《电气控制系统设计》报告
院 系： 控制工程学院
专 业： 自动化B1401
学 号： 1443121006
姓 名： 管玉涛
指导教师： 段金英
2016年6月
目 录
1．课程设计目的…………………………………………………………………1
2．课程设计题目描述和要求……………………………………………………1
3．设计内容………………………………………………………………………1
3.1原理及组成……………………………………………………………………1
3.2控制要求………………………………………………………………………1
3.2.1任务分析……………………………………………………………………1
3.2.2 PLC的型号选择……………………………………………………………2
3.3系统硬件设计…………………………………………………………………3
3.3.1 I/O地址分配………………………………………………………………3
3.3.2 PLC硬件接线………………………………………………………………4
3.4系统软件设计…………………………………………………………………5
3.4.1系统软件流程图……………………………………………………………5
3.4.2软件程序的编写……………………………………………………………5
3.5系统调试过程…………………………………………………………………6
5．总结……………………………………………………………………………6 参考文献 …………………………………………………………………………6 附录1系统完整程序 ……………………………………………………………7
1 课程设计目的
了解S7-200 PLC的硬件及外部接线。
熟悉S7-200 PLC的软件及常用指令。
掌握S7-200 PLC的编程软件及编程方法。
能解决简单的工程控制问题。
2 课程设计题目描述和要求
题目：液体混合搅拌机S7-200 PLC控制
要求：利用西门子S70-200 实现自动液体混合搅拌，能解决简单工程实际控制问题。
3 设计内容
3.1 原理及内容
原理：当PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
内容：上限位、中限位和下限位液位开关被液体淹没时为ON，阀A、阀B和阀C为电磁阀，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，各阀门均关闭，各限位开关为OFF。按下启动按钮后，打开阀门A，液体A流入容器，中限位开关为ON时，关闭阀门A：再打开阀门B，液体B流入容器，当液位到达上限为时，关闭阀门B；这时搅拌电动机M开始运行，带动搅拌器搅拌液体，0.6s后混合均匀，电动机停止；打开阀C，放出混合液，当液面下降至下液位开关之后延时0.05s，容器放空，关闭阀C；如此循环运行。当按下停止按钮，在当前工作周期结束后，系统停止工作。
3.2 控制要求
3.2.1 任务分析
总体控制要求：本装置为两种混合液混合模拟装置，由液面传感器SL1，SL2，液体A,B,阀门与混合液阀门由电磁阀YV1,YV2,YV3,搅拌电机KM组成。实现两种液体的混个搅拌功能。
打开“启动”开关。打开阀A，液体A流入容器，中限位开关为ON时，关闭阀门A：再打开阀门B，液体B流入容器，当液位到达上限为时，关闭阀门B；这时搅拌电动机M开始运行，带动搅拌器搅拌液体，0.6s后混合均匀，电动机停止；打开阀C，放出混合液，当液面下降至下液位开关之后延时0.05s，容器放空，关闭阀C；如此循环运行。当按下停止按钮，在当前工作周期结束后，系
统停止工作。
3.2.2 PLC的型号选择 随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多。近年来，国外引进
的PLC产品、国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号，PLC种类多其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，适用场合，各有侧重。因此，合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起重要作用。西门子S7-200PLC一直发挥统一而经济的解决方案，该PLC具有强大的性能，最优模块和开放式通讯，它紧凑而小巧的结构使它能在狭小的空间完美
使用，并且他含有大容量的程序以及数据存储器。其次S7-200PLC易于使用 STEP 7-Micro/WIN工程软件，是初学者最理想的选择。本程序为顺序控制，所以选用西门子S7-200 PLC作为控制单元来控制整个系统。
功能性强：S7-200有5种CPU模块，最多可以拓展7个模块。
灵活方便的寻址方式：S7-200输入（I），输出（Q）,储存器（M）可按照位，字节，字和双字读写。
功能性强，使用方便的编程软件：V4.0STEP 7 MicroWIN SP9可以使用包括
中文内的多种语言，有梯形图，语句变量和功能图编程语言，S7-200指令功能强，易于掌握。
3.3 系统硬件设计
3.3.1 I/O地址分配
I/O地址分配如表1所示
表1 I/O地址分配
3.3.2 PLC硬件接线图
PLC外围硬件接线图如图1所示
图1 PLC外围硬件接线图
3.4 系统软件设计
3.4.1系统软件流程图
系统软件流程图如图2所示
图2 系统软件流程图
3.4.2 软件程序的编写
总体控制要求：本装置为两种混合液混合模拟装置，由液面传感器SL1，SL2，液体A,B,阀门与混合液阀门由电磁阀YV1,YV2,YV3,搅拌电机KM组成。实现两种液体的混个搅拌功能。打开“启动”开关。打开阀A，液体A流入容器，中限位开关为ON时，关闭阀门A：再打开阀门B，液体B流入容器，当液位到达上限为时，关闭阀门B；这时搅拌电动机M开始运行，带动搅拌器搅拌液体，0.6s后混合均匀，电动机停止；打开阀C，放出混合液，当液面下降至下液位开关之后延时0.05s，容器放空，关闭阀C；如此循环运行。当按下停止按钮，在当前工作周期结束后，系统停止工作。系统程序见附录1
3.5系统调试过程
在系统的调试过程中，需要注意的几点:1.
