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抢答器PLC控制系统课程设计
物联网工程学院自动化专业。
学号学生姓名指导教师王志国。
二〇一四年六月。
设备概况：
实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用plc作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用plc本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。
控制要求：
1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮s0~s7表示。2）设置一个系统清除和抢答控制开关s，该开关由主持人控制。
3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在led数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
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“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
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，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
实验仪器设备：
西门子plcs7-300，连接线，计算机，step7软件。
i/o分配表。
i/o接线图。
抢答器plcs7-300程序梯形图：
设计思路与感想：
本次课程设计，抢答器环节的程序设计并不难，我们花费了大量时间在数码管译码电路程序的编写上。通过一系列的程序调试，我们成功的实现了抢答器的功能要求。设计过程中，由于输入输出的地址设计错误，使得我们的程序在软件仿真时成功了，但在硬件上无法达到想要的效果，在请教老师后，我们成功的解决了这个问题。
通过这次课程设计的锻炼，我对plc的编程与应用有了更深层次的了解，对该门课的掌握也有了新的提高。
PLC控制系统设计
可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，简称plc或pc)是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
plc是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点。
plc的主要特点如下：
a.用内部已定义的各种辅助继电器代替机械触点继电器，通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接导线，这些内部继电器的节点变位时间可理想化地认为等于零，因此只需考虑它的0-1状态而无需考虑传统继电器所固有的返回系数。
b.可靠性高，抗干扰能力强，适用于复杂的工业环境。
c.配套齐全，功能完善，适用性强，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能。
d.易学易用，照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是plc的程序编制采用简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学。
经过30多年的发展，plc已十分成熟与完善，尤其在顺序控制、开关量逻辑运算和处理这两方面具有显著优势，而模拟量闭环控制也已非常成熟。plc技术自从引入我国的电力行业后就得到了广泛应用，并发展壮大。
plc课程设计总结
和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是机械手臂的plc控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不明白怎样做。但透过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与潜力。
透过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对明白的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相贴合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
透过合作，我们的合作意识得到加强。合作潜力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责必须的部分，同时在必须的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家用心发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的。
方案。
得到实现，用心向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的。
方案。
在这过程也提高了我们的表过潜力。
透过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，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。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮忙与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是机械手臂的plc控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不明白怎样做。但透过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与潜力。
透过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对明白的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相贴合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
透过合作，我们的合作意识得到加强。合作潜力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责必须的部分，同时在必须的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家用心发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，用心向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过潜力。
透过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，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。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮忙与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
本文利用plc对磨机润滑系统的温度，压力等的监控与调节。透过plc与单片机通信，实现对温度的外部显示，具有很好的经济性。本系统在系统中使用调试成功，实现了对温度、压力、油箱液位的自动采集和实时监控调节、报警等功能以及对主机的控制，为现代工业控制的生产起到了用心作用，整个系统结构简单，操作方便、灵活，具有较好的实际价值和使用性。
由于设计水平有限和时间的仓促，本文中难免有错误和不妥之处，请给予批评指正。
透过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的潜力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在本次设计中，我们还需要超多的以前没有学到过的知识，于是图书馆和internet成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要决定优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的潜力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的潜力便会使我们受益非浅。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做超多的工作，花超多的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。
刚接触课题时并不明白具体怎样操作，也不懂得plc在此电路中有什么作用。经过同组成员的讨论，画出电气图及plc外部接线图时便都晓得了。在接线的过程中，主电路相当的顺利，而plc的连接尤其是加入小的中间继电器，使电路变的有点复杂。老师的讲解，自己的琢磨，plc代替控制电路连到主电路中，plc没输出。在同学的帮忙下才知画的外部接线是常开，实际用的是常闭，所以在接线时我们就应用常开实现，但却接了常闭因此plc没输出。
一切改好之后，电动机没动作。当时真是干着急，在老师的帮忙下，原因来自小中间继电器的常开接错了。重新改过之后电动机km无动作，一点点找过之后，确定是连接km的中间继电器接触不良。几次动作之后，电动机最后转了，真是一波几折，成功之后的喜悦可想而知。虽然扩展部分没法动手操作，但大致的方案老师已经审核认可。
接下来所做plc的设计，让我进一步对plc的应用及功能做了了解，对gx软件梯形图的应用也变的熟练。自动门的设计主要思考到当开门和关门时有人突然来到，从而实现自动检测自动开门关门的控制。在设计的过程中，遇到了很多问题，t0时间范围内有人来，t0不重新计时，关门的过程中有人来却不开门，这些在经过一次次测试、认真思考和讨论的过程中得到了解答。
总之一周的课设，让我觉得很累，但从中收获了很多，最终的成功让我觉得累也是值得的。在此，感谢同学们的帮忙以及老师在此次实验中的指导。
控制硬件选购目前市场上的plc产品众多。国产品牌有：永宏、和利时、凯迪恩等；国外有：日本的omron、mitsubishi、松下；德国的siemens，韩国的lg等。近几年，plc产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高，这是众多技术人员选用plc的重要原因。但各品牌的plc在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购plc产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。1．系统规模首先应确定系统用plc单机控制，还是用plc构成网络，由此计算plc输入、输出点数，并且在选购plc时要在实际需要点数的基础上留有必须余量(10%)。
2．确定负载类型根据plc输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及plc输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
3．存储容量与速度尽管国外各厂家的plc产品大体相同，但也有必须的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的plc价格就越高，但就应根据系统的大小合理选用plc产品。
4．编程器的选购plc编程可采用三种方式：
一是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
二是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
三是用个人计算机加plc软件包编程，这种方式是效率最高的一种方式。基于电脑笔记本的普及和plc软件编程的方便性，并且易于现场调试。这种方式是用户最喜欢用的一种方式。
因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的状况合理选购plc产品。
5．尽量选用大公司的产品其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。
1．电源回路plc供电电源一般为ac85—240v(也有dc24v)，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等)。
2．plc上dc24v电源的使用，各公司plc产品上一般都有dc24v电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响plc的运行)。
3.外部dc24v电源若输入回路有dc24v供电的接近开关、光电开关等，而plc上dc24v电源容量不够时，要从外部带给dc24v电源；但该电源的“—”端不要与plc的dc24v的“—”端以及“com”端相连，否则会影响plc的运行。
4．输入的灵敏度各厂家对plc的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司fx系列plc的输入值为：dc24v、7ma，启动电流为4．5ma，关断电流小于1．5ma，因此，当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断)，就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于plc的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的plc，输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出plc的输入端。
1．各种输出方式之间的比较。
(2)晶闸管输出：带负载潜力为0．2a／点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms.
