PLC课程设计报告书
适用于自动化、电气工程及其自动化专业
设计题目： 高层楼房供水系统
班 级：指导教师： 张 扬
学号姓名：
学号姓名：
信息科学与工程学院
二零一零年七月
课程设计（论文）任务书
指导教师签字： 系（教研室）主任签字：
2010年 7 月 8 日
目录
一、设计目的 ........................................................................................................................... 4
二、设计任务 ........................................................................................................................... 4
1、设计要求 ......................................................................................................................... 4
2、设计题目 ......................................................................................................................... 4
三、设计原理 PLC简介 ....................................................................................................... 5
（1）课程设计控制原理 ......................................................................................................... 5
（2）PLC控制系统原理框图 ................................................................................................. 5
四、设计思路 ........................................................................................................................... 7
五、设计梯形图 ....................................................................................................................... 7
六、程序指令表 ....................................................................................................................... 8
七、调试过程问题分析 ........................................................................................................... 9
（1）调试中出现的问题 ......................................................................................................... 9
（2）分析与解决 ................................................................................................................... 10
八、课程设计总结 ................................................................................................................. 10
（1） 关于可编程逻辑器件PLC ......................................................................................... 10
（2） 关于我们 设计心得 ................................................................................................... 11
九、参考文献 ......................................................................................................................... 11
高层楼房供水系统
一、设计目的
1 . 熟悉PLC主机的结构，熟悉编程器的功能；
2 . 进一步熟悉编程器及CX-P的使用方法，掌握输入\输出、定时器\计数器、微分、保持继电器等常用指令的功能和编程方法；
3. 理解联锁、跳转、数据比较、数据位移、数据传送、数据转换、运算等指令的功能，掌握其使用方法；
4. 通过基本训练，设计一个PLC控制高层楼房供水系统装置。按控制要求选择PLC机型和外部设备，设计PLC外部电路的接线图。编写控制程序，并学习上机调试程序的方法。
二、设计任务
1、设计要求
根据所给的基本要求，通过调研或查阅参考资料，写出具体的设计报告书，包含设计任务，设计指标、设计思路、设计梯形图和调试过程问题分析、设计结论。设计报告每人一份，16K打印或手写均可，其中封皮统一（封皮电子版见FTP），验收时需要答辩。（设计及实现过程可参考PLC实验指导书）
2、设计题目
设计高层楼房供水系统。有3台电机。
当水位最低时，三台电机均起动；
当水位最高时，一台电机起动；
当水位中等时，二台电机起动；
正常运行时，水位在高水位，每台电机循环工作30分。
参考指导书混合液体搅拌实验。
三、设计原理 PLC简介
（1）课程设计控制原理
1 与机电控制原理区别不大，PLC控制主要是通过程序语言来实现，用程序语言主要是为了替代硬接线控制电路过于频繁的改变接线方式带来的不便，从而只需改变程序语言的某个程序片断或几个指令便可实现控制要求。
2 与基本微机类似，PLC也是由软件和硬件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC才能正常工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。PLC的基本工作过程如下：
（1）输入现场信息 ： 在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点，读入各输入点的状态；
（2）执行程序 ： 顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算；
（3）输出控制信号 ： 根据逻辑运算的结果，输出状态寄从器（锁从器）向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑功能。
上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十ms。在实际应用中，大多数机械设备的工作过程可以分为一系列不断重复的顺序操作，PLC的工作方式与此相似。因此，PLC的程序可与机器的动作一一对应，程序编制简单、直观，不容易出错，而且容易修改，从而大大减少了软件的开发费用，缩短了软件的开发周期。
（2）PLC控制系统原理框图
为了提高工作的可靠性，即使接收外来的控制命令，PLC在每次扫描期间，除了完成上述操作外，通常还要进行故障自诊断，完成与编程器等的通信。因此，整个扫描过程如图： 每次扫描开始，先执行一次自诊断程序，对各输入输出点、存储器和CPU等进行诊断，诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态，并与正常的标准状态进行比较，若两者一致，说明各部分工作正常，若不一致则认为有故障。此时，PLC立即启动关机程序，保留现行工作状态，并关断所有输出点，然后停机。
诊断结束后，如没有发现故障，PLC将继续往下扫描，检查是否有编程器等的通信请求。如果有则进行相应的处理，比如，接受编程器发来的命令，把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。处理完通信后，PLC继续往下扫描，输入现场信息，顺序执行拥护程序，输出控制信号，完成一个扫描周期。然后从自诊断开始，进行第二轮扫描。PLC就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，后因停电、出现故障等才停止工作。
开始自诊断
与编程器通信
读入现场信息
执行用户程序
输出结果
四、设计思路
水位高度由给定信号控制即三个开关信号：
水位最高时，给定一个开关信号，控制一台电机运行，且三台交替运行； 水位中等时，给定另一个开关信号，控制2台电机运行；
而水位最低时，给定第三开关信号，控制三台电机运转。
电机运转均可由指示灯的亮灭来显示，…………………………….