看自己的启动、停止按钮在外围硬件
接线是否为自锁按钮，若是自锁按钮，在梯形图中，就不需要加入自锁；2.在梯形图程序的编写中，同一操作数的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同操作数的输出线圈是可以并行输出的；3.线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0（该位始终为1）来连接。4.在后期优化软件程序图时，应适当安排编程顺序，以减少程序的步数，并联多的支路应靠近左母线；5.程序应按自上而下，从左至右的顺序编写，在出现了问题之后，根据此原则，来查看哪里出现错误，从而改正。
5总结
在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习，我们学会了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PLC的学习，让我了解PLC的重要性，电气控制与可编程控制器是一门极重要的课程。通过这次设计，使我更深刻的理解了PLC的编程思想。也能更好的将所学的知识运用到实际中。
感谢段老师的细心指导，老师严谨的治学态度，诲人不倦的精神值得我们学习，在这里向老师表达诚挚的谢意。
参考文献
【1】廖常初S7-200PLC编程及应用 北京 机械工业出版社 2007.8
【2】PLC应用技术项目化教程：S7-200PLC/李海波，徐瑾瑜主编 北京 机械工业出版社
【3】罗宇航 流行PLC实用程序设计 西安 电子科技大学 2006.12
【4】钱显毅．传感器原理与应用．南京：东南大学出版社，2008.7；
【5】 潘新民，王燕芳．微型计算机控制技术．北京：电子工业出版社，2003.1 附录1：
《电气控制系统设计》报告
院 系： 控制工程学院
专 业： 自动化B1401
学 号： 1443121006
姓 名： 管玉涛
指导教师： 段金英
2016年6月
目 录
1．课程设计目的…………………………………………………………………1
2．课程设计题目描述和要求……………………………………………………1
3．设计内容………………………………………………………………………1
3.1原理及组成……………………………………………………………………1
3.2控制要求………………………………………………………………………1
3.2.1任务分析……………………………………………………………………1
3.2.2 PLC的型号选择……………………………………………………………2
3.3系统硬件设计…………………………………………………………………3
3.3.1 I/O地址分配………………………………………………………………3
3.3.2 PLC硬件接线………………………………………………………………4
3.4系统软件设计…………………………………………………………………5
3.4.1系统软件流程图……………………………………………………………5
3.4.2软件程序的编写……………………………………………………………5
3.5系统调试过程…………………………………………………………………6
5．总结……………………………………………………………………………6 参考文献 …………………………………………………………………………6 附录1系统完整程序 ……………………………………………………………7
1 课程设计目的
了解S7-200 PLC的硬件及外部接线。
熟悉S7-200 PLC的软件及常用指令。
掌握S7-200 PLC的编程软件及编程方法。
能解决简单的工程控制问题。
2 课程设计题目描述和要求
题目：液体混合搅拌机S7-200 PLC控制
要求：利用西门子S70-200 实现自动液体混合搅拌，能解决简单工程实际控制问题。
3 设计内容
3.1 原理及内容
原理：当PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
内容：上限位、中限位和下限位液位开关被液体淹没时为ON，阀A、阀B和阀C为电磁阀，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，各阀门均关闭，各限位开关为OFF。按下启动按钮后，打开阀门A，液体A流入容器，中限位开关为ON时，关闭阀门A：再打开阀门B，液体B流入容器，当液位到达上限为时，关闭阀门B；这时搅拌电动机M开始运行，带动搅拌器搅拌液体，0.6s后混合均匀，电动机停止；打开阀C，放出混合液，当液面下降至下液位开关之后延时0.05s，容器放空，关闭阀C；如此循环运行。当按下停止按钮，在当前工作周期结束后，系统停止工作。
3.2 控制要求
3.2.1 任务分析