(3)晶体管输出：最大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0．2ms左右，但它只能带dc5—30v的负载，最大输出负载电流为0．5a／点，但每4点不得大于0．8a。
2．抗干扰与外部互锁当plc输出带感性负载，负载断电时会对plc的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护plc。
当两个物理量的输出在plc内部已进行软件互锁后，在plc的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。
3．“com“点的选取不同的plc产品，其“com”点的数量是不一样的，有的一个“com”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“com”点带1—2个输出点的plc产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“com”点带4—8个输出点的plc产品，这样会对电路设计带来很多方便。每个“com”点处加一熔丝，1—2个输出时加2a的熔丝，4—8点输出的加5—10a的熔丝，因plc内部一般没有熔丝。
4．plc外部驱动电路对于plc输出不能直接带动负载的状况下，务必在外部采用驱动电路：能够用三极管驱，也能够用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管(led)指示。印制板应做成插拔式，易于维修。
plc的输入输出布线也有必须的要求，请看各公司的使用说明书。
扩展模块的选用。
对于小的系统，如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。
各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。plc的这种模块化设计为用户的产品开发带给了方便。
当用plc进行网络设计时，其难度比plc单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。另外，对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要思考。
最后，还要向plc的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的控制要求与系统大小而定。
作为一名机械设计制造及自动化大四的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有好处，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们带给了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅超多的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加贴合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们能够抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
这天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。刚开始，我对这个也不了解；之后，经老师讲解，安排任务下来，基本上有了个大致了解。但到了期末，因个人事情比较多，周末就没花时间去看机械设计手册，以致把自己的设计进程落下了一些。而我时间是相当紧张了，这几天基本上是在网上查资料，找数据。幸好，基本上按时完成了设计。此刻回想一下，一是自己的专业基础的确没有打牢，许多东西得再翻阅，或向别人请教才能略知一二。但是，在翻阅的过程中，的确有点意外的收获！二是有些事情安排的不够妥当，适当地放一放，缓一缓也许会更好些。遇事立即寻求解决，未必是上上策。新的一年即将开始，幸好有更多地时间去做自己想做的事了。
目前，最重要的事，不管以后是否从事机械行业，都得首先尽可能把专业知识学扎实。这是根本之所在。也是作为大学生最基本的一项任务。还是毕业后找工作的一个基本硬性指标。在学好专业知识的同时，应因可能多拓宽一下自己的视野，丰富一下自己的思维，进一步发展自己！加油！其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到来源。此外，还得出一个结论：知识务必透过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
plc课程设计总结
和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是机械手臂的plc控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不明白怎样做。但透过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与潜力。
透过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对明白的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相贴合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
透过合作，我们的合作意识得到加强。合作潜力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责必须的部分，同时在必须的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家用心发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，用心向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过潜力。
透过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，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。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮忙与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
plc控制系统方案设计步骤
人的脑力是有限的,并且记事情也有时间性，过了n天就会忘记每次修改的原因,为什么要加这条指令，为什么要删除这个网络，让自己以后看自己以前编写的程序时都会很困惑。做到以下步骤，对所有程序理解与修改会有很大帮助的。
2、文件记录修改的年月日，
3、在日期下面记录修改程序的步骤，增加或是删除了哪些指令等。并在程序的编辑条注释中做记录，以备下次修改。
4、文件中详细记录修改程序的原因，所出现的故障现象是什么，故障是如何排除的。
5、文件中标注修改后所现用的程序全名，包括日期与简要的修改标题。
6、把过时与现用的程序用，过时文件夹与现用文件夹分开整理，按日期排列。
这样每次所作的修改就有了详细的档案,便于以后的程序修改。现用的程序是标有最近日期的程序。
这样的工作步骤同时也适用于电气图纸的修改。
plc课程设计总结
课程名称：
课题名称：系部名称：专业班级：
姓名：学号：2014年07月4日。
机械手电气控制系统设计。
设计目的：
1、学习plc电气控制系统的开发过程和系统设计思路；
2、锻炼实际应用程序开发能力；
3、提高电气制图、流程图绘制及办公文档编辑能力。
控制要求：
1)基本要求：
设置机械手复位按钮。
机械手每次的工件输送过程，都应该从初始位置开始。定义右转到位、上行到。
位、退回到位及手指张开到位同时满足时为机械手初始位置。
开机运行时，机械手应该首先自动回到初始位置；若遇到特殊情况，机械手停。
在非初始位置，按下复位按钮即可实现复位。
设置单步/连续切换开关。
在单步模式下。
按下启动按钮(若机械手处于初始位置，则开始运行；否则，按下复位键，使机械手复。
位)右转+上行+退回+手指张开?伸出?下行1?手指夹紧?上行1?左转1?下行。
2?手指张开?上行2?退回?左行2?停止。
注：以上连贯动作实现时，某些动作(见上述动作字体加粗部分)可以同时进行。
在连续模式下。
按下启动按钮，上述动作依次发生，但回到初始位置之后，继续下一个工件的。
传输过程。
连续模式下，按下停止按钮，待本次工件传输工作结束后，停止运行。
2)提高要求。
i)编制四个驱动电机的保护程序。要求自动检测电机是否处于堵转状态。
ii)若电机处于堵转状态，应立即停止系统工作，并点亮故障报警灯；故障。
