目录
0．前言 .................................................................. 1．课程设计的任务和要求 .................................................. 1.1 课程设计的任务 ................................................... 1.2 课程设计的基本要求 ............................................... 2．总体设计 .............................................................. 42.1 PLC选型 .......................................................... 2.2 PLC端子连线 ...................................................... 3．PLC 程序设计 .......................................................... 73.1设计思想 .......................................................... 3.2 顺序功能图 ....................................................... 3.3 PLC梯形图 ........................................................ 4．程序调试说明 ......................................................... 5．结束语 ............................................................... 6．参考文献 ............................................................. 20
№1
0．前言
可编程控制器（Programmable Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子
№2
技术，自动化技术，网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC 或PLC 它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱之一。
由于控制对象的复杂性, 使用环境的特殊性和运行工作的长期连续性，使得PLC 在设计，结构上具有许多其他控制器所无法相比的特点。如可靠性高，抗干扰能力强；系统设计周期短；通用性强，使用方便；程序设计简单，易学，易懂；采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；安装简易，调试方便，维护工作量小；对生产工艺改变适应力强，可进行柔性生产等优点。由于混凝土系统要求是在工业环境下运行，对电气要求较高，所以选用PLC 十分实用。
1．课程设计的任务和要求
1.1 课程设计的任务
（1）混凝土配料及搅拌系统设计
№3
（2）系统由配料部分和搅拌部分组成。如下图所示
图1 混凝土配料及搅拌系统示意图
1.2 课程设计的基本要求
配料部分由石料1、石料2、石粉1、石粉2、沥青的储料仓与称料斗组成。5种材料分别由各自的传感器（脉冲信号）计量放料数量。配比为6：2：6：2：2.
控制过程如下： 按下启动键后，同时开启石料1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。并同时对三种材料计数；当石料1计满后关闭石料1，开启石料2；当石粉1计满后关闭石粉1，开启石粉2；当5种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器；接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器；最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器；三个料斗都关闭后，同时开始搅拌1分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程。
要求：
1） 完成上述工作循环
2） 要求有三种工作方式：手动、自动。
3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。
2．总体设计
2.1 PLC选型
因为在设计程序是有24个输入口（包括启动等开关5个，限位传感器9个，手动控制开关10个）和12个输出口，所以对PLC 的CPU 有较高的要求，需要更多的I/O端口，所以选用德国西门子公司制作的S7-200系列的可编程控制器CPU 226 AC/DC/继电器。
主要参数： 本机数字输入 ： 24路数字量输入
本机数字输出： 16路数字量输出 高速计数器（32—位置）：6个
脉冲输出： 2个29KHz 脉冲速频 程序空间： 4096字 定时器总数： 256个 计时器总数： 256个
№4
5
6
3．PLC 程序设计
3.1设计思想
此次课程设计，研究混凝土配料及其搅拌系统设计。首先，要注意系统主要控制的是石料，石粉与沥青的释放时机，其次，要注意达到搅拌时长后对混凝土的释放。我的想法是通过传感器来控制石料，石粉与沥青的比例搭配。当启动系统后打开开关后，同时释放石料1，石粉1以及沥青。通过传感器控制石料1达到比例后释放，然后通过传感器配比石料2。石粉及沥青与此道理相同。当配料结束后，首先释放石料，然后通过传感器控制释放石粉，然后在释放沥青，然后在缸内进行搅拌，计时1分钟。时间到达后释放混凝土，完成一次循环，通过计数器进行计数。循环5此后进行声光报警，系统停止运行。
№7
8
№9
3.3 PLC梯形图
图5 主程序梯形图
图6 公用程序梯形图
№10
图7 自动程序功能图
图8 手动程序功能图
沈阳理工大学课程设计专用纸
4．程序调试说明
仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl ”的ASC Ⅱ文件。选择CPU 然后在下载到仿真PLC 中去。初始界面如图所示：
№17
图9 初始界面
本程序需要完成连续，单周期，手动三种工作方式。调试过程中，小灯亮代表相应的步工作正常可进行下一步调试自动程序调试，打开启动按钮I0.0，闭合停止按钮I0.1。连续阶段，按连续按钮I0.4，之后逐步调试，对应的小灯亮循环5次后结束。单周期阶段，按单周期按钮I0,.3，运行1次结束。
图10 连续阶段
沈阳理工大学课程设计专用纸 №18
图11 单周期阶段
手动阶段按手动按钮I0.2，之后手动开启各个按钮，对应的灯泡亮，代表运行正常。
图12 手动阶段
5．结束语
通过为期两周的课程设计，感触颇多。初接触题目的时候有点无从下手的感觉，之后在老师的指导和同学的帮助之下，我了解了机电传动课程的PLC 设计，深刻的体会的电器编程的重要性。其次我对程序的手动，单周期，连续操作有了很深的认识，更加熟练地掌握了机电传动控制系统的基本原理、PLC 控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC 改造方法。
而且设计的过程是一个不断出错和改错的过程，从梯形图有错误到调试时，相应的线圈无法得电。在不断改错的过程中我多PLC 编程的认识逐步加深到现在可以和熟练的运用PLC 。教会了我做任何事情都不能半途而废。只有不断充实自己才能获得想要的成功。
最后，感谢李岩老师对我的指导与帮助。
№19
6．参考文献
（1）《机电传动控制》 主编：陈白宁，段智敏，刘文波 东北大学出版社，第一版.
