒計時、定時、自動（或手動）復(fù)位、報警（即聲響提示，有的以音樂的方式來體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能。但功能越多的電路相對來說就越復(fù)雜，且成本偏高，故障高，顯示方式簡單(有的甚至沒有顯示電路)，無法判斷提前搶按按鈕的行為，不便于電路升級換代。本設(shè)計要求就是利用PLC作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號的產(chǎn)生，用PLC本身的優(yōu)勢使競賽真正達(dá)到公正、公平、公開。

2．搶答器電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求

1）搶答器同時供8名選手或8個代表隊(duì)比賽，分別用8個按鈕S0 ~ S7表示。

2）設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。

3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時揚(yáng)聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

4）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動“開始”鍵后，定時器進(jìn)行減計時，同時揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。

5）參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

6）如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。

二、搶答器PLC電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計過程

第三篇：PLC課程設(shè)計指導(dǎo)書_2016

課 程 設(shè) 計

指 導(dǎo) 書

東華大學(xué)信息學(xué)院自動化、電氣電子系

2016.8

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可編程控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)踐

課程設(shè)計

一、PLC課程設(shè)計目的

（1）通過對實(shí)際的 PLC控制系統(tǒng)的編程訓(xùn)練，提高分析問題、解決問題的能力；（2）熟悉工業(yè)生產(chǎn)中 PLC的應(yīng)用和系統(tǒng)構(gòu)成，了解 PLC控制的電路的設(shè)計方法。（3）通過本次課程設(shè)計增進(jìn)實(shí)際動手能力的培養(yǎng)。

（4）用 PLC 實(shí)現(xiàn)物料分揀、液體混合、碼垛堆積、自動挑選放置及自動倉庫等模型的

三維虛擬模擬控制系統(tǒng)的程序設(shè)計，掌握編程的一般方法和技巧。

二、PLC課程設(shè)計要求

（1）理解實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)動過程，分解動作過程使之容易編程。（2）列寫 PLC控制系統(tǒng)的 I/O配置。

（3）畫出硬件電路圖，實(shí)現(xiàn) PLC與控制裝置的連線。（4）編寫梯形圖程序，完成系統(tǒng)的調(diào)試。（5）完成課程設(shè)計報告。

三、考核方法

（1）平時成績（2）報告成績（3）實(shí)考成績

四、報告內(nèi)容

（1）課程設(shè)計的目的和要求（2）所設(shè)計系統(tǒng)的技術(shù)要求及示意圖（3）PLC控制系統(tǒng)原理圖（4）I/O配置表（5）程序清單（梯形圖）（6）總結(jié)體會 30% 30% 40%

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PLC課程設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

實(shí) 驗(yàn) 一

TIA Portal 的使用和基本程序編程及調(diào)試

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握 TIA Portal 的基本使用技巧和方法

2、熟悉 TIA Portal 的基本命令

3、學(xué)會和掌握 TIA Portal 程序的調(diào)試方法

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

PC機(jī)一臺，裝有 TIA Portal編程軟件；西門子 PLC S7-300一臺； 各 PC機(jī)與 S7-300通過網(wǎng)絡(luò)電纜連接進(jìn)行通信。詳見附錄A。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉并練習(xí)TIA Portal的使用，用選定的編程語言編制、調(diào)試控制程序。TIA Portal 是西門子公司為其自動化控制設(shè)備 PLC 開發(fā)的一種可使用多種編程語言的 PLC開發(fā)環(huán)境，如附錄 B所示。1．PLC硬件配置：

根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)裝置，使用 TIA Portal對系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置。配置方法見本指導(dǎo)書附錄 B。2．實(shí)驗(yàn)程序：

試用課堂上的梯形圖（LAD）實(shí)例，觀察程序運(yùn)行結(jié)果，從中理解 LAD的編 程方法。

四.思考題

1．在 TIA Portal中為什么要對 PLC系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置？ 2．為什么要為用戶編制的控制程序命名？ 3．為用戶程序選擇循環(huán)周期的原則是什么？