排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；
iii)连续运行模式下，统计传输工件的个数，存储于plc的v型数据区，以。
备组态监控使用，也可用状态表监视其状态变化。
3)高级要求。
利用上位机组态软件组态监控画面，或利用触摸屏组态监控画面，监控机械手。
的生产过程。
具体要求如下：
1.显示当前年、月、日、时、分、秒，显示作者姓名、专业、学号；
2.设置一个单步/连续功能切换按钮，对应有2个指示灯，当前动能单步时，单。
目指示灯亮；当前功能连续时，连续指示灯亮；
3.每个电机都设置2个指示灯，当对应电机发生动作时，对应指示灯亮；
4.设置启动、停止、2个按钮以及2个指示灯，表示当前处于什么状态；
5.设置复位按钮，清零所有状态，机械手回到最初位置；
6.设置4个驱动电机故障指示灯，若电机处于堵转状态，点亮故障报警灯；故障。
排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；
7.设置物料个数显示框，用于显示已经传输完成多少个物料；
机械手电气控制系统设计。
目录。
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2
机械手电气控制系统设计。
1.1涉及硬件。
1.1.1西门子s7200plc。
simatics7-200是一款适用于机器以及工厂中开环和闭环控制任务的小型。
plc。它可以最低的成本，实现最大的自动化性能，以最低的成本提供最大自动。
化性能的微型控制器。
simatics7-200的应用范围广泛，从取代继电器和接触器，到单机模式、组。
网以及分布式组态中处理复杂的自动化任务，安装、编程和操作都非常简单，大。
规模集成，节省空间，功能强大，既可用于简单的控制任务，也可以用于复杂的。
自动化任务，所有cpu都可在独立模式、网络和分布式结构内使用。
适用于可编程控制器过去在经济上不可行的应用，显著的实时性能，以及强大。
的通信功能(ppi、profibus-dp、as-i接口)。
1.1.2机械手。
机械手是工业生产过程中常见的自动化设备，它具有工件的自动取拿、移动和。
输送功能。机械手机构控制涉及了plc、传感器、电机驱动等技术。该设备可以实。
现手臂的左右摆动、伸出与退回、上下移动、机械手指的夹紧与张开等四自由度。
动作。
1.1.3输出驱动单元。
该设备四自由度动作由四台直流电动机驱动，每台电动机可进行正反转运行。
左右摆动由齿轮组啮合实现减速传动；伸出与退回、上下移动由直流减速电机驱。
动丝杠--螺母结构完成；机械手指的夹紧与张开由直流减速电机驱动连杆结构实。
现。该设备共有8个动作，由控制器输出信号驱动。
1.1.4输入检测单元。
每个自由度运行极限位置设置了两个行程开关，用于判断当前动作是否到位。
该设备共有8个行程开关作为控制器的输入信号。
1.2涉及功能。
1.2.1驱动部分。
可以通过plc控制驱动各个电机动作，从而完成机械手连贯的搬运动作。
1.2.2显示部分。
可以通过触摸屏监控整个机械手运行过程，并且可以记录连续过程中机械手搬。
3
运货物的`个数。
1.3系统结构框图。
图1-1系统结构框图。
4
机械手电气控制系统设计。
2硬件电路设计。
2.1本设计的电气原理图。
2.1.1输入接口。
输入接口电路板原理图如下图所示，其功能是将设备上行程开关的开关状态转。
将内外电源隔离，以保护设备安全。
图2-1输入接口电路板电气原理图。
2.1.2输出接口。
输出接口下图由两块电路板构成：驱动电路板和输出接口电路板。它们的功能。
是将plc输出的控制信号用于驱动继电器动作，从而控制电动机正向或反向运行。
输出接口电路板上也设有光电隔离电路，可将内外电源隔离。
左图为驱动电路板电气原理图，继电器a吸合、b释放，对应的电机正转；继。
电器a释放、b吸合，对应的电机反转；继电器a、b同时释放，电机停止运行；
不允许二者都吸合。右图为输出接口电路板电气原理图，当plc输出的某路控制。
信号有效时，对应的输出信号有效，从而可以使得对应的继电器吸合。
5
图2-2输出接口电路电气原理图。
(左图为驱动电路板，右图为输出接口电路板)。
2.1.3plc。
接口电路。
输入/输出接口是plc与现场i/o设备或其它外部设备之间的连接部件。plc通过输入接口把外部设备(如开关、按钮、传感器)的状态或信息读入cpu，通过用户程序的运算与操作，把结果通过输出接口传递给执行机构（如电磁阀、继电器、接触器等）。
在输入/输出接口电路中，一般均配有电子变换、光耦合器和阻容滤波等电路，以实现外部现场的各种信号与系统内部统一信号的匹配和信号的正确传递，plc正是通过了这种接口实现了信号电平的转换。发光二极管(led)用来显示某一路输入端子是否有信号输入。当系统的i/o点数不够时，可通过plc的i/o扩展接口对系统进行扩展。
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机械手电气控制系统设计。
图2-3plc接口电路电气原理图。
2.2i/o分配表。
（接下表）。
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机械手电气控制系统设计。
3.1系统总流程图。
图3-1系统总流程图。
9
3.2单目模式流程图。
图3-2单目模式流程图。
10。
机械手电气控制系统设计。
3.3流程图说明。
3.3.1总流程图说明。
1.只有机械手处于初始位置时，按下开始按钮，程序才会执行。
2.只有按下单目模式选择开关后，按下开始按钮，计数器计数，才会进入弹幕模。
式运行。
3.各行程开关必须运行到位后才能进入下一步执行。
1.只有当c1小于6时，经判断才能让机械手随程序动作。
图3-3重要程序网络。
网络50为连续模式、停止选择网络，由于有组态监控，所以加入了m10.1、m10.2等辅助触点，为了使用按键操作和用触摸屏操作互不干扰，使各个开关互锁，让开关动作互相限制，达到按下一个开关后只有一种导通情况，不会出现混乱导致程序运行时出错。
11。
4程序调试。
4.1调试设备。
1.先给plc下载一个空程序，确定plc与电脑连接正常。2.检查plc和触摸屏的come口，确定在连接时不会出错。3.先编写简单的小程序测试机械手每个电机师是否正常工作。
4.2遇到的问题与解决办法。
1.复位程序不工作；开始编写复位程序后没有考虑到程序调用的问题，老师讲解了子程序调用后解决了这一问题，但我还是把复位程序写到了主程序ob1里边。
2.程序运行混乱；初始化不到位，程序运行第一次正常工作，但第二次工作时程序出现混乱，是因为要复位清零的没有复位清零，导致第一次赋值之后，这个值被一直保持，是程序运行出现错误。
3.连续模式下按下停止后不停止；加入辅助触点后，没有与按钮开关互锁，导致在触摸屏上按下停止后不起作用，加互锁后就解决了问题。
4.按下连续后还是只执行单周运行；修改了程序以后没有及时修改跳转时的s点，导致结束时程序跳转错误，不能达到预想的效果，修改后正常运行。
12。
机械手电气控制系统设计。
5心得体会。
plc理论课程完结后我们需要做课程设计，设计以分组的方式进行，每组选一个题目。我们选做的是机械手的plc控制系统。由于平时大家都是学的大多数是理论知识，并没有过实际开发设计的经验，开始的时候都不知道从哪里开始，通过各方面的查资料并向老师和同学请教。我基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。
通过这次设计实践。我深刻的认识了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的对知识运用的素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的掌握都是思想上的，以为plc编程很简单，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，出现了运行的结果和要求的结果不相符合甚至不能运行的问题。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到了加强，也让自己认识到了自己的不足。
通过交流和合作，我们的团队意识得到加强。动手能力得到提高。在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人负责一定的部分，出现问题时共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，或许每个人都想自己的方案得到实现，但我们只能通过比较选出最好的方案。
最后，感谢老师的悉心教导和孜孜不倦的讲解，让我们在验收程序前完成了程序的正确编写，实现了老师要求的功能，让我们在综合素质和身心上都有所成长。
13。
附录1参考文献。
[1]张卫平.开关变换器的建模与控制[m].北京：中国电力出版社，2006.