总体控制要求：本装置为两种混合液混合模拟装置，由液面传感器SL1，SL2，液体A,B,阀门与混合液阀门由电磁阀YV1,YV2,YV3,搅拌电机KM组成。实现两种液体的混个搅拌功能。
打开“启动”开关。打开阀A，液体A流入容器，中限位开关为ON时，关闭阀门A：再打开阀门B，液体B流入容器，当液位到达上限为时，关闭阀门B；这时搅拌电动机M开始运行，带动搅拌器搅拌液体，0.6s后混合均匀，电动机停止；打开阀C，放出混合液，当液面下降至下液位开关之后延时0.05s，容器放空，关闭阀C；如此循环运行。当按下停止按钮，在当前工作周期结束后，系
统停止工作。
3.2.2 PLC的型号选择 随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多。近年来，国外引进
的PLC产品、国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号，PLC种类多其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，适用场合，各有侧重。因此，合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起重要作用。西门子S7-200PLC一直发挥统一而经济的解决方案，该PLC具有强大的性能，最优模块和开放式通讯，它紧凑而小巧的结构使它能在狭小的空间完美
使用，并且他含有大容量的程序以及数据存储器。其次S7-200PLC易于使用 STEP 7-Micro/WIN工程软件，是初学者最理想的选择。本程序为顺序控制，所以选用西门子S7-200 PLC作为控制单元来控制整个系统。
功能性强：S7-200有5种CPU模块，最多可以拓展7个模块。
灵活方便的寻址方式：S7-200输入（I），输出（Q）,储存器（M）可按照位，字节，字和双字读写。
功能性强，使用方便的编程软件：V4.0STEP 7 MicroWIN SP9可以使用包括
中文内的多种语言，有梯形图，语句变量和功能图编程语言，S7-200指令功能强，易于掌握。
3.3 系统硬件设计
3.3.1 I/O地址分配
I/O地址分配如表1所示
表1 I/O地址分配
3.3.2 PLC硬件接线图
PLC外围硬件接线图如图1所示
图1 PLC外围硬件接线图
3.4 系统软件设计
3.4.1系统软件流程图
系统软件流程图如图2所示
图2 系统软件流程图
3.4.2 软件程序的编写
总体控制要求：本装置为两种混合液混合模拟装置，由液面传感器SL1，SL2，液体A,B,阀门与混合液阀门由电磁阀YV1,YV2,YV3,搅拌电机KM组成。实现两种液体的混个搅拌功能。打开“启动”开关。打开阀A，液体A流入容器，中限位开关为ON时，关闭阀门A：再打开阀门B，液体B流入容器，当液位到达上限为时，关闭阀门B；这时搅拌电动机M开始运行，带动搅拌器搅拌液体，0.6s后混合均匀，电动机停止；打开阀C，放出混合液，当液面下降至下液位开关之后延时0.05s，容器放空，关闭阀C；如此循环运行。当按下停止按钮，在当前工作周期结束后，系统停止工作。系统程序见附录1
3.5系统调试过程
在系统的调试过程中，需要注意的几点:1.
看自己的启动、停止按钮在外围硬件
接线是否为自锁按钮，若是自锁按钮，在梯形图中，就不需要加入自锁；2.在梯形图程序的编写中，同一操作数的输出线圈在一个程序中不能使用两次，不同操作数的输出线圈是可以并行输出的；3.线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0（该位始终为1）来连接。4.在后期优化软件程序图时，应适当安排编程顺序，以减少程序的步数，并联多的支路应靠近左母线；5.程序应按自上而下，从左至右的顺序编写，在出现了问题之后，根据此原则，来查看哪里出现错误，从而改正。
5总结
在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习，我们学会了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PLC的学习，让我了解PLC的重要性，电气控制与可编程控制器是一门极重要的课程。通过这次设计，使我更深刻的理解了PLC的编程思想。也能更好的将所学的知识运用到实际中。
感谢段老师的细心指导，老师严谨的治学态度，诲人不倦的精神值得我们学习，在这里向老师表达诚挚的谢意。
参考文献
【1】廖常初S7-200PLC编程及应用 北京 机械工业出版社 2007.8
【2】PLC应用技术项目化教程：S7-200PLC/李海波，徐瑾瑜主编 北京 机械工业出版社
【3】罗宇航 流行PLC实用程序设计 西安 电子科技大学 2006.12
【4】钱显毅．传感器原理与应用．南京：东南大学出版社，2008.7；
【5】 潘新民，王燕芳．微型计算机控制技术．北京：电子工业出版社，2003.1 附录1：