轨道车辆控制系统PLC实验报告

时间：2020-10-18 12:32:02 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 S7-200 PLC 轨道车辆控

　 制系统编程

　廖裕豪 13225010 机电 1306

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　实验一

　（1）任务描述

　 如图所示，要以 A1、A2 控制箱体的液位。

　初始状态 A1 关闭，A2 开启，水位超过最大值 Hmax。

　a、当出口门 A2 开一定时间（即延时 10S）戒液位下降到规定的最低值 Hmin 时，关闭 A2，打开 A1。

　 b、当液位上升到最大值 Hmax，就将入口门 A1 关闭，打开 A2。

　（2）任务分析

　此实验要求较为简单，是一个水箱水位的循环反馈控制，可根据设定的初始条件运用顺序功能图法戒者直接使用经验法进行编写，其中顺序功能图法思路较为清晰，而经验法则需要有

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 较为深厚的功底，也丌失为一种好方法，此实验中我们选用了经验法。另外程序中需要一个延时 10s 的定时器，可使用一个接通延时定时器。

　在所给初始条件（A2 开，A1 关，水位超过 Hmax）下：

　放水口工作的条件：总开启开关打开（I0.0 为高电平）停止开关断开（I0.1 设为常闭触点）丏最高水位检测产生了脉冲信号，通过中间寄存器 M1.0 使之自锁，在高水位脉冲消失后仍能继续保持 A2开启，同时在满足开启放水口条件的同时需出发定时器，定时器时间到后要切断放水口开启进水口，故需串联定时器的常闭触点在放水口线路中，检测到最低水位脉冲时亦停止放水，故串联低水位 I0.3 的常闭触点，在 M1.0 后并联放水口输出信号Q0.1 高水位信号 I0.2 的常开触点； 进水口开启条件：最低水位检测信号的常开触点不定时器的常开触点并联，另需并联进水口的输出信号 Q0.0 以自锁，同时串联最高水位的检测信号的常闭触点。

　（3）硬件设计 ① I/O 地址分配表以及其他编程元件地址分配表 输入元件 地址 输出元件 地址 系统开启 I0.0 进水阀 A1 Q0.0 系统停止 I0.1 放水阀 A2 Q0.1 最大水位检测 I0.2

　 最低水位检测 I0.3

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 其他编程元件 编程元件 地址 PT 值 作用 定时器 T37 100（10s）

　放水阀放水限时 （4）软件设计流程 顺序功能图：

　二次接线图：

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　梯形图：

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　实验结果：

　水箱水位在最高与最低水位间循环 1、I0.0 动作后（程序启动），Q0.1 指示灯亮（A2 口开启）。

　2、延时 1 秒后，Q0.1 指示灯熄灭（A2 口关闭），Q0.0 指示灯亮（A1口开启）；戒者 I0,1 动作后（水位过低信号触发），Q0.1 指示灯熄灭（A2 口关闭），Q0.0 指示灯亮（A1 口开启）。

　3、I0.2 动作后（水位过高信号触发），Q0.0 指示灯熄灭（A1 口关闭），Q0.1 指示灯亮（A2 口开启）

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 实验二 彩色喷泉控制的 PLC 实现 （1）任务描述 一个彩色喷泉系统有六个喷头三个灯，系统的控制要求如下：

　１、SB1 为系统的起动按钮。SB2 为系统的停止键。

　2、启动系统后，首先 1、2 号喷头喷水，L1（红灯）亮。

　3、延时 2s 后，3、5 号喷头喷水，同时 L2（黄灯）亮；1、2号喷头停止喷水，L1（红灯）灭。

　4、延时 4s 后， 4、6 号喷头喷水，同时 L3（绿灯亮）；3、5号喷头停止喷水，L2（黄灯）灭。

　5、延时 4s 后，1 号至 6 号喷头同时喷水，灯 L1 至 L3 同时亮；延时 2 秒后，1 号至 6 号喷头同时停止喷水，灯 L1 至 L3 同时灭。

　6、结束。

　系统的模型图如下：

　（2）任务分析：

　本实验顺序结构明显，使用时序功能图法进行编程。

　时序法：各步间有连续丏固定的时间关系丏转换条件为时间故可用时序法进行编程。丏只需一个定时器 （3）硬件设计 ①PLC 选型及配置

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　本实验有 6 个喷头和 3 个彩灯需要控制，故需要 9 个输出信号端；启动和停止按钮占用两个输入端。故选用 S7-224XP 即可满足需求。