[2]曹文思，杨育霞.基于状态空间平均法的boost变换器仿真分析[j].系统仿真学报，2007.
[3]伍言真.dc/dc开关变换器建模分析及其变结构控制方法的研究[d].广州：华南理工大学，1998.
[4]takagit,sugenom.fuzzyidentificationofsystemsanditsapplicationstomodelingandcontrol[j].ieeetransonsystems,manandcybernetics,1985.
14。
机械手电气控制系统设计。
附录2程序清单。
15。
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机械手电气控制系统设计。
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机械手电气控制系统设计。
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机械手电气控制系统设计。
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机械手电气控制系统设计。
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机械手电气控制系统设计。
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电机保护程序。
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机械手电气控制系统设计。
27。
plc课程设计总结
三周半的机械课程设计结束了，说是三周半，实则两周半，第一周因连续有三门课程要考试，因而无暇搞设计，两周半的时间紧迫，于是不得不晚上和周末抽时间来继续搞设计，时间抓的紧也很充实。
作为一名机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的两年半大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去面对现实中的各种机械设计?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。我们做的是课程设计，而不是艺术家的设计。艺术家可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依。有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。记得我曾经设计了一个很“艺术化”的减速器箱盖吊钩，然后找老师询问，结果马上被老师否定了，因为这样的设计，理论上可用，实际上加工困难，增加产品成本。所以我们工程师搞设计不要认为自己是艺术家，除非是外形包装设计。
作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，虽然本次课程设计没有要求用autocad制图，但我却在整个设计过程中都用到了它。用cad制图方便简洁，易修改，速度快，我的设计，大部分尺寸都是在cad上设计出来的，然后按这尺寸画在图纸上。这样，有了尺寸就能很好的控制图纸的布局。
另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的第二大收获。整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。希望答辩时，老师多提些问题，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。
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plc课程设计总结
通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。
通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，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。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
plc控制系统方案设计步骤
1、确定调查的任务。
随着经济的发展，xx市大学生的餐饮业市场日益激烈，为了提高本企业在餐饮市场的占有率，因此需对铜陵市大学生餐饮业进行市场调查从而制定一份长远持久的发展方案，了解消费者需求为今后企业的长远发展提供科学的依据。
2、确定调查对象。
1）xx市所有高等院校的大学生。
3、确定调查的项目。
1）大学生的基本餐饮情况。
2）大学生相关的消费情况及餐饮支出在总支出中所占的比重。
4、确定调查方法。
方式：采取抽样调查方法：访问法。
5、确定调查资料整理和分析的.方法。
1）对所调查的对象进行审核、订证、记录、编码、整理从而得出最终的结论。
6、经费预算。
7、总结性报告或结论。
最后要有一份总结性的东西，概括出你调查分析后所得出来一个怎样的结论和发现的一些问题与特点。这才是你本次市场调查的目的。
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plc课程设计总结
课程名称：
课题名称：系部名称：专业班级：
姓名：学号：07月4日。
机械手电气控制系统设计。
设计目的：
1、学习plc电气控制系统的开发过程和系统设计思路；
2、锻炼实际应用程序开发能力；
3、提高电气制图、流程图绘制及办公文档编辑能力。
控制要求：
1)基本要求：
设置机械手复位按钮。
机械手每次的工件输送过程，都应该从初始位置开始。定义右转到位、上行到。
位、退回到位及手指张开到位同时满足时为机械手初始位置。
开机运行时，机械手应该首先自动回到初始位置；若遇到特殊情况，机械手停。
在非初始位置，按下复位按钮即可实现复位。
设置单步/连续切换开关。
在单步模式下。
按下启动按钮(若机械手处于初始位置，则开始运行；否则，按下复位键，使机械手复。
位)右转+上行+退回+手指张开?伸出?下行1?手指夹紧?上行1?左转1?下行。
2?手指张开?上行2?退回?左行2?停止。
注：以上连贯动作实现时，某些动作(见上述动作字体加粗部分)可以同时进行。
在连续模式下。
按下启动按钮，上述动作依次发生，但回到初始位置之后，继续下一个工件的。
传输过程。
连续模式下，按下停止按钮，待本次工件传输工作结束后，停止运行。
2)提高要求。
i)编制四个驱动电机的保护程序。要求自动检测电机是否处于堵转状态。
ii)若电机处于堵转状态，应立即停止系统工作，并点亮故障报警灯；故障。
排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；
iii)连续运行模式下，统计传输工件的个数，存储于plc的v型数据区，以。
备组态监控使用，也可用状态表监视其状态变化。
3)高级要求。
利用上位机组态软件组态监控画面，或利用触摸屏组态监控画面，监控机械手。
的生产过程。
具体要求如下：
1.显示当前年、月、日、时、分、秒，显示作者姓名、专业、学号；
2.设置一个单步/连续功能切换按钮，对应有2个指示灯，当前动能单步时，单。
目指示灯亮；当前功能连续时，连续指示灯亮；
3.每个电机都设置2个指示灯，当对应电机发生动作时，对应指示灯亮；
4.设置启动、停止、2个按钮以及2个指示灯，表示当前处于什么状态；
5.设置复位按钮，清零所有状态，机械手回到最初位置；
6.设置4个驱动电机故障指示灯，若电机处于堵转状态，点亮故障报警灯；故障。
排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；
7.设置物料个数显示框，用于显示已经传输完成多少个物料；
机械手电气控制系统设计。
目录。
1
5
2
机械手电气控制系统设计。
1.1涉及硬件。
1.1.1西门子s7200plc。
simatics7-200是一款适用于机器以及工厂中开环和闭环控制任务的小型。
plc。它可以最低的成本，实现最大的自动化性能，以最低的成本提供最大自动。
化性能的微型控制器。
simatics7-200的应用范围广泛，从取代继电器和接触器，到单机模式、组。
网以及分布式组态中处理复杂的自动化任务，安装、编程和操作都非常简单，大。
规模集成，节省空间，功能强大，既可用于简单的控制任务，也可以用于复杂的。
自动化任务，所有cpu都可在独立模式、网络和分布式结构内使用。
适用于可编程控制器过去在经济上不可行的应用，显著的实时性能，以及强大。
的通信功能(ppi、profibus-dp、as-i接口)。
1.1.2机械手。
机械手是工业生产过程中常见的自动化设备，它具有工件的自动取拿、移动和。
输送功能。机械手机构控制涉及了plc、传感器、电机驱动等技术。该设备可以实。
现手臂的左右摆动、伸出与退回、上下移动、机械手指的夹紧与张开等四自由度。
动作。
1.1.3输出驱动单元。
该设备四自由度动作由四台直流电动机驱动，每台电动机可进行正反转运行。
左右摆动由齿轮组啮合实现减速传动；伸出与退回、上下移动由直流减速电机驱。
动丝杠--螺母结构完成；机械手指的夹紧与张开由直流减速电机驱动连杆结构实。
现。该设备共有8个动作，由控制器输出信号驱动。
1.1.4输入检测单元。
每个自由度运行极限位置设置了两个行程开关，用于判断当前动作是否到位。
该设备共有8个行程开关作为控制器的输入信号。
1.2涉及功能。
1.2.1驱动部分。
可以通过plc控制驱动各个电机动作，从而完成机械手连贯的搬运动作。
1.2.2显示部分。
可以通过触摸屏监控整个机械手运行过程，并且可以记录连续过程中机械手搬。
3
运货物的`个数。
1.3系统结构框图。
图1-1系统结构框图。
4
机械手电气控制系统设计。
2硬件电路设计。
2.1本设计的电气原理图。
2.1.1输入接口。
输入接口电路板原理图如下图所示，其功能是将设备上行程开关的开关状态转。
将内外电源隔离，以保护设备安全。
图2-1输入接口电路板电气原理图。
2.1.2输出接口。
输出接口下图由两块电路板构成：驱动电路板和输出接口电路板。它们的功能。
是将plc输出的控制信号用于驱动继电器动作，从而控制电动机正向或反向运行。
输出接口电路板上也设有光电隔离电路，可将内外电源隔离。
左图为驱动电路板电气原理图，继电器a吸合、b释放，对应的电机正转；继。
电器a释放、b吸合，对应的电机反转；继电器a、b同时释放，电机停止运行；
不允许二者都吸合。右图为输出接口电路板电气原理图，当plc输出的某路控制。
信号有效时，对应的输出信号有效，从而可以使得对应的继电器吸合。
5
图2-2输出接口电路电气原理图。
(左图为驱动电路板，右图为输出接口电路板)。
2.1.3plc。
接口电路。
输入/输出接口是plc与现场i/o设备或其它外部设备之间的连接部件。plc通过输入接口把外部设备(如开关、按钮、传感器)的状态或信息读入cpu，通过用户程序的运算与操作，把结果通过输出接口传递给执行机构（如电磁阀、继电器、接触器等）。
在输入/输出接口电路中，一般均配有电子变换、光耦合器和阻容滤波等电路，以实现外部现场的各种信号与系统内部统一信号的匹配和信号的正确传递，plc正是通过了这种接口实现了信号电平的转换。发光二极管(led)用来显示某一路输入端子是否有信号输入。当系统的i/o点数不够时，可通过plc的i/o扩展接口对系统进行扩展。
6
机械手电气控制系统设计。
图2-3plc接口电路电气原理图。
2.2i/o分配表。
（接下表）。
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机械手电气控制系统设计。
3.1系统总流程图。
图3-1系统总流程图。
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3.2单目模式流程图。
图3-2单目模式流程图。
10。
机械手电气控制系统设计。
3.3流程图说明。
3.3.1总流程图说明。
1.只有机械手处于初始位置时，按下开始按钮，程序才会执行。
2.只有按下单目模式选择开关后，按下开始按钮，计数器计数，才会进入弹幕模。
式运行。
3.各行程开关必须运行到位后才能进入下一步执行。
1.只有当c1小于6时，经判断才能让机械手随程序动作。
图3-3重要程序网络。
网络50为连续模式、停止选择网络，由于有组态监控，所以加入了m10.1、m10.2等辅助触点，为了使用按键操作和用触摸屏操作互不干扰，使各个开关互锁，让开关动作互相限制，达到按下一个开关后只有一种导通情况，不会出现混乱导致程序运行时出错。
11。
4程序调试。
4.1调试设备。
1.先给plc下载一个空程序，确定plc与电脑连接正常。2.检查plc和触摸屏的come口，确定在连接时不会出错。3.先编写简单的小程序测试机械手每个电机师是否正常工作。
4.2遇到的问题与解决办法。
1.复位程序不工作；开始编写复位程序后没有考虑到程序调用的问题，老师讲解了子程序调用后解决了这一问题，但我还是把复位程序写到了主程序ob1里边。
2.程序运行混乱；初始化不到位，程序运行第一次正常工作，但第二次工作时程序出现混乱，是因为要复位清零的没有复位清零，导致第一次赋值之后，这个值被一直保持，是程序运行出现错误。
3.连续模式下按下停止后不停止；加入辅助触点后，没有与按钮开关互锁，导致在触摸屏上按下停止后不起作用，加互锁后就解决了问题。
4.按下连续后还是只执行单周运行；修改了程序以后没有及时修改跳转时的s点，导致结束时程序跳转错误，不能达到预想的效果，修改后正常运行。
12。
机械手电气控制系统设计。
5心得体会。
plc理论课程完结后我们需要做课程设计，设计以分组的方式进行，每组选一个题目。我们选做的是机械手的plc控制系统。由于平时大家都是学的大多数是理论知识，并没有过实际开发设计的经验，开始的时候都不知道从哪里开始，通过各方面的查资料并向老师和同学请教。我基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。
通过这次设计实践。我深刻的认识了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的对知识运用的素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的掌握都是思想上的，以为plc编程很简单，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，出现了运行的结果和要求的结果不相符合甚至不能运行的问题。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到了加强，也让自己认识到了自己的不足。
通过交流和合作，我们的团队意识得到加强。动手能力得到提高。在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人负责一定的部分，出现问题时共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，或许每个人都想自己的方案得到实现，但我们只能通过比较选出最好的方案。
最后，感谢老师的悉心教导和孜孜不倦的讲解，让我们在验收程序前完成了程序的正确编写，实现了老师要求的功能，让我们在综合素质和身心上都有所成长。
13。
附录1参考文献。
[1]张卫平.开关变换器的建模与控制[m].北京：中国电力出版社，.
[2]曹文思，杨育霞.基于状态空间平均法的boost变换器仿真分析[j].系统仿真学报，.
[3]伍言真.dc/dc开关变换器建模分析及其变结构控制方法的研究[d].广州：华南理工大学，.
[4]takagit,sugenom.fuzzyidentificationofsystemsanditsapplicationstomodelingandcontrol[j].ieeetransonsystems,manandcybernetics,1985.
