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PLC与组态技术 课程设计 任务书
一、设计性质与目标
《PLC与组态技术课程设计》是《PLC与组态监控技术》课程的实践环节，为辅助《PLC与组态监控技术》这门功课的学习，通过该设计来加强学生对该门课程的认识和理解；增强学生动手操作能力，使学生更深层次理解掌握PLC常用指令的功能、编程方法。同时，结合组态技术，使学生能完成较为复杂包含监控系统的设计，为将来踏上工作岗位打好基础。 通过设计使学生掌握PLC常用指令的功能、编程方法，会使用STEP7和力控组态编程软件，具备利用PLC和力控组态编程软件实现工业控制的基本能力，增强学生的实际操作能力。 二、设计内容及基本要求 （一）、设计考查内容 1、PLC编程方法和基本指令的熟练掌握 2、STEP7软件和力控组态编程软件的使用 3、梯形图的编制 4、程序的输入和调试方法 5、PLC和力控组态编程软件的联调 （二）、设计要求 1、设计分组要求：1至2人/组 2、每个组从以下题目中选择1个题目完成，各题目难度系数略有不同： （1）运料小车PLC控制组态仿真 （2）抢答器PLC控制组态仿真设计 （3）十字路口交通灯PLC控制组态仿真设计 （4）全自动洗衣机PLC控制组态仿真设计 （5）多种液体自动混合PLC控制组态仿真设计 除以上题目外也可以自由选择其他题目，但需经过指导老师审核通过方可。 4、完成设计报告的编写，每组1份。 三、设计报告要求（参见设计报告模板） 四、设计评分标准 设计结果+设计报告+考勤 五、注意事项 1、由于组态软件不能控制PLC的输入点，故用其内部继电器如M0.0、M0.1等来替代。  2、编辑完PLC程序后及时保存在电脑上，这样调试程序时不必每次都重新输入，或者也可点击STEP主界面中的“上载”按钮 来从PLC中调出程序。3、因为力控组态软件ForceControl和PLC编程软件STEP7都要与PLC通讯，故两者不能同时运行。特别是在运行STEP7软件前一定要退出ForceControl的所有程序，否则就会出现通讯故障。 4、PLC程序运行的正确与否可用组态软件的监控界面来观察。 5、监控界面均为参考界面，可以加入自己的创意，另外除规定的控制要求外也可加入自己的想法，均有适当加分。
设计1运料小车PLC控制组态仿真
一、设计目的 1、学习STEP7 软件和组态软件的使用方法，掌握用梯形图编写PLC程序及程序的调试方法。 2、熟悉运料小车的PLC控制编程及调试。 3、熟悉运料小车的组态设计方法与仿真调试。 二、设计设备 1、THSMS-2A型实验箱1台 2、个人计算机1台 3、连接导线若干 4、USB-PPI通信电缆1条。 5、STEP7软件、力控组态软件。 三、设计控制要求 本设计是利用PLC来控制一台运料的小车。运料小车的参考组态仿真界面如图1所示。一台小车在两个工作台之间运送货物，小车的活动范围限于两个工作台之间。图上的小车将货物不断地从左端运送到右端。
图1 运料小车组态仿真界面1 设计的控制要求为： 1、界面上有两个“开始”和“停止” 按钮。两个按钮均为非自锁按钮，即按钮按下时为1，松开后为0。要求按下“开始”按钮后，小车开始工作，按下“停止”按钮后，小车立即停止工作。 2、在开始工作之前，小车可能位于两工作台之间的任何位置，所以要求按下开始 按钮后，小车先左行至最左端，碰到行程开关为止，然后再开始往复的运动。 3、当小车行进到最左端碰到行程开关时，左端的行程开关会发出一个ON 信号，在仿真界面上显示为行程开关变为红色，表示小车已经达到最左端，此时小车停车3秒钟，等待装货，3秒钟后，小车右行，直到碰到右端的行程开关。同样当小车碰到右侧的行程开关时，右侧的行程开关也会发出 ON信号，行程开关变为红色，小车停车3秒钟，等待卸货。之后小车重新左行，不断地重复上面的过程，直到按下“停止”按钮为止。 4、当小车停止时，任何时候按下“手动后退”按钮，则小车左行，直到碰到左端的行程开关为止；当小车停止时，任何时候按下“手动前进”按钮，则小车右行，直到碰到右端的行程开关为止。 5、当小车接到左行信号时，界面上会显示出一个指向左端的箭头。当小车接到右行信号时，界面上会显示出一个指向右端的箭头。当小车接到停车信号时，界面上会显示出一个叹号“！”，表示小车既不前进也不后退。 6、界面上有个时钟，可以显示当前时间。 四、设计内容及步骤 1、连接计算机与PLC装置，启动计算机，连好导线，接通PLC装置的电源。 2、根据控制要求做好I/O分配，启动STEP7软件，编写PLC程序，下载到PLC中运行，并调试到没有问题之后，当PLC运行在RUN状态下时关闭STEP7编程软件。 3、启动组态软件，完成I/O设备组态、数据库组态，并根据设计要求绘制监控画面，完成动画连接及相关全局脚本。 4、运行组态工程，观察现象是否满足设计要求，若不满足，修改PLC程序或组态工程直到满足要求为止。 注意：梯形图要有I/O注释，数据库组态截图时注意截完整，IO连接部分要展开，其中各个点需要做好说明。