（2）《可编程控制器原理与应用》 主编：涂明武 北京航空航天出版社
（3）《PLC 应用技术》 主编：冯新强 北京邮电大学出版社
（4）《S7—200PLC 编程原理与工程实训》 主编：李辉 北京航空航天大学出版社 №20
目录
0．前言 .................................................................. 1．课程设计的任务和要求 .................................................. 1.1 课程设计的任务 ................................................... 1.2 课程设计的基本要求 ............................................... 2．总体设计 .............................................................. 42.1 PLC选型 .......................................................... 2.2 PLC端子连线 ...................................................... 3．PLC 程序设计 .......................................................... 73.1设计思想 .......................................................... 3.2 顺序功能图 ....................................................... 3.3 PLC梯形图 ........................................................ 4．程序调试说明 ......................................................... 5．结束语 ............................................................... 6．参考文献 ............................................................. 20
№1
0．前言
可编程控制器（Programmable Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子
№2
技术，自动化技术，网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC 或PLC 它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱之一。
由于控制对象的复杂性, 使用环境的特殊性和运行工作的长期连续性，使得PLC 在设计，结构上具有许多其他控制器所无法相比的特点。如可靠性高，抗干扰能力强；系统设计周期短；通用性强，使用方便；程序设计简单，易学，易懂；采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；安装简易，调试方便，维护工作量小；对生产工艺改变适应力强，可进行柔性生产等优点。由于混凝土系统要求是在工业环境下运行，对电气要求较高，所以选用PLC 十分实用。
1．课程设计的任务和要求
1.1 课程设计的任务
（1）混凝土配料及搅拌系统设计
№3
（2）系统由配料部分和搅拌部分组成。如下图所示
图1 混凝土配料及搅拌系统示意图
1.2 课程设计的基本要求
配料部分由石料1、石料2、石粉1、石粉2、沥青的储料仓与称料斗组成。5种材料分别由各自的传感器（脉冲信号）计量放料数量。配比为6：2：6：2：2.
控制过程如下： 按下启动键后，同时开启石料1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。并同时对三种材料计数；当石料1计满后关闭石料1，开启石料2；当石粉1计满后关闭石粉1，开启石粉2；当5种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器；接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器；最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器；三个料斗都关闭后，同时开始搅拌1分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程。
要求：
1） 完成上述工作循环
2） 要求有三种工作方式：手动、自动。
3） 连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。
2．总体设计
2.1 PLC选型
因为在设计程序是有24个输入口（包括启动等开关5个，限位传感器9个，手动控制开关10个）和12个输出口，所以对PLC 的CPU 有较高的要求，需要更多的I/O端口，所以选用德国西门子公司制作的S7-200系列的可编程控制器CPU 226 AC/DC/继电器。
主要参数： 本机数字输入 ： 24路数字量输入
本机数字输出： 16路数字量输出 高速计数器（32—位置）：6个
脉冲输出： 2个29KHz 脉冲速频 程序空间： 4096字 定时器总数： 256个 计时器总数： 256个
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3．PLC 程序设计
3.1设计思想
此次课程设计，研究混凝土配料及其搅拌系统设计。首先，要注意系统主要控制的是石料，石粉与沥青的释放时机，其次，要注意达到搅拌时长后对混凝土的释放。我的想法是通过传感器来控制石料，石粉与沥青的比例搭配。当启动系统后打开开关后，同时释放石料1，石粉1以及沥青。通过传感器控制石料1达到比例后释放，然后通过传感器配比石料2。石粉及沥青与此道理相同。当配料结束后，首先释放石料，然后通过传感器控制释放石粉，然后在释放沥青，然后在缸内进行搅拌，计时1分钟。时间到达后释放混凝土，完成一次循环，通过计数器进行计数。循环5此后进行声光报警，系统停止运行。
№7
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3.3 PLC梯形图
图5 主程序梯形图
图6 公用程序梯形图
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图7 自动程序功能图
图8 手动程序功能图
沈阳理工大学课程设计专用纸
4．程序调试说明
仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl ”的ASC Ⅱ文件。选择CPU 然后在下载到仿真PLC 中去。初始界面如图所示：
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图9 初始界面
本程序需要完成连续，单周期，手动三种工作方式。调试过程中，小灯亮代表相应的步工作正常可进行下一步调试自动程序调试，打开启动按钮I0.0，闭合停止按钮I0.1。连续阶段，按连续按钮I0.4，之后逐步调试，对应的小灯亮循环5次后结束。单周期阶段，按单周期按钮I0,.3，运行1次结束。
图10 连续阶段
沈阳理工大学课程设计专用纸 №18
图11 单周期阶段
手动阶段按手动按钮I0.2，之后手动开启各个按钮，对应的灯泡亮，代表运行正常。
图12 手动阶段
5．结束语
通过为期两周的课程设计，感触颇多。初接触题目的时候有点无从下手的感觉，之后在老师的指导和同学的帮助之下，我了解了机电传动课程的PLC 设计，深刻的体会的电器编程的重要性。其次我对程序的手动，单周期，连续操作有了很深的认识，更加熟练地掌握了机电传动控制系统的基本原理、PLC 控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC 改造方法。
而且设计的过程是一个不断出错和改错的过程，从梯形图有错误到调试时，相应的线圈无法得电。在不断改错的过程中我多PLC 编程的认识逐步加深到现在可以和熟练的运用PLC 。教会了我做任何事情都不能半途而废。只有不断充实自己才能获得想要的成功。
最后，感谢李岩老师对我的指导与帮助。
№19
6．参考文献
（1）《机电传动控制》 主编：陈白宁，段智敏，刘文波 东北大学出版社，第一版.
（2）《可编程控制器原理与应用》 主编：涂明武 北京航空航天出版社
（3）《PLC 应用技术》 主编：冯新强 北京邮电大学出版社
（4）《S7—200PLC 编程原理与工程实训》 主编：李辉 北京航空航天大学出版社 №20