14。
机械手电气控制系统设计。
附录2程序清单。
15。
16。
机械手电气控制系统设计。
17。
18。
机械手电气控制系统设计。
19。
20。
机械手电气控制系统设计。
21。
22。
机械手电气控制系统设计。
23。
24。
机械手电气控制系统设计。
25。
电机保护程序。
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机械手电气控制系统设计。
27。
PLC控制系统设计
硬件设计是plc控制系统的至关重要的一个环节，这关系着plc控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。
2.2.1plc控制系统的输入电路设计。plc供电电源一般为ac85-240v，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1:1隔离变压器等）；隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接plc输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。
plc输入电路电源一般应采用dc24v,同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和plc安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响plc的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，plc输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。
2.2.2plc控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短；如果plc系统输出频率为每分钟6次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。
如果plc输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对plc的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护plc。
当plc扫描频率为10次/min以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用plc输出驱动中间继电器或者固态继电器(ssr)，再驱动负载。
对于两个重要输出量，不仅在plc内部互锁，建议在plc外部也进行硬件上的互锁，以加强plc系统运行的安全性、可靠性。
对于常见的ac220v交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过dc24v微小型中间继电器驱动，避免plc的do接点直接驱动，尽管plc手册标称具有ac220v交流开关类负载驱动能力。
2.2.3plc控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是plc控制系统设计时必须考虑的问题。一般采用以下几种方式:。
隔离：由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成，所以建议采用1:1超隔离变压器，并将中性点经电容接地。
屏蔽：一般采用金属外壳屏蔽，将plc系统内置于金属柜之内。金属柜外壳可靠接地，能起到良好的静电、磁场屏蔽作用，防止空间辐射干扰。
布线：强电动力线路、弱电信号线分开走线，并且要有一定的间隔；模拟信号传输线采用双绞线屏蔽电缆。
在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是plc应用的最关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的。应用中，良好的软件设计思想是关键，优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。
2.2.1plc控制系统的程序设计思想。由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。
基本程序:既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序；依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。
模块化程序:把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。
2.2.2plc控制系统的程序设计要点。plc控制系统i/o分配，依据生产流水线从前至后，i/o点数由小到大；尽可能把一个系统、设备或部件的i/o信号集中编址，以利于维护。定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保plc工作运行的可靠性。
程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位（不是i/o位），也要统一编号，进行分配。
在地址分配完成后，应列出i/o分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。
彼此有关的输出器件，如电机的正/反转等，其输出地址应连续安排，如q2.0/q2.1等。
PLC控制系统设计
plc各种触点可以多次重复使用，无需用复杂的程序来减少触点使用次数。同一个继电器线圈在同一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易引起误动作，在程序中尽量要避免线圈重复使用。如果必须是双线圈输出，可以采用置位和复位操作（以s7-300为例如sq4.0或者rq4.0）。如果要使plc多个输出为固定值1（常闭），可以采用字传送指令完成，例如q2.0、q2.3、q2.5、q2.7同时都为1，可以使用一条指令将十六进制的数据0a9h直接传送qw2即可。对于非重要设备，可以通过硬件上多个触点串联后再接入plc输入端，或者通过plc编程来减少i/o点数，节约资源。例如:我们使用一个按钮来控制设备的启动/停止，就可以采用二分频来实现。模块化编程思想的应用:我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为一个模块，正反转点动封装成为一个模块，在plc程序中我们可以重复调用该模块，不但减少编程量，而且减少内存占用量，有利于大型plc程序的编制。
plc控制系统方案设计步骤
1、系统规模首先应确定系统用plc单机控制，还是用plc形成网络，由此计算plc输入、输出点。数，并且在选购plc时要在实际需要点数的基础上留有一定余量（10%）。
2、确定负载类型根据plc输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及plc输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
3、存储容量与速度尽管国外各厂家的plc产品大体相同，但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的plc价格就越高，但应该根据系统的大小合理选用plc产品。
4、编程器的选购plc编程可采用三种方式：
一是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
一是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
一是用ibm个人计算机加plc软件包编程，这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的plc开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试。
因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购plc产品。
5、尽量选用大公司的产品其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。
一、输入回路的设计。
1、电源回路plc供电电源一般为ac85―240v（也有dc24v），适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1：1隔离变压器等）。
2、plc上dc24v电源的使用各公司plc产品上一般都有dc24v电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施（因为该电源的过载或短路都将影响plc的运行）。
3、外部dc24v电源若输入回路有dc24v供电的接近开关、光电开关等，而plc上dc24v电源容量不够时，要从外部提供dc24v电源；但该电源的“―”端不要与plc的dc24v的“―”端以及“com”端相连，否则会影响plc的运行。
4、输入的灵敏度各厂家对plc的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司f7n系列plc的输入值为：dc24v、7ma，启动电流为4.5ma，关断电流小于1.5ma，因此，当输入回路串有二极管或电阻（不能完全启动），或者有并联电阻或有漏电流时（不能完全切断），就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于plc的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的plc，bp输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出plc的输入端。
二、输出回路的设计。
1、各种输出方式之间的比较。
（1）继电器输出：
备考资料。
其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms.
（2）晶闸管输出：
带负载能力为0.2a/点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms.
（3）晶体管输出：
最大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带dc5―30v的负载，最大输出负载电流为0.5a/点，但每4点不得大于0.8a.
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应首选继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出方式；也可采用plc输出驱动达林顿三极管（5―10a），再驱动负载，可大大减小。
2、抗干扰与外部互锁当plc输出带感性负载，负载断电时会对plc的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护plc.当两个物理量的输出在plc内部已进行软件互锁后，在plc的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。
3、“gom”点的选择不同的plc产品，其“com”点的数量是不一样的，有的一个“com”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“com”点带1―2个输出点的plc产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“com”点带4―8个输出点的plc产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“com”点处加一熔丝，1―2个输出时加2a的熔丝，4―8点输出的加5―10a的熔丝，因plc内部一般没有熔丝。