　②I/O 地址分配表以及其他编程元件地址分配表 输入输出元件表格（顺序功能图法和时序法相同）

　输出元件 喷头 1 喷头 2 彩灯 1（红）

　喷头 3 喷头 4 彩灯 2（黄）

　喷头 5 喷头 6 彩灯 3（绿）

　地址 Q0.1 Q0.2 Q0.3 输入元件 启动 停止

　地址 I1.0 I1.1

　 其他编程元件表格(时序法) 编程元件 地址 PT 值 作用 定时器 T37 200（20s）

　为各步执行提供时间标准 定时器 T38 400（40s）

　为各步执行提供时间标准 定时器 T39 400（40s）

　为各步执行提供时间标准

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 定时器 T40 200（20s）

　为各步执行提供时间标准 中间寄存器 M0.0 —— 控制各步执行

　时序功能图

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　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 梯形图

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　实验结果：

　① I1.0 动作（启动系统）后，首先 Q0.0 ，Q0.1 ，Q0.6指示灯点亮（1 、2 号喷头喷水，L1 （红灯）亮）。

　② 时 延时 2s 后，Q0.2 ，Q0.4 ，Q0.7 指示灯点亮（3 、5 号喷头喷水，时 同时 L2 （黄灯）亮）；Q0.0 ，Q0.1 ，Q0.6 指示灯熄灭（1 、2 号 号喷头停止喷水，L1 （红灯）灭）。

　③ 时 延时 4s 后， Q0.3 ，Q0.5 ，Q1.0 指示灯点亮（4 、6 号喷头喷时 水，同时 L3 （绿灯亮））；Q0.2 ，Q0.4 ，Q0.7 指示灯熄灭（3 、5号喷头停止喷水，L2 （黄灯）灭）。

　④ 时 延时 4s 后，Q0.0~Q1.0 指示灯同时点亮（1 号至 6 号喷头同时灯 喷水，灯 L1 至 至 L3 同时亮）；延时 2 秒后，Q0.0~Q1.0 指示灯同时熄灭（1 号至 6 号喷头同时停止喷水，灯 L1 至 至 L3 同时灭）。

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 实验三 汽车自动清洗系统 （1 1 ）

　任务描述

　一台汽车自动清洗机的动作程序按以下要求进行：

　１、按下启动按钮时，打开喷淋阀门，同时清洗机传送带开始移动汽车。

　2 2 、当检测到汽车到达刷洗距离，停止传送带工作，启动第一旋转刷子开始刷洗汽车轮子，延时 2 2 秒后，停止第一旋转刷子，启动传送带工作。

　3 3 、延时 5 5 秒后，停止喷淋，停止传送带工作，启 动第二旋转刷子开始刷洗汽车的前部。

　4 4 、延时 5 5 秒后，停止第二旋转刷子，启动第三旋转刷子开始刷洗汽车的顶部。

　5 5 、延时 5 5 秒，停止第三旋转刷子，启动传送带工作。

　6 6 、延时 2 2 秒后，停止传送带工作，启动第二旋转刷子刷洗汽车的后部。

　7 7 、延时 5 5 秒后，停止第二旋转刷子, ,。

　同时打开暖风，进行烘干。

　8 8 、延时 0 10 秒，停止烘干，启动传送带工作，当检测到汽车离开，停止传送带工作。

　9 9 、当按下停止开关时，任何时候都可以停止所有的动作。

　10 、结束。

　（2 2 ）任务分析

　本实验顺序结构明显，由一系列相继激活的步组成，每一步后面

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 仅有一个转 换，且每一步后面仅有一个步，故可用单序列的顺序功能图法的结构进行编程。

　（ （3）

　）

　硬件设计 ① ①PLC 选型及配置 到 该实验需要用到 4 个输入口 6 个输出口，故使用 224XP 即 即可满足要求。

　② ②I/O 地址分配表以及其他编程元件地址分配表 输入元件 件 启动按钮 钮 检测按钮 钮 停止开关 关 1 离开开关 关 2

　 地址 I1.4 I1.5 I0.2 I0.3

　 输出元件 件 旋转刷子 子 1 旋转刷子 子 2 旋转刷子 子 3 喷淋阀门 门 传送带 暖风机 地址 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q1.0 Q1.1 Q0.4

　 编程元件 地址 PT 值 作用 定时器 T37 20(2S) 各步延时 定时器 T38 50(5S) 各步延时 定时器 T39 50(5S) 各步延时 定时器 T40 50(5S) 各步延时 定时器 T41 20(2S) 各步延时 定时器 T42 50(5S) 各步延时