设计2 抢答器PLC控制组态仿真
一、设计目的 1、学习STEP7软件和组态软件的使用方法，掌握用梯形图编写PLC程序及程序的调试方法。 2、熟悉抢答器的PLC控制编程及调试。 3、熟悉抢答器的组态设计方法与仿真调试。 二、设计设备 1、THSMS-2A型实验箱1台 2、个人计算机1台 3、连接导线若干 4、USB-PPI通信电缆1条。 5、STEP7软件、力控组态软件。 三、设计控制要求 本6路抢答器控制系统的组态监控界面参考图如下图所示： 该抢答器具体控制要求如下： 1、抢答器可以同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个抢答按钮表示，每组的抢答台上各有一个报警灯，点亮表示抢到答题权。 2、主持人台上有一个抢答复位按钮和一个抢答开始按钮，这两个按钮由主持人控制；同时主持人台还有一个报警灯，点亮表示本轮抢答无效。 4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动抢答开始按钮后，定时器进行减计时，屏幕显示器上显示倒计时时间，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间1秒左右（在力控中扬声器可以自己画一个，扬声器响可以用闪烁表示；或者扬声器可以用位图对象，扬声器响可以用流动表示）。 5、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上定格显示抢答剩余的时间，并保持到主持人将本轮抢答复位为止。 6、如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，主持人台报警灯点亮并禁止抢答，定时显示器上显示00。 7、主持人按下抢答复位按钮后，场上所有报警灯、时间显示器、扬声器等输出全部关断，为下一轮抢答做准备。 四、设计内容及步骤 1、连接计算机与PLC装置，启动计算机，连好导线，接通PLC装置的电源。 2、根据控制要求做好I/O分配，启动STEP7软件，编写PLC程序，下载到PLC中运行，并调试到没有问题之后，当PLC运行在RUN状态下时关闭STEP7编程软件。 3、启动组态软件，完成I/O设备组态、数据库组态，并根据设计要求绘制监控画面，完成动画连接及相关全局脚本。 4、运行组态工程，观察现象是否满足设计要求，若不满足，修改PLC程序或组态工程直到满足要求为止。 注意：梯形图要有I/O注释，数据库组态截图时注意截完整，IO连接部分要展开，其中各个点需要做好说明。
设计3 十字路口交通灯PLC控制组态仿真
一、设计目的 1、学习STEP7软件和组态软件的使用方法，掌握用梯形图编写PLC程序及程序的调试方法。 2、熟悉十字路口交通灯的PLC控制编程及调试。 3、熟悉十字路口交通灯的组态设计方法与仿真调试。 二、设计设备 1、THSMS-2A型实验箱1台 2、个人计算机1台 3、连接导线若干 4、USB-PPI通信电缆1条。 5、STEP7软件、力控组态软件。 三、设计控制要求
十字路口交通指挥灯组态仿真参考界面图如上两图所示。本设计利用 PLC 控制十字路口的交通灯。十字路口的交通灯分为东西控制灯和南北控制灯，每个方向有红、绿、黄三种颜色的控制灯，分别称为东西红灯、东西绿灯、东西黄灯和南北红灯、南北绿灯、南北黄灯。 设计的控制要求如下： 1、界面上有“开始”和“停止”两个非自锁按钮，按下时为1，松开后为0。当按下“开始”按钮时，系统开始按照控制要求进行控制，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。按下“停止”按钮时，系统的控制程序停止控制，所有信号灯都熄灭。。 2、南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。 3、东西红灯亮维持25秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。 四、设计内容及步骤 1、连接计算机与PLC装置，启动计算机，连好导线，接通PLC装置的电源。 2、根据控制要求做好I/O分配，启动STEP7软件，编写PLC程序，下载到PLC中运行，并调试到没有问题之后，当PLC运行在RUN状态下时关闭STEP7编程软件。 3、启动组态软件，完成I/O设备组态、数据库组态，并根据设计要求绘制监控画面，完成动画连接及相关全局脚本。 4、运行组态工程，观察现象是否满足设计要求，若不满足，修改PLC程序或组态工程直到满足要求为止。 注意：梯形图要有I/O注释，数据库组态截图时注意截完整，IO连接部分要展开，其中各个点需要做好说明。