4、plc外部驱动电路对于plc输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管（led）指示。印制板应做成插拔式，易于维修。
plc的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。
三、扩展模块的选用。
对于小的系统，如80点以内的系统。一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。
各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。plc的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
当用plc进行网络设计时，其难度比plc单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。另外，对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。
最后，还要向plc的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。
五、软件编制。
在编制软件前，应首先熟悉所选用的plc产品的软件说明书，待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速度也快。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。
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泵站集水井PLC自动控制系统的设计运用分析论文矿井水泵自动控制系统
摘要：自来水厂投药间控制是自来水质量控制的重要环节，该环节通过对自来水进行化学处理，以此来保证自来水正常使用，文章对其设计研究进行分析。
关键词：自来水；投药；设计控制系统。
前言。
水是我们生活中不可或缺的必备品，而能够供人类饮用的洁净的自来水更是人类赖以生存的保障。如果想要城市建设正常发展，首先要保证城市供水系统的稳定运行。根据国家的相关规定，不同用途的水在各个方面有不同的标准。随着近几年污染的加剧，国家对饮用水的评价标准也不断变化，所以在对这些新标准的研究中逐步深入，从而带动了饮用水研究的新标准。
1自来水加工工艺阐述。
自来水的处理过程大致可以分为以下四个方面：取水泵房、净水车间、送水泵房和脱水泵房。取水泵房的作用是将未经处理的水送进反应池准备开始净化：净水车间包括反应池、沉淀池、滤池、加氯加药间以及排泥系统，这一环节在整个净水处理系统中起着至关重要的作用，负责对水进行净化；送水泵房是将处理过后的达到标准的自来水送出去供用户使用；最后，脱水机房就是对废水的回收处理及再利用。虽然在处理过程中运用了大量的常规处理方法，比如：生物预处理工艺、深度处理工艺、膜处理工艺、富营养化原水的除藻技术等等，虽然初见成效，但远远不能达到标准所需，因此需要进一步更深的技术探索，这是一项任重而道远的任务，所以国内外相关专业人士都投入到进一步的研究中并加以实施。在自来水加工工艺中，投药间是一个化学处理车间，通过加入矾和氯对自来水进行化学处理。投药控制直接影响到自来水的物理、化学性质。
2投药间投矾系统。
2.1沉淀阶段。
这一环节的成败对自来水质量的好坏将产生直接影响，首先将药剂加入到原水中进行化学反应，该反应会生成矾水花，这时加入物理作用即剧烈搅拌，会使这些絮状物凝结成块。之后，由于重力作用这些絮状物会在反映池中与水分离开来。
2.2过滤阶段。
沉淀阶段在混凝和沉淀的双重作用下会产生大量的颗粒杂质，紧接着进入过滤阶段，通过这一步骤，初步清除了一部分杂质，也处理掉了在沉淀阶段不易清除的更小的悬浮物质，从而使水质更加洁净，此过程在滤池中进行。另外，一些剩余的杂质会排放到排泥池以供脱水机房的回收再处理。最后，为了去除肉眼所看不到的水中的细菌、病毒等不易处理的微生物，需要加氯进行深加工。
2.3电搅拌阶段。
首先，将矾剂和清水投入矾池中加以搅拌，由隔膜计量泵根据源水的流量按比例加到源水管道中，在混合槽中充分混合后进入折板反应池中充分反映，最后沉淀池中的排泥池机会除去由水中的杂质凝聚成的较大的颗粒物。投矾泵、伺服控制器等组成整个投矾系统。电搅拌机主要是对溶液进行搅拌并使其充分均匀混合，使加入的药与所需净化的水达到最大的接触面积，能够使药效充分发挥。计量泵可以用来运送药液并且可以计量药液的质量，在运输的过程中还可以根据实际情况的需要改变需要输送的流量，进行调节，此技术在净水领域被经常使用。提升泵可以运送废水、污水，同时又可以提升污水，在使用过程中非常方便。
2.4开度调节。
以实际用水量为参考，通过控制器自动调节计量泵机组的开度，当水量增加时，加大开度，增加计量泵的冲程以减少投矾量，相反，如果水量减少，减少开度，减少计量泵的冲程以减少投矾量。在整个系统中，反应池、沉淀池和滤池中都需要加上排泥装置，污泥从这些池子中被排放到调节池，这都要根据不同工厂的具体情况而定排泥时间。排泥后，可以用污泥浓缩机和污泥切割机对污泥进行再处理，其中回收的水资源可以再次参加净化过程，而处理出来的污泥则可以输送出去作为其他用途。
3投矾系统注意事项。
（1）想要控制混凝效果，必须要对原水浊度、待滤水浊度、混凝剂的流量等进项检测，可以通过先进的浊度仪和流量计来采集上述数据。
（2）在投矾过程中，系统为混凝和沉淀双闭环系统，内环控制混凝，外环控制浊度。混凝效果可以通过浊度仪来检测，如果浊度仪值越低，表示投矾效果为最佳，相反，同理可得。浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的'能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。同时，浊度环在线沉淀池出水浊度，通过串级主控反馈回路，构成闭环反馈系统。通过高精度的双闭环控制，系统能够全自动的控制沉淀池出水浊度。如果是在不好的天气期间，浊度会增加，这时系统就会自动加大投矾量，保持最优的絮凝剂控制效果。隔膜计量泵是投泵系统的执行部件，计量泵由马达驱动，控制器控制开度，通过调节开度达到最佳的混凝和沉淀效果。
（3）手动、plc远程控制是投矾计量泵开度调节控制实现两种控制方式，手动方式顾名思义即通过人工方式调节来控制计量泵开度，plc远程控制即在接收到现场的浊度仪信号后，经其处理后输出控制信号实现对计量泵开度的调节，使浊度保持在一定范围内。
（4）现场手动、plc远程自动或者手动控制、现场自动是投泵系统计量泵速度调节控制实现的三种控制方式。
4投加氯控制系统。
源水在经过混凝、沉淀、过滤后，水中大量的颗粒物已经被清理出去，但还是会有一定数量的微生物，包括对人身体有害的细菌、病毒等等，因此必须用比较彻底的消毒方法去除。通常使用的是目前国内普遍使用的加氯消毒法，也就是说把液氯气化成氯气后通过水射器加到水中，从而起到杀菌的目的。
4.1加氯系统作用。
加氯系统主要是由氯瓶、自动切换阀、加氯机、水射器等组成。氯气通过管道，经过蒸发器后，再到加氯机里。同时加氯机的控制又是非常自由的，既可以手动调节，也可以自动控制。系统主要分为前加氯和后加氯两个部分，进行前加氯这一步骤的目的是杀死水中的青苔、氧化部分有机物等，同时降低亚硝酸盐的生成；后加氯的目的是杀死细菌等，保证水质的质量，抑制水中残留物的繁殖。
4.2投氯系统运行方式。
投氯系统主要有两种方式：plc远程控制、现场手动。现场手动方式允许操作人员在现场控制柜操作旋钮来控制投加量。氯气瓶自动切换装置可以通过设定的既定程序实现自动控制的功能，同时，系统还设有漏氯自动吸收控制装置和漏氯检测仪，如果氯瓶中的漏氯超过一定数量，装置会自动启动，对氯气进行中和处理。
5结束语。
自来水厂投药间控制是自来水质量控制至关重要的环节，通过加入矾和氯对自来水进行化学处理，实现自来水的原水利用和回收废水的再利用，投药控制也会直接影响到自来水的质量。通过现代先进的设备，可以努力促进以上实验系统的自动控制并使其成为可以为人民造福的重要自来水净化措施。
参考文献:。
[1]刘晓梅，王彬.水厂管理自动投药系统的研究[j].现代营销（学苑版），2013，2：124.
[3]段宗杰，王国安.二氧化氯发生器在自来水厂的自动控制系统设计及应用[j].中国建设信息（水工业市场），2010，8：77+79.
PLC课程设计心得体会
学习一门课程之后总会想给自己一个。
总结。
（一）刚接触课题时并不知道具体怎么操作，也不懂得plc在此电路中有什么作用。经过同组成员的讨论，画出电气图及plc外部接线图时便都晓得了。在接线的过程中，主电路相当的顺利，而plc的连接尤其是加入小的中间继电器，使电路变的有点复杂。老师的讲解，自己的琢磨，plc代替控制电路连到主电路中，plc没输出。在同学的帮助下才知画的外部接线是常开，实际用的是常闭，所以在接线时我们应该用常开实现，但却接了常闭因此plc没输出。
一切改好之后，电动机没动作。当时真是干着急，在老师的帮助下，原因来自小中间继电器的常开接错了。重新改过之后电动机km无动作，一点点找过之后，确定是连接km的中间继电器接触不良。几次动作之后，电动机终于转了，真是一波几折，成功之后的喜悦可想而知。虽然扩展部分没法动手操作，但大致的方案老师已经审核认可。接下来所做plc的设计，让我进一步对plc的应用及功能做了了解，对gx软件梯形图的应用也变的熟练。自动门的设计主要考虑到当开门和关门时有人突然来到，从而实现自动检测自动开门关门的控制。在设计的过程中，遇到了很多问题，t0时间范围内有人来，t0不重新计时，关门的过程中有人来却不开门，这些在经过一次次测试、认真思考和讨论的过程中得到了解答。
总之一周的课设，让我觉得很累，但从中收获了很多，最终的成功让我觉得累也是值得的。在此，感谢同学们的帮助以及老师在此次实验中的指导。
（二）通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。
通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，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。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。
（三）作为一名机械设计制造及自动化大四的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这3周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟．通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来．但一想起周伟平教授，黄焊伟总检平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。
短短两周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用．想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了．老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信．最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀。
今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。刚开始，我对这个也不了解；后来，经老师讲解，安排任务下来，基本上有了个大致了解。但到了期末，因个人事情比较多，周末就没花时间去看机械设计手册，以致把自己的设计进程落下了一些。而我时间是相当紧张了，这几天基本上是在网上查资料，找数据。幸好，基本上按时完成了设计。现在回想一下，一是自己的专业基础的确没有打牢，许多东西得再翻阅，或向别人请教才能略知一二。不过，在翻阅的过程中，的确有点意外的收获！二是有些事情安排的不够妥当，适当地放一放，缓一缓也许会更好些。遇事立即寻求解决，未必是上上策。新的一年即将开始，幸好有更多地时间去做自己想做的事了。