4． TIA Portal為用戶提供多種編程語言有什么好處？

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實(shí) 驗(yàn) 二

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：系統(tǒng)輸入輸出控制

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．熟悉和掌握梯形圖（LAD）的基本使用技巧和方法 2．熟悉和掌握 TIA Portal的基本使用技巧和方法 3．學(xué)會和掌握 TIA Portal程序的調(diào)試方法

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

PC機(jī)一臺，裝有 TIA Portal編程軟件；西門子 PLC S7-300一臺； 各 PC機(jī)與 S7-300通過網(wǎng)絡(luò)電纜連接進(jìn)行通信。詳見附錄 A。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉并練習(xí)梯形圖（LAD）和 TIA Portal 的基本使用技巧和方法。TIA Portal 是西門子公司為其自動化控制設(shè)備 PLC開發(fā)的一種編程語言，如附錄 B所示。1．PLC硬件配置：

根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)裝置，使用 TIA Portal對系統(tǒng)硬件進(jìn)行配置。配置方法見本指導(dǎo)書附錄 B。

2．實(shí)驗(yàn)程序 1：

使用 LAD 編程語言，編制一段小控制程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：利用實(shí)驗(yàn)裝置 上的第一個模擬量旋鈕（電位器），來控制模擬量輸出，當(dāng)旋轉(zhuǎn)該電位器時，第 一個模擬量輸出隨之變化，旋鈕逆時針旋到底時（模擬量輸入為最小值 0），要 求模擬量輸出為 0（光柱無顯示），當(dāng)旋鈕順時針旋到底時（模擬量輸入為最大 值 32767），要求模擬量輸出為最大值（光柱全顯示）；同時，第二個模擬量輸出 的狀態(tài)正好與第一個模擬量輸出相反。

3．實(shí)驗(yàn)程序 2：

使用 LAD編程語言，編制一段小控制程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：利用實(shí)驗(yàn)裝置上 的兩個開關(guān)，來控制模擬量輸出，當(dāng)接通（合上）其中一個開關(guān)（另一個應(yīng)處 于斷開狀態(tài)）時，第一個模擬量輸出從 0 開始隨時間逐漸增大，達(dá)到其最大值 后，再從 0 開始…，周而復(fù)始；當(dāng)接通（合上）另一個開關(guān)時，第一個模擬量 輸出從 0 開始隨時間逐漸增大，達(dá)到其最大值后，再從 0 開始…，同時，第二

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0后，再從其最大值開始…，周而復(fù)始。

四、思考題

1．在 少？ LAD中模擬量輸入的最大值和最小值是多2．在LAD中如何實(shí)現(xiàn)模擬量的賦值？

3．實(shí)驗(yàn)中，模擬量輸出指示（LED光條）旁的指示燈正常時應(yīng)為綠色，但為什么

有時會出現(xiàn)紅色？如何才能使該指示燈始終保持綠色？ 4． LAD語言中的數(shù)據(jù)類型之間如何進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換？

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課 程 設(shè) 計 內(nèi) 容

一、機(jī)械手自動裝配系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)示意圖

這一機(jī)械手自動裝配系統(tǒng)模擬了一個工件的自動裝配控制系統(tǒng)，目的是用兩種不同工件 組裝成一個套件。該系統(tǒng)由一個機(jī)械手（加工臂）、一個工件推桿、一個裝配轉(zhuǎn)盤和一個輸 出傳送帶等組成，如上圖所示。

其工作過程如下：一開始，機(jī)械手后退到其后限位，再前進(jìn)至其工作位（0位），同時 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到裝配位置后停止；然后在轉(zhuǎn)盤的 2點(diǎn)位置放入組件，若轉(zhuǎn)盤的