设计4全自动洗衣机PLC控制组态仿真
一、设计目的 1、学习STEP7软件和组态软件的使用方法，掌握用梯形图编写PLC程序及程序的调试方法。 2、熟悉全自动洗衣机的PLC控制编程及调试。 3、熟悉全自动洗衣机的组态设计方法与仿真调试。 二、设计设备 1、THSMS-2A型实验箱1台 2、个人计算机1台 3、连接导线若干 4、USB-PPI通信电缆1条。 5、STEP7软件、力控组态软件。 三、设计控制要求 全自动洗衣机PLC控制组态仿真参考监控界面如上图所示。具体控制要求如下： 1、启动（待机）：按下启动按钮后运行指示灯点亮，进水阀打开，进水口开始进水，进水指示灯亮，当水位达到高水位限制开关的时候，停止进水，进水指示灯灭。 2、洗衣过程：当进水完成时，洗涤电机开始转动，运行指示灯开始闪烁(闪烁周期自定)。为了更好的洗涤衣服，我们设定洗涤电机正转，反转相互交替三次（洗涤次数可自由改动，假定每轮正转2秒反转2秒）。当设定洗涤次数完成时，洗涤电机停止转动，出水阀打开，开始排水，出水指示灯亮。当水排完即水位达到下限位，已将桶内水排差不多后，洗涤电机启动正转，开始衣服的甩干过程，假定甩干时间为3秒，当设定的时间结束时，洗衣完成，出水阀关闭，出水指示灯熄灭，运行指示灯长亮，报警灯长亮，5秒后报警灯熄灭。 3、注意：水位限制开关的状态变化特点是当前水位超过限制水位则接通，否则为断开。 四、设计内容及步骤 1、连接计算机与PLC装置，启动计算机，连好导线，接通PLC装置的电源。 2、根据控制要求做好I/O分配，启动STEP7软件，编写PLC程序，下载到PLC中运行，并调试到没有问题之后，当PLC运行在RUN状态下时关闭STEP7编程软件。 3、启动组态软件，完成I/O设备组态、数据库组态，并根据设计要求绘制监控画面，完成动画连接及相关全局脚本。 4、运行组态工程，观察现象是否满足设计要求，若不满足，修改PLC程序或组态工程直到满足要求为止。 注意：梯形图要有I/O注释，数据库组态截图时注意截完整，IO连接部分要展开，其中各个点需要做好说明。
设计5多种液体自动混合PLC控制组态仿真
一、设计目的 1、学习STEP7软件和组态软件的使用方法，掌握用梯形图编写PLC程序及程序的调试方法。 2、熟悉多种液体自动混合的PLC控制编程及调试。 3、熟悉多种液体自动混合的组态设计方法与仿真调试。 二、设计设备 1、THSMS-2A型实验箱1台 2、个人计算机1台 3、连接导线若干 4、USB-PPI通信电缆1条。 5、STEP7软件、力控组态软件。 三、设计控制要求
多种液体自动混合PLC控制组态仿真参考监控界面如上图所示。具体控制要求如下： 1、初始放空： 液体自动混合装置通电初始，阀门Y1、Y2、Y3关闭，Y4打开10秒，将容器内残留液放空。 2、混合过程： （1）当初始放空过程结束后，按下启动按钮X0（在初始放空过程结束前，按钮X0不起作用）时Y1接通即打开电磁阀Y1，开始注入液体A至液面高度为L3时（L3=ON），Y1断开即关闭电磁阀Y1。同时Y2接通即打开电磁阀Y2，开始注入液体B至液面高度L2（L2=ON）时Y2断开即关闭电磁阀Y2，同时Y3接通即打开电磁阀Y3，开始注入液体C至液面高度L1（L1=ON）时Y3断开即关闭电磁阀Y3，停止注入液体C。 （2）停止注入液体C的同时，开启搅拌机M，电炉H开始加热，当温度达到指定温度，即温度传感器T导通时，搅拌电机停止，电炉H停止加热。 （3）停止搅拌后Y4接通即打开电磁阀Y4，放出混合液体，当液体降至液面高度L3后，再经过5s关闭混合液体阀门Y4，确保排空混合液体。 （4）Y1重新接通，循环以上3个过程。 3、停止操作：任何时候按下停止按钮，在当前操作周期完毕后才停止操作，并停在初始放空状态。 四、设计内容及步骤 1、连接计算机与PLC装置，启动计算机，连好导线，接通PLC装置的电源。 2、根据控制要求做好I/O分配，启动STEP7软件，编写PLC程序，下载到PLC中运行，并调试到没有问题之后，当PLC运行在RUN状态下时关闭STEP7编程软件。 3、启动组态软件，完成I/O设备组态、数据库组态，并根据设计要求绘制监控画面，完成动画连接及相关全局脚本。 4、运行组态工程，观察现象是否满足设计要求，若不满足，修改PLC程序或组态工程直到满足要求为止。 注意：梯形图要有I/O注释，数据库组态截图时注意截完整，IO连接部分要展开，其中各个点需要做好说明。
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