（四）作为一名机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，由于本次大作业要求用autocad制图，因此要想更加有效率的制图，我们必须熟练的掌握它。
在看机械设计手册。再加上15周还有几门课程需上，所以，我的设计进度相当缓慢。16周，老师原安排是让我们着手画总装图，部分同学能按老师要求进行设计。而我前几天还是在进行数据的演算。再加上中途因个人事务，让自己有种身心俱疲的感觉。17周，应该是画零件图、写设计说明书。部分同学能按进度设计。而我时间是相当紧张了，这几天基本上是全部在设计室里赶画图。幸好，基本上按时完成了设计。现在回想一下，一是自己的专业基础的确没有打牢，许多东西得再翻阅，或向别人请教才能略知一二。不过，在翻阅的过程中，的确有点意外的收获！二是有些事情安排的不够妥当，适当地放一放，缓一缓也许会更好些。遇事立即寻求解决，未必是上上策。新的一年即将开始，幸好有更多地时间去做自己想做的事了。
目前，最重要的事，不管以后是否从事机械行业，都得首先尽可能把专业知识学扎实。这是根本之所在。也是作为大学生最基本的一项任务。还是毕业后找工作的一个基本硬性指标。在学好专业知识的同时，应因可能多拓宽一下自己的视野，丰富一下自己的思维，进一步发展自己！加油！其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
泵站集水井PLC自动控制系统的设计运用分析论文矿井水泵自动控制系统
泵站是水利工程的重要组成部分，塔山泵站工程位于连云港市赣榆区3月9日，省发改委批复了连云港市赣榆县塔山泵的更新改造工程项目，同意对这个泵站进行更新改造。这个泵站建于20世纪70、80年代，经过多年运行，破损老化严重，已不能满足生产生活需要。这次工程批复建设的主要内容为：按75%灌溉保证率、或30年一遇防洪标准设计，拆建原泵站，更新相关设施。工程建成后将对区域内的灌溉、防洪、排涝起重要作用。
2泵站供电方式分析。
2.1负荷等级的确定。
该工程的主要任务是在建泵站区。根据该工程特性以及电力负荷等级划分的基本原则，灌区各泵站均属于农业灌溉泵站，运行期间若突然中断供电，停止供排水，将会因供电设备或线路检修而延缓灌溉时间，对灌区的灌溉有一定的影响，但并不会因此造成重大经济损失，更不会造成人身伤亡，也不会给灌区附近村屯生活带来较大影响。因此，各泵站负荷等级基本确定为三级负荷。
2.2泵站负荷及供电方式。
该工程各泵站主要负荷均为主泵配套电动机，站用负荷主要为动力、照明、采暖等。各泵站主变容量均较大，非运行期主变不宜轻载运行，因此，分别设有80kva站用变压器一台；根据各泵站装机规模和负荷等级，本着最大程度利用当地现有供电设施就近供电的原则，基本确定了各泵站供电方案。
3.1供电电源引接方式。
从塔山泵站的实际情况来看，该泵站是三级负荷泵站，供电电源使用的是单电源供电。供电电源根据电力部门批复意见电源引自赣榆区新河变电站，用单回路110kv线路直接供电。
3.2电气主接线设计。
塔山泵站使用的是经过水机专业提供的异步电动机，经过了解发现，为了提高功率因数，此次塔山泵站电气工程采用的是4台异步电动机，有高低压补偿，机组运行时，不需要投入无功补偿装置。10kv高压配电母线使用的是单母线的接线方式，同时在两段进线处设置电气联锁，如果一路电源出现故障或者停电检修的情况，塔山泵站的负荷时通过另一路电源来进行供电。低压配电系统也是使用单母线分段的接线系统，并且设置母线联络开关。在正常情况下，变压器同时投入使用，如果一个变压器发生故障，那么另一台变压器也可以满足泵站70%以上的符合。该配电系统接线十分简单，操作方便，同时安全可靠，能够满足生产以及设备检修的实际运行需要。塔山泵站的配电方式使用的是放射式配电，并且主要建筑物的.动力电源分为两路，分别由一、二段低压母线来馈出一路电源，从而保障低压配电系统的可靠以及安全运行。
4泵站的电气设备选择及布置。
4.1电气设备的选择。
(1)高压开关柜。该工程所使用的高压开关柜主要包括10kv高压电缆进线+计量、10kvpt柜、站变进线保护柜、10kv主进线柜、10kv主变进线保护柜、10kv电容进线保护柜、10kv电缆进线辅助柜、10kv高压电容补偿柜、10kv主水泵进线保护柜等共计42台套，10kv电机固态软启动柜8台套；35kv高压电缆进线+计量、35kvpt柜、站变进线保护柜、35kv主进线柜、35kv主变进线保护柜共6台套。(2)低压开关柜。该工程使用的低压开关柜主要包括：主变低压进线柜、水泵控制柜、低压电容补偿柜、主变低压联络柜、站变低压进线柜、站变照明配电柜、站变动力配电柜等43台套；电动蝶阀控制箱、真空泵控制箱、电磁阀控制箱、风机控制箱等16台套。(3)变压器。1台scb10-1250/10、3台scb10-800/10、4台sc10-80/10、1台s11-80/35、2台s11-1000/35共11台套。10/0.4kv变压器选用免维护干式变压器，11结线组别。(4)直流电源屏。直流电源屏主要是选用带微机控制的直流电源屏。内装有66ah免维护的铅酸蓄电池。另外，直流电源屏的输入电压是三相220v的交流，输出电压是单相-110v直流。输出的回路数是6回路，并且电流不小于15a。(5)电线电缆。在塔山泵站的电线电缆选择中，10kv的电力电缆以及0.4kv低压电缆采用的是yjv交联聚乙烯绝缘电力电缆，控制电缆为kvv电缆。另外，plc用数据电缆选用的是djypvp型的对绞屏蔽电缆，室外直埋电缆采用的是铠装电缆。(6)电动机。在以往泵站的电气工程设计中，由于机组的容量一般很小，并且工程的重要性要求不高，使得对电机的要求也不高，很少进行综合性的比选。近年来，由于泵站工程的装机总容量以及单机容量逐渐增加，有的单机已经达到10mw。因此，选择合适的电动机对于泵站工程长期合理的运行有着十分重要的意义。
4.2电气设备的布置。
根据塔山泵站土建以及电气设计的要求，塔山泵站的高压柜采用的是单列布置方式，并且安装在高压室内，开关柜与主变压器、开关柜和站用变压器之间采用35kv-yjv22-3×35电缆连接。主变压器布置在主变压器室，因为其带的负载比较简单，同时低压设备与主变压器之间的距离比较近。为了节约成本，直接选择了35/0.4型的主变压器，二次电压是400v。通过这种布置方法，不仅能够减少投资，同时也能减少电气连接，最终有利于优化塔山泵站电气工程的整体设计以及整体性价比。另外，低压开关柜是布置在低压配电室中，因为连接的距离十分近，并且在一个主厂房内，因此，用低压母线槽来连接主变压低侧以及低压配电柜。然后依据连接的距离来设计母线槽的长度，最终计算的长度为3m。
5塔山泵站电气继电器保护设计。
在电力供电系统中，继电器保护是一个非常重要的组成部分。因此，在继电器设备的选择上应该符合安全性、快速性以及灵敏性等几个方面，同时在设计的过程中也应该满足继电器保护等相关技术规程。依据我国的相关规定，在塔山泵站的继电器保护中，对于3～66kv的供电线路，应该在相间装设短路保护，并且每相装设接地保护以及过负荷保护，电力变压器应装设相应的单相接地、匝间短路、过电流、过负荷的保护装置。在站用变的保护上主要缺少过电流保护、过负荷保护、零序过流保护。
6结语。
该文针对塔山泵站电气工程的设计进行了研究以及分析。泵站电气设计水平的高低影响着泵站是不是经济实用、先进可靠，节能环保、运行检修简单方便和工作人员的安全有没有保障等。作为设计工作人员，要不断地学习，除熟悉掌握水利专业的电气设计标准，还要了解工业、建筑、市政等其他行业的规范，要考虑结合工程实际需要，引进先进的产品和技术，为泵站高效运行打好基础，为连云港水利事业提供技术服务。
参考文献。
[4]张旭.泵站工程中电气设计节能措施探讨[j].机电信息,2011(21):33,35.
PLC课程设计指导书_
题目：九路抢答（plc可编程控制器应用）。
一、课程设计的目的plc的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计，初步掌握plc控制系统的设计方法，从了解设计要求，运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计，到模拟安装调试，然后整理有关技术资料，编写设计说明书，使学生得到一次系统的训练，从而对本课程理解更深刻，更清楚，更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。
课程设计应以培养学生的能力为主，要求学生在独立完成设计任务的同时，注意多方面能力的培养和提高，主要包括以下几方面：
（1）综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。
（2）独立工作的能力和创造能力。
（3）查阅技术资料和各种工具书的能力。
（5）撰写技术报告和编制技术资料的能力。
因此，在课程设计教学中，应以学生为主体，让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导，以及设计技术把关上面。
二、系统方案设计要求说明。
在很多竞赛活动中，经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是：当多个输入信号输入时，抢答器只接收第一个到来的信号，而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。
本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管，一个蜂鸣器,一个3s兰灯,一个5s黄灯，一个红色违规指示灯。
本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。
在抢答开始前，主持人应按下复位按钮使系统复位，做好抢答准备。
当主持人说开始，并同时按下开始按钮，抢答开始,并限定抢答时间为10s。
若抢答者在抢答开始前抢先输入，则属违规要显示该台台号，同时蜂鸣器以0.1秒的周期响,红色违规指示以1秒的周期闪烁，以便扣分惩罚。
若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。
若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。
若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入，由七段显示器显示该台台号，蜂鸣器声以0.1秒的周期响。以便答对给予基本加分（但之后不奖励加分）。
如果在限定时间十秒后各参赛人均不能回答,蜂鸣器以0.1秒的周期响,此次抢答无效。
若一个按钮最先按下，不论第一个按下的按钮是处于按住还是松开状态，再按下任何一个抢答按钮均不再响应，直至复位按钮复位后方可重新做好抢答准备。
三、课程设计要求。
1．根据系统方案说明，分析题目的要求和目标，弄清输入信号和输出信号以及这些信号的性质（on或off），写出i/o分配表，画出输入和输出连接图。
2．根据输入输出的点数选择plc的型号,器件选择及电器设备明细表。
3．根据系统的工作顺序条件，画出流程图。
4．编写系统梯形图，并编辑组态画面。
5.用plc与组态环境调试运行检查设计效果。
课程设计报告内容包括设计思想、方案选择、器件选择及电器设备明细表、i/o分配图、系统接线图、程序流程图、梯形图、系统工作原理和设计心得等。
五、设计时间（一周）。
星期一：上午布置任务，学生查找资料。
下午学生进行方案选择、器件选择。
星期二、三、四：
学生编写电器设备明细表、i/o分配图、系统接线图、流程图，并编写梯形图、程序清单，完成设计报告。提交报告和源程序（梯形图电子文档）。
星期五：答辩。
六、考核办法。
实操与答辩相结合。