0點(diǎn)位置上的傳感

器未檢測到有組件，則轉(zhuǎn)盤一直轉(zhuǎn)動，直至 0點(diǎn)位置檢測到有組件；然后工件檢測傳感器檢 測到有工件時，氣缸動作通過推桿將工件推到工作臺上；接著機(jī)械手下降；機(jī)械手到位后，其上的吸盤將工件吸住；機(jī)械手吸住工件后再上升到移動位置；機(jī)械手前進(jìn)至裝配轉(zhuǎn)盤 0 點(diǎn)處的組件第一個孔（1位）上方；機(jī)械手下降，吸盤釋放，將工件放入組件的第一個孔里； 機(jī)械手再上升，并后退到其工作位，此時工作臺上工件傳感器檢測到有工件時，推桿氣缸動 作將工件推到工作臺上；接著機(jī)械手下降；機(jī)械手到位后，其上的吸盤將工件吸住；機(jī)械手 吸住工件后再上升到移動位置；機(jī)械手前進(jìn)至裝配轉(zhuǎn)盤 0點(diǎn)處的組件第一個孔（2位）上方； 機(jī)械手下降，吸盤釋放，將工件放入組件的第二孔位；機(jī)械手再上升，并后退到其工作位??。裝配轉(zhuǎn)盤 0點(diǎn)處的組件上兩個孔位都裝上工件后，啟動裝配轉(zhuǎn)盤，使已完成裝配的組件轉(zhuǎn)動 到輸出傳送帶上方并自行落在輸出傳送帶，由輸出傳送帶送至下一工位??。如此，周而復(fù) 始自動運(yùn)行。

（二）控制要求：

1.上電運(yùn)行時，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。

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2.緊停按鈕：任何時候按下后，立即停止（或關(guān)閉）所有動作部件，釋放后才可繼續(xù)運(yùn)行。3.啟動按鈕可實(shí)現(xiàn)啟動控制：系統(tǒng)開始運(yùn)行。

4.停止按鈕可實(shí)現(xiàn)停止控制：按下后，系統(tǒng)停止運(yùn)行（正在裝配中的組件應(yīng)裝配完成并送 至輸出傳送帶上后才停止）。

5.切換開關(guān)可實(shí)現(xiàn)手動/自動控制的切換：初始狀態(tài)為手動狀態(tài)。

6.手動運(yùn)行狀態(tài)：按下各輸出按鈕（Y0～Y6）可分別控制圖中系統(tǒng)各部分的動作，按一下 動作，再按一下停止。（在無虛擬場景配合的情況下，此時可用 X0～X6作為相應(yīng)輸出的 命令按鈕。）

7.自動運(yùn)行狀態(tài)：此時系統(tǒng)作連續(xù)工作，其具體動作過程控制如下：當(dāng)

檢測無

物體時系統(tǒng)不工作，當(dāng) 1、2點(diǎn)檢測有物體而 0點(diǎn)檢測

有物體時，轉(zhuǎn)盤停轉(zhuǎn)→推桿動作（得電），延時 2秒時間后失電→加工臂前進(jìn)到 吸

盤下壓（保持）延時 1秒時間后→吸盤吸合（保持）延時 延時

1秒時間后→吸盤釋放延時

1秒時間后→吸盤上升

0位→0、1、2點(diǎn)

0點(diǎn)檢測無物體時，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。當(dāng)

秒時間后→加工臂前進(jìn)到 1位→吸盤下壓（保持）延時 1秒

時間后→吸盤上升延時 1秒時間后→加工臂后退到 秒時間后失

0位→推桿動作，延時

2注：1.為提高生產(chǎn)效率，自動運(yùn)行時，機(jī)械手和裝配轉(zhuǎn)盤應(yīng)同時工作并配合控

延時 1秒時間后→加工臂前進(jìn)到 電→吸盤下壓（保持）延時 1秒時間后→吸盤吸合（保持）延時

1秒時間后→吸盤上升

制！

2位→吸盤下壓（保持）延時

1秒時間后→2.裝配轉(zhuǎn)盤的 2點(diǎn)處有一個組件箱，當(dāng)組件箱中沒有組件時，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出 吸盤釋放延

時 缺料報警；工作臺上工件傳感器若長時間未檢測到有工件，則表明缺工1秒時間后→吸盤上升延時

1秒時間后→加工臂后退到限位→轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)→當(dāng) A點(diǎn)檢測 件，系統(tǒng)也應(yīng)發(fā)出缺料報警。