三台电机的循环控制通过时间继电器的延时功能来实现。
五、设计梯形图
六、程序指令表
七、调试过程问题分析
（1）、调试中出现的问题
1. 程序无法写入
2. 程序无法保存
3. 程序设计错误
4. 程序写入之后无法运行
（2）分析与解决
1. 要实现程序的写入，应当在菜单”PLC”下,点击“写出”，设置所写代码行。
2. 一开始程序保存后，所存文件打开为空。
要实现程序的保存，应当在程序文件转换之后，再进行保存。
3. 因为三菱的指令以及梯形图的符号用法与课本所介绍的欧姆龙的指令系统稍有不同。 在经过几次摸索之后，成功的实现了指令的编写
4. 经仔细检查，程序设计没有问题。疑为硬件连接不可靠所致。
关闭电源，对各连接线重新连接再上电，程序正常运行。
八、课程设计总结
（1）关于可编程逻辑器件PLC
通过该课程的设计及学习，熟悉了PLC有以下优越的性能：
1、灵活性和通用性强 继电器控制系统的控制电路要使用大量的控制电器，需要通过人工布线、焊接、组装来完成电路的连接。其致命的缺点是，如果工艺要求稍有改变，控制电路必须随之做相应的变动，耗时且费力。PLC是利用存储在机内的程序实现各种控制功能的。因此，在PLC控制的系统中，当控制功能改变时只需修改程序既可，PLC外部接线改动极少，甚至可不必改动。一台PLC可以用于不同的控制系统中，只不过改变了其中的程序罢了。
2、抗干扰能力强、可靠性高 大量开关动作是有无触点的半导体电路来完成的，避免了继电器控制中的电器老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象的发生，大大提高了系统的可靠性，被誉为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”。
3、变成语言简单易学 大多数为梯形图语言，了解继电器控制线路的电气技术人员很容易接受。
4、PLC与外部设备的连接简单、使用方便 其输入/输出接口已经镶嵌与机体内，只需接很少的线路而已。
5、PLC的功能强、功能的扩展能力强
6、PLC控制系统的设计、调试周期短
7、PLC体积小、重量轻、易于实现机电一体化,由于PLC内部电路主要采用半导体集成电路;更由于它具有很强的抗干扰能力,能适应各种恶劣的环境,因而它已成为实现机电一体化十分理想的控制装置。
（2） 关于我们 设计心得
通过这次PLC控制系统设计，我们对plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次课程设计是我们一组三人协作完成，彼此脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。
九、参考文献
[1] 电气控制及可编程控制器原理及应用 宫淑贞 王冬青 徐世许 编著 人民邮电出版社 2002年7月第1版
[2] 可编程序控制器课程设计及实验讲义 张华强 编著
哈尔滨工业大学（威海） 2007年3月28日
[3] 在系统可编程技术及其器件原理与应用 刘笃仁 杨万海 编著 西安电子科技大学出版社 1999年5月第1版
[4] 百度文库
[5] 豆丁网 http://www.docin.com/app/my/docin/myBook