七、成绩评定。
分为：优、良、中、及格、不及格五个级别。
八、提交材料。
1．设计报告一份。（a4打印）。
2．梯形图源程序（电子文档资料）。
plc机械手课程设计
在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产，金属加工生产批量中有四分之三有50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。并且在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。
机械手采用plc控制，具有可靠性高，改变程序灵活等优点。无论进行时间控制还是控制或混合控制，都可以通过设置plc的程序实现。可以根据机械手的动作顺序改变程序，是机械手通用性更好。
采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。工作环境适应性好。阻力损失和泄露减少。不会污染环境，造价低。
一、形状不同的气缸、气爪，还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物品轻轻地吸住，运送到指定目标位置气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。
课程设计说明书设计目的及主要内容。
2.1设计目的。
1、培养plc设计能力；
2、扩展知识结构；
3、培养综合运用能力；
4、是课堂教学的有益补充。通过本次课程设计，进一步加强自己对机械手和plc的认识，以及它们在生活中广泛应用。
2.2主要内容。
3.1操作要求。
气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手的功能是将工件从a处移送到b处。控制要求为：
4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延1s实现；
3.2操作功能。
机械手的操作面板如图2所示。机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。
1、手动工作方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；
3、单步工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手向前执行一步；
4、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运行一个周期；
6、出现紧急情况，按下紧急停车按钮时，机械手停止所有的操作。
课程设计说明书plc及机械手的选择和论证。
4.1plc4.1.1plc简介。
可编程控制器（简称plc）：是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
plc具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，plc控制技术的应用必将形成世界潮流。
4.1.2plc的结构及基本配置。
放型结构，其i/o能力可按用户需要进行扩展与组合。
cpu：plc中的cpu是plc的核心，起神经中枢的作用，每台plc至少有一个cpu。与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是plc不可缺少的组成单元。
存储器：可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。i/o模块：plc的对外功能，主要是通过各种i/o接口模块与外界联系的。电源模块：有些plc中的电源，是与cpu模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为plc各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24v的工作电源。电源以其输入类型有：交流电源，加的为交流220vac或110vac，直流电源，加的为直流电压，常用的为24v。
mechanicalhand也被称为自动手，autohand能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手简述:机械手的形式是多种多样的，有的较为简单，有的较为复杂，但基本的组成形式是相同的，一般由执行机构、传动系统、控制系统和辅助装置组成。
1．执行机构。
机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。支柱用来支撑手臂，也可以根据需要做成移动。
2．传动系统。
执行机构的动作要由传动系统来实现。常用机械手传动系统分机械传动、液压传动、气压传动和电力传动等几种形式。
3.控制系统。
机械手控制系统的主要作用是控制机械手按一定的程序、方向、位置、速度进行动作，简单的机械手一般不设置专用的控制系统，只采用行程开关、继电器、控制阀及电路便可实现动传动系统的控制，使执行机构按要求进行动作．动作复杂的机械手则要采用可编程控制器、微型计算机进行控制。
5.1操作方式。
设备的操作方式一般可分为手动和自动两大类，手动操作方式主要用于设备的调整，自动操作方式用于设备的自动运行。
手动操作方式------手动操作：用单个按钮接通或断开各自对应的负载。
自动操作方式------单步运行：每按一次启动按钮，设备前进一个工步。------单周期运行：在原点位置时，按下启动按钮设备自动运行一个周期后停止原位；途中按下停止按钮，设备停止运行；再按下启动按钮时，设备从断点处继续运行，直到原位停止。
-------连续运行：在原点位置按下启动按钮，设备按既定工序连续反复运行。中途按下停止按钮，设备运行到原位停止。
5.2plc的i/o分配接线。
i/o分配及接线图i软件电路设计及描述。
主程序是整个程序的开始，系统读取的时候一定从主程序开始，至于之后需执行哪个子程序，都在主程序中体现。sm0.0的常开触点一直闭合，链接公用程序，公用程序是无条件执行的；在手动控制方式中，i2.0为on时，其常开触点闭合，执行“手动”子程序；在回原点控制方式中，i2.1为on时，其常开触点闭合，执行“回原点”子程序；在单步、单周期和连续控制方式中，i2.2、i2.3、i2.4并联，其中任何一个为on时，执行“自动”子程序。主程序梯形图为：
图2-1主程序梯形图。
6.2公用程序设计。
公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及不同的工作方式之间相互切换的处理。左限位开关i0.4、上限位开关i0.2的常开触点和表示机械手松开的q0.1的常闭触点串联接通时，“原点条件”m0.5变为on，机械手处于原点状态，在开始执行用户程序、系统处于手动或自动回原点状态时，初始步对应的m0.0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式作好准备。若m0.5为off状态，m0.0被复位，初始步为不活动步，按下启动按钮也不能进入步m2.0，系统不能在单步、单周期和连续工作方式下工作。
m1.0~m1.5复位。在非连续方式，i2.4的常闭触点闭合，表示连续工作状态的标志m0.7复位。公用程序梯形图为：
图2-2公用程序梯形图。
在手动程序中，为了保证系统安全运行，设置了上升与下降之间、左行与右行之间的互锁，防止功能相反的两个输出同时为on；限位开关i1.2的常开触点闭合使得输出q0.1置位得电，表示工件已夹紧；当左限位开关或右限位开关的常开触点闭合同时限位开关i0.7常开触点闭合时，输出q0.1复位失电，表示工件已松开；i0.1~i0.4的常闭触点，限制机械手移动的范围；上限位开关i0.2的常开触点与控制左右行的q0.4和q0.3的线圈串联，机械手升到最高位置才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时与别的物体碰撞；只允许机械手在最左边或最右边时上升、下降和松开工件。
手动程序梯形图为：
图2-3手动程序梯形图。
自动程序（包括单步、单周期和连续）采用起保停电路控制。单周期、连续和单步工作方式主要用“连续”标志m0.7和“转换允许”标志m0.6来区分，m0.0表示初始步，m2.0~m2.7分别表示下降、夹紧、上升、右行、下降，松开、上升、左行标志。当系统处于单步工作状态时，i2.2常闭触点断开，只有在每按下一次启动按钮i2.6，m0.6才能得电一个扫描周期，程序执行一步，以此来实现单步执行，此时转换不允许。当系统处于连续工作状态时，m0.6始终得电，按下启动按钮i2.6后同时未按停止按钮i2.7之前，“连续”标志m0.7始终得电，系统首先通过m0.0、m0.5、i2.6使m2.0得电，进而开始程序执行，由于m0.7始终得电，其常闭触点断开，使得程序执行完一个周期后不在进入初始步m0.0，而是直接进入m2.0，开始了下一个周期的执行，以此来实现连续执行。当系统处于单周期工作状态时，m0.7不得电，m0.6得电，按下启动按钮i2.6后系统也是首先通过m0.0、m0.5、i2.6使m2.0得电，进而开始程序执行，由于m0.7不得电，其常闭触点闭合，当程序执行完一个周期后，返回初始步m0.0，此时程序再要执行必须重新按下启动按钮i2.6，以此来实现单周期执行。自动程序梯形图见附录1。
6.5自动回原点程序设计。
自动回原点程序用起保停电路设计。在此工作方式下，i2.1为on，按下启动按钮i2.6后，机械手可能处于三种情况下，应分别处理。
q0.1为0状态，即机械手处于松开状态，应直接返回原点应进入上升步m1.4或左行。
步m1.5；若q0.1为1状态同时机械手在最右边此时说明应执行下降步m1.2,；若q0.1为1状态同时机械手不在最右边，应将工件先送到b点，再返回原点，进入步m1.0。
可编程控制器课程设计是课程当中一个重要环节，通过了2周的课程设计使我对plc设计过程有进一步了解，对plc产品的有关的控制知识有了深刻的认识。
因为理论知识学的不牢固，在设计遇到了不少问题，通过理论与实际的结合，进一步提高观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。运用学习成果，把理论运用于实际，使理论得以提升，形成创新思想。通过此次设计过程，巩固了专业基础知识，培养了我综合应用可编程控制器设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，为今后的学习和工作过程打下基础。
参考文献。
附录1自动程序梯形图：
附录2自动回原点程序梯形图：
PLC水塔水位自动控制系统设计
1、控制要求。
在有些小区，为了解决高层建筑的供水问题，修建了一些水塔。
某水塔高10m，正常水位变化0.5m，为保证水塔的正常水位，需要用水泵为其供水。水泵房有4台泵用异步电动机，交流380v，10kw。正常运行时，3台电动机运转，1台电动机备用。
因电动机功率不是很大，考虑直接起动，并错开起动时间（间隔时间为5s）。为防止某一台电动机因长期闲置而产生锈蚀，备用电动机可通过预置开关随意设置。如果未设置备用电动机组号，则系统默认为4号电动机组为备用。每台电动机都有手动和自动两种控制状态。在自动控制状态时，不论设置哪一台电动机作为备用，其余的3台电动机都要按顺序逐台起动。
在自动控制状态下，如果由于故障使某台电动机组停车，而水塔水位又未达到高水位时，备用电动机组自动起动；同时对发生故障的电动机组根据故障性质发出停机报警信号，提醒维护人员及时排除故障。当水塔水位达到高水位时，高液位传感器发出停机信号，各个电动机组停止运行。当水塔水位低于低水位时，相应的低液位传感器自动发出开机信号，系统自动按顺序起动（间隔5s）。要求每台电动机都有运行状态指示灯（运行、备用和故障）。同时液位传感器要有位置状态指示灯。
2、任务要求。
1）明确控制要求，工艺流程，自行画出简化示意图2）根据要求画出主电路图。
5）完成论文说明（不少于8000字）。