到物體（轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)判斷）啟動傳送帶 A，延時 5秒后傳送帶

A自停。3.機(jī)械手前進(jìn)和后退是由同一電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，故這兩個動作必須互鎖！

（三）I/O配置

輸入：

X0 X1 X2 X3 啟動/停止按鈕 轉(zhuǎn)盤 0位有物檢測

轉(zhuǎn)盤 1位有物檢測

轉(zhuǎn)盤 2位有物檢測

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X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 加工臂后退到限位檢測 加工臂前進(jìn) 0位檢測 加工臂前進(jìn) 1位檢測 加工臂前進(jìn) 2位檢測 傳送帶 A有物體檢測

手動/自動控制選擇開關(guān) 啟動按鈕 停止按鈕 復(fù)位按鈕 緊停按鈕

輸出：

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn) 加工臂前進(jìn) 加工臂后退 推桿動作 吸盤下壓 吸盤吸合 傳送帶 A運(yùn)行

自動按鈕指示燈 復(fù)位按鈕指示燈

（四）設(shè)計要求

理解動作過程，列寫 I/O配置表，畫出硬件電路圖，編寫梯形圖程序，進(jìn) 行系統(tǒng)調(diào)試。

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二、機(jī)械手搬運(yùn)系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)示意圖

該機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)由一個四軸機(jī)械臂、一個抓手和兩條輸出傳送帶組成，如上圖所 示。

該系統(tǒng)工作過程如下（參照下圖）：在輸入傳送帶 1的A點(diǎn)檢測到來自上一工位的物料

后，機(jī)械手將該物料抓起，機(jī)械手通過轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一定角度，到達(dá)輸出傳送帶 2的上方，機(jī)械 手的抓手旋轉(zhuǎn) 900并下降后將該物料放置在輸出傳送帶 2送向

后續(xù)工位??，這樣周而復(fù)始。

2上（B點(diǎn)），由輸出傳送帶

（二）控制要求

1.上電運(yùn)行時，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。

2.緊停按鈕：任何時候按下后，立即停止（或關(guān)閉）所有動作部件，釋放后才可繼續(xù)運(yùn)行。

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3.啟動按鈕可實(shí)現(xiàn)啟動控制：系統(tǒng)開始運(yùn)行。

4.停止按鈕可實(shí)現(xiàn)停止控制：按下后，系統(tǒng)在將當(dāng)前物料放在輸出傳送帶 行。

2上后停止運(yùn)5.切換開關(guān)可實(shí)現(xiàn)手動/自動控制的切換：初始狀態(tài)為手動狀態(tài)。

6.手動運(yùn)行狀態(tài)：按下各輸出按鈕（Y0～Y7）可分別控制圖中系統(tǒng)各部分的動作，按一下 動作，再按一下停止。（在無虛擬場景配合的情況下，此時可用 X0～X7作為相應(yīng)輸出的 命令按鈕。）

7.自動運(yùn)行狀態(tài)：此時系統(tǒng)作連續(xù)工作，其具體工作過程控制如下：系統(tǒng)啟動且機(jī)械手在 初始位置時進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng) A點(diǎn)檢測到有物料時，機(jī)械手的工作過程為：機(jī)械手 前進(jìn)到位→機(jī)械手下降到位→機(jī)械手夾緊延時 2秒時間后→機(jī)械手上升到位→機(jī)械手順 轉(zhuǎn)到位→機(jī)械手后退到位→轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)（計數(shù) 10個脈沖后）到位→機(jī)械手前進(jìn)到位→機(jī)械 手下降到位→機(jī)械手放松延時 2秒時間后→機(jī)械手上升到位→機(jī)械手后退到位（同時啟 動傳送帶 2延時

2秒后自停）→機(jī)械手逆轉(zhuǎn)到位（轉(zhuǎn)盤逆轉(zhuǎn)到 制過程結(jié)束。

這樣周而復(fù)始，連續(xù)運(yùn)行?? 下降、轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)/逆轉(zhuǎn)是由相應(yīng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，注：機(jī)械手前進(jìn)/后退、上升/

0位），一個控故相應(yīng)電機(jī)的這兩個動作必須互鎖！

（三）I/O配置

輸入：

X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X15 手動/自動控制選擇開關(guān) 啟動按鈕 停止按鈕 復(fù)位按鈕 緊停按鈕

第

22頁

10頁，共 A點(diǎn)物料檢測 轉(zhuǎn)盤 0位檢測

轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)脈沖輸入 機(jī)械手前進(jìn)到位檢測 機(jī)械手后退到位檢測 機(jī)械手上升到位檢測 機(jī)械手下降到位檢測 機(jī)械手抓手順轉(zhuǎn)到位檢測 機(jī)械手抓手逆轉(zhuǎn)到位檢測

Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 轉(zhuǎn)盤順轉(zhuǎn)輸出控制 轉(zhuǎn)盤逆轉(zhuǎn)輸出控制 機(jī)械手前進(jìn)輸出控制 機(jī)械手后退輸出控制 機(jī)械手上升輸出控制 機(jī)械手下降輸出控制 機(jī)械手順轉(zhuǎn)輸出控制 機(jī)械手逆轉(zhuǎn)輸出控制 機(jī)械手夾緊控制

Y9 傳送帶 2運(yùn)行輸出控制

Y10系統(tǒng)運(yùn)行指示

（四）設(shè)計要求

理解動作過程，列寫 I/O配置表，畫出硬件電路圖，編寫梯形圖程序，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

第 22頁

11頁，共

附錄 A實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介

東華大學(xué)信息學(xué)院“西門子公司與東華大學(xué)工業(yè)自動化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”（在建）

中西門子公司的 S7-300 PLC共有 35套，分為兩組，每組各自用 ProfiNet現(xiàn) 場總線相互連接（模擬工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場控制級）；每臺 PLC與工控操作站 之間用工業(yè) Ethernet相互連接（模擬工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)生產(chǎn)管理級），整 個系統(tǒng)安置在一個實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 A-2所示。

每臺 S7-300 PLC旁都配有 1臺 PC機(jī)作為該

PLC的編程及監(jiān)控設(shè)備（內(nèi)

裝各種所需軟件）。每臺 S7-300 PLC下方還都配置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置：16個扭子 開關(guān)（用于數(shù)字量的輸入）、2個電位器（用于模擬量的輸入）和 柱

（用于模擬量的輸出顯示）。每臺 indows7S7-300 PLC上均配置了

CPU模塊、數(shù)在每臺 PC機(jī)中已裝有 W操作系統(tǒng)，以及實(shí)驗(yàn)所需的西門子

字、PLC 的編程軟件 TIA Portal（V13），用于對 PLC系統(tǒng)的配置編程及人機(jī)界面的組態(tài) 模擬量輸入輸出模塊，見圖 A-1。

設(shè)計監(jiān)控，各臺 PC機(jī)分別與各自對應(yīng)的 PLC之間通過工業(yè) Ethernet接口相連 接。

2個

LED光圖 A-1單套

S7-300 PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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12頁，共

A-2工業(yè)自動化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

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13頁，共

附錄B 西門子TIA Portal環(huán)境及其操作

一、TIA Portal簡介

TIA Portal是德國西門子公司推出的，基于

Windows平臺上的，支持用戶開發(fā)西 門子 PLC（可編程計算機(jī)控制器）應(yīng)用程序的軟件包。TIA Portal集系統(tǒng)配置、程序編 制/編譯、調(diào)試/診斷、監(jiān)控畫面配置為一體，使用戶開發(fā)、輸入、調(diào)試和修改應(yīng)用控制 程序都極為方便。TIA Portal提供的 令表

IL 和高級編程語言：結(jié)構(gòu)文本 SCL，順序功能圖 FBC等，用戶可選擇一種語言編程，必要 時，也可混合使用幾種語言來進(jìn)行編程。

PLC編程語言非常豐富，有梯形圖

LAD，指

二、TIA Portal集成開發(fā)環(huán)境

TIA Portal的操作界面包含標(biāo)題欄、菜單條、工具欄、硬件配置窗體、軟件配置窗 體、信息窗口和狀態(tài)行等，如下圖所示。

圖 B-1 TIA Portal桌面

圖中窗體分為三個部分。

左半部分是工程項(xiàng)目中用到的所有硬件的總覽，是關(guān)于硬件的配置。當(dāng)選定左邊窗 口中的一個模塊時，右邊窗口中就會出現(xiàn)相應(yīng)的硬件模塊信息與參數(shù)配置。

界面的下方是輸出顯示窗口及狀態(tài)欄。在運(yùn)行程序后，該窗口可以給出關(guān)于程序的 一些輸出、調(diào)試、查找信息。狀態(tài)欄給出的是幫助、串口、在線/離線及控制器的類型、操作系統(tǒng)版本的相關(guān)信息。

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14頁，共

STEP 7 工程項(xiàng)目的建立及系統(tǒng)配置

通過點(diǎn)擊計算機(jī)桌面上的 TIA Portal 圖標(biāo)或從“開始”菜單欄中選擇“TIA Portal V13”可以直接進(jìn)入 TIA Portal環(huán)境。

第一次使用時將出現(xiàn)如下的畫面：

圖B-2 第一次進(jìn)入畫面

點(diǎn)擊 “創(chuàng)建新項(xiàng)目”，進(jìn)入新建項(xiàng)目的畫面：

圖B-3 新建項(xiàng)目

在此用戶可為項(xiàng)目命名，按“創(chuàng)建”后，將進(jìn)入下一步的選擇窗口：

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B-4 組態(tài)設(shè)備等選擇

西門子的 TIA環(huán)境允許用戶在同一項(xiàng)目中配置使用多種自動化設(shè)備，用戶必須首先 在此選擇自己所使用的設(shè)備。首先，應(yīng)組態(tài) PLC系統(tǒng)，所以先點(diǎn)擊“組態(tài)設(shè)備”，如下：

圖B-5 組態(tài)或顯示已組態(tài)的設(shè)備

再點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”：

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B-6 添加新設(shè)備1 點(diǎn)擊“控制器”，并根據(jù)自己的 PLC硬件型號選擇對應(yīng)的型號設(shè)備配置型號信息：

圖B-7 添加新設(shè)備2 然后按下“添加”，等待片刻，TIA集成環(huán)境將進(jìn)入如下畫面：

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B-8 TIA 主界面

用鼠標(biāo)點(diǎn)中左邊窗口中的“程序塊”，即可添加用戶控制程序，如下畫面：

圖B-9 添加用戶程序

點(diǎn)中“Main【OB1】”，并按鼠標(biāo)右鍵，可選擇所用的編程語言，再雙擊“Main【OB1】” 后即進(jìn)入相應(yīng)的編程環(huán)境。

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B-10 TIA Portal 的 LAD編程環(huán)境

圖B-11 TIA Portal 的 LAD在線監(jiān)視

四、STEP7 SCL 編程語言的基本命令

1．基本概念

TIA Portal SCL是一種以文本為基礎(chǔ)的高級編程語言，語言的結(jié)構(gòu)符合 IEC1131-3的標(biāo)準(zhǔn)。TIA Portal SCL的命令系列不僅使自動化任務(wù)簡單化，也使程 序易于閱讀，這樣 PLC的編程效率在許多情況下遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 LAD（梯形圖）和 IL

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（語句表）的編程語言。

① 數(shù)據(jù)類型

在 TIA Portal SCL中編程語言所支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型有：

表 B-1 存儲數(shù)值

類型名稱 BOOL DINT INT REAL 位 32 16 32 寬

0 ～ 1

147483648 ～ 2147483647，減法 ④ *，乘法 ⑤ /，除法 ⑥ mod，取模 ⑵ 比較命令

① =，等于 ② <>，不等于 ③ > , 大于 ④ >=, 大于等于 ⑤ < , 小于 ⑥ <=, 小于等于 ⑶ 邏輯命令

① NOT , 非 ② AND , 與 ③ OR , 或 ④ XOR , 異或 ⑷ “IF THEN”命令

① 簡單的 if語句（if 與then 必須在同一行中）

if 條件描述

then

條件滿足時執(zhí)行的操作;end_if;② if else 語句

if 條件描述

then

條件滿足時執(zhí)行的操作;else

條件不滿足時執(zhí)行的操作;end_if;⑸ “case”命令：這是多分支選擇語句。

case 表達(dá)式 of n0...n1:

條件滿足時執(zhí)行的操作A;n2...n3:

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條件滿足時執(zhí)行的操作B;else:

以上條件均不滿足時執(zhí)行的操作C;end_case;⑹ “FOR”循環(huán)命令

for 變量 := 表達(dá)式 1 to 表達(dá)式 2(by 增量)do 操作語句;end_for；

語句 by可以省略，如果沒有指定增量，則自動指定為 1。⑺ “while do”命令

while 表達(dá)式 do 操作語句； end_while;⑻ “goto”命令：（無條件跳轉(zhuǎn)命令）

goto

標(biāo)識符；

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第四篇：plc控制四路搶答器課程設(shè)計

plc控制四路搶答器課程設(shè)計

市場上有許許多多種搶答器，但功能卻各不相同，電路也形形色色，而所選元件也各不相同。筆者設(shè)計了一款用plc控制的搶答器，該搶答器集搶答、聲音警示、燈光指示和計時于一身，借助較少的外圍元件完成搶答的整個過程，選用的是（OMRON）生產(chǎn)的C20p型PLC設(shè)計制作了四路搶答器，該設(shè)計編程簡單，容易理解掌握，且工作穩(wěn)定可靠。總體電路簡單，易于制作。

1、系統(tǒng)工作原理 1．1 控制要求

（1）競賽者若要回答主持人所提問題時，須搶先按下桌上的搶答按鈕；

（2）綠色指示燈亮后，須等主持人按下復(fù)位按鈕PB5后，指示燈才熄滅；

（3）如果競賽者在主持人打開SW1開關(guān)10 s內(nèi)搶先按下按鈕，電磁線圈將使彩球搖動，以示競賽者得到一次幸運(yùn)的機(jī)會；

（4）如果在主持人打開SW1開關(guān)10 s內(nèi)無人搶答，則必須有聲音警示，同時紅色指示燈亮，以示競賽者放棄該題；

（5）在競賽者搶答成功后，應(yīng)限定一定的時間回答問題，根據(jù)題目難易可設(shè)定時間（如2 min）；

（6）當(dāng)主持人打開SW2開關(guān)后記時開始，如果競賽者在回答問題時超出設(shè)定時限，則紅色指示燈亮并伴有聲音提示，競賽者停止回答問題。1．2 選定輸入、輸出設(shè)備

輸入設(shè)備

輸入端子號

搶答按鈕 PB11 0000

搶答按鈕 PB12 0001

搶答按鈕 PB21 0002搶答按鈕

搶答按鈕 PB31 0004

搶答按鈕 PB32 0005

搶答按鈕 PB41 0006

搶答按鈕 PB42 0007

復(fù)位按鈕 PB5 0008

選擇開關(guān) SW1 0009

限時開關(guān) SW2 0010

輸出設(shè)備

輸出端子號

綠色指示燈L1輸出

0500

綠色指示燈L2輸出

0501

綠色指示燈L3輸出

0502

綠色指示燈L4輸出

0503

紅色指示燈L5輸出

0504

紅色指示燈L6輸出

0505

PB22 0003

電磁開關(guān)SOL輸出

0506

回答限時聲音輸出

0508

2、系統(tǒng)軟件設(shè)計［1～3］ 2．1 控制梯形圖

系統(tǒng)控制梯形圖如圖1所示。

2．2 工作過程

（1）由于0500使用他的自身觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)），在0000或0001閉合后仍保持在ON狀態(tài)（自鎖）。同時，將其常閉觸點(diǎn)串入其他各回路中，在0500接通后，他的常閉觸點(diǎn)打開，切斷其他搶答回路（互鎖）；

（2）0501，0502和0503以同樣方式動作，自鎖繼電器在復(fù)位按鈕PB5再次動作時將清零；

（3）機(jī)會選擇開關(guān)SW1使0009閉合后，10 s定時器TIM00啟動；

（4）如果0500，0501，0502和0503在10 s定時器TM00動作之前任何一個閉合，則0506變?yōu)镺N以示搶答成功，同時切斷10 s計時顯示輸出回路，否則輸出聲音提示，以示競賽者放棄該題；

（5）常開觸點(diǎn)0009斷開后，自鎖繼電器和定時器TIM00將清零；

（6）搶答成功后，主持人閉合限時開關(guān)SW2使 0010閉合后，2 min定時器TIM01啟動，時間到0505和0508閉合，紅燈亮并有聲音提示停止回答；

（7）常開觸點(diǎn)0010斷開后，定時器TIM01清零，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備。2．3 程序指令

程序指令如表1所示。

2．4 外部接線圖

外部接線如圖2所示。

3、適當(dāng)擴(kuò)展

如果給電路加入適當(dāng)?shù)木帯⒆g碼器件，就可以將紅、綠燈指示變?yōu)橹庇^的數(shù)字顯示，對外圍電路稍加修改，就可以變成多路多人搶答器，如六路或十路等，改為多路多人搶答器，可以在梯形圖中再加入兩路或六路分支即可。去掉程序中的互鎖和搶答限時功能，可以將搶答器改成呼叫器，可以用在醫(yī)院的病房、工廠的車間等多種地方。

第五篇：PLC搶答器課程設(shè)計（寫寫幫推薦）

《電氣控制與PLC》

課程設(shè)計報告

物聯(lián)網(wǎng)工程 學(xué)院自動化 專業(yè)

題目：搶答器 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計

學(xué)號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師王志國

二〇一四年六月

搶答器 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)備概況：

實(shí)用搶答器的這一產(chǎn)品是各種競賽活動中不可缺少的設(shè)備，無論是學(xué)校、工廠、軍隊(duì)還是益智性電視節(jié)目，都會舉辦各種各樣的智力競賽，都會用到搶答器。目前市場上已有的各種各樣的智力競賽搶答器絕大多數(shù)是早期設(shè)計的，只具有搶答鎖定功能的一個電路，以模擬電路、數(shù)字電路或者模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的產(chǎn)品，這部分搶答器已相當(dāng)成熟。現(xiàn)在的搶答器具有倒計時、定時、自動（或手動）復(fù)位、報警（即聲響提示，有的以音樂的方式來體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能。但功能越多的電路相對來說就越復(fù)雜，且成本偏高，故障高，顯示方式簡單(有的甚至沒有顯示電路)，無法判斷提前搶按按鈕的行為，不便于電路升級換代。本設(shè)計要求就是利用PLC作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號的產(chǎn)生，用PLC本身的優(yōu)勢使競賽真正達(dá)到公正、公平、公開。

控制要求：

1）搶答器同時供8 名選手或8 個代表隊(duì)比賽，分別用8 個按鈕S0 ~ S7 表示。2）設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。

3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED 數(shù)碼管上顯示，同時揚(yáng)聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

4）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30 秒）。當(dāng)主持人啟動“開始”鍵后，定時器進(jìn)行減計時，同時揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5 秒左右。

5）參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

6）如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。

實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備：

西門子PLC S7-300，連接線，計算機(jī)，STEP7軟件

I/O分配表

I/O接線圖

搶答器PLCS7-300程序梯形圖：

設(shè)計思路與感想：

本次課程設(shè)計，搶答器環(huán)節(jié)的程序設(shè)計并不難，我們花費(fèi)了大量時間在數(shù)碼管譯碼電路程序的編寫上。通過一系列的程序調(diào)試，我們成功的實(shí)現(xiàn)了搶答器的功能要求。設(shè)計過程中，由于輸入輸出的地址設(shè)計錯誤，使得我們的程序在軟件仿真時成功了，但在硬件上無法達(dá)到想要的效果，在請教老師后，我們成功的解決了這個問題。

通過這次課程設(shè)計的鍛煉，我對PLC的編程與應(yīng)用有了更深層次的了解，對該門課的掌握也有了新的提高。