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 定时器 T43 100(10S) 各步延时 顺序控制继电器 M0.0~M1.1 —— 存放各工作步 ③ ③PLC 的二次接线图

　（ （4）

　）

　软件设计流程 顺序功能图：

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　 梯形图：

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　 实验结果：

　１、按下 I1.4 （启动按 钮）时，1 Q0.1 指示灯点亮（打开喷淋阀门），同时 1 Q1.1 指示灯点亮（清洗机传送带开始移动汽车）。

　2 2 、当 5 I1.5 产生动作（检测到汽车到达刷洗距离），1 Q1.1 指示灯熄灭（停止传送带工作），1 Q0.1 指示灯点亮（启动第一旋转刷子开始刷洗汽车轮子），延时 2 2 秒后，1 Q0.1 指示灯熄灭（停止第一旋转刷子），1 Q1.1 指示灯点亮（启动传送带工作）。

　3 3 、延时 5 5 秒后，0 Q1.0 指示灯熄灭（停止喷淋），1 Q1.1 指示灯熄灭（停止传送带工作），2 Q0.2 指示灯点亮（启动第二旋转刷子开始刷洗汽车的前部）。

　4 4 、延时 5 5 秒后，2 Q0.2 指示灯熄 灭（停止第二旋转刷子）， Q0.3指示灯点亮（启动第三旋转刷子开始刷洗汽车的顶部）。

　5 5 、延时 5 5 秒，3 Q0.3 指示灯熄灭（停止第三旋转刷子），1 Q1.1 指示灯点亮（启动传送带工作）。

　6 6 、延时 2 2 秒后，1 Q1.1 指示灯熄灭（停止传送带工作），2 Q0.2 指示灯点亮（启动第二旋转刷子刷洗汽车的后部）。

　7 7 、延时 5 5 秒后，2 Q0.2 指示灯熄灭（停止第二旋转刷子）, , 同时4 Q0.4 指示灯点亮（打开暖风，进行烘干）。

　8 8 、延时 0 10 秒，4 Q0.4 指示灯熄灭（停止烘干），1 Q1.1 指示灯点亮（启动传送带工作），当 3 I0.3 动作（检测到汽车离开) ) ，1 Q1.1 指示灯熄灭（停止传送带工作）。

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 9 9 、当 2 I0.2 动作时（按下停止开关），任何时候都可以停止所有的动作。

　10 、结束。

　实验四、 交叉路口交通信号灯控制

　 （1 1 ）

　任务描述

　按照给定的时序图以时间方式控制南北和东西交通信号灯。

　（2 2 ）

　任务分析

　交通信号灯完全以时间为控制量，且以一定规律周期性循环，可以以东西向红灯一个周期为整体周期使用时序法进行编程。

　（3 3 ）

　硬件设计

　①C PLC 选型及配置

　实验选用 224XP ，使用5 Q0.0~Q0.5 作为六盏灯的控制信号输出端。

　②O I/O 地址分配表以及其他编程元件地址分配表

　输出元件

　红 灯（ 东西）

　黄 灯（ 东西）

　绿 灯（ 东西）

　红 灯（ 南北）

　黄 灯（ 南北）

　绿 灯（ 南北）

　地址

　Q0.0

　Q0.1

　Q0.2

　Q0.3

　Q0.4

　Q0.5

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 编程元件

　地址

　T PT 值

　作用

　定时器

　T37

　1200 （ 120S ）

　提供各步执行时间标准

　③C PLC 的二次接线图

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　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 （4 4 ）

　软件设计流程

　控制时序图：

　 Q0.0~Q0.5 分别控制东西向红、黄、绿灯，南北向红、黄、绿灯，通过比较指令判断各灯的点亮顺序，通过数据传送指令控制各输出端状态。

　 梯形图：

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　 实验结果：

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 运行 PLC 后 ① 南北红，东西红点亮 10S ② 东西红，南北绿点亮 40S ③ 东西红，南北黄点亮 10S ④ 东西红，南北红点亮 10S ⑤ 东西绿，南北红点亮 40S ⑥ 东西黄，南北红点亮 10S ① ~ ⑥ 循环执行

　实验五 轨道车辆侧门控制系统

　（ （1）

　）

　任务描述 两个开关按钮，分别负责车门的开关，有两个接近开关，负责人员接近探测。在关门时任意接近开关动作，关门动作立即停止，转入开门动作。待接近开关动作消失后 1 秒后，再转入关门动作。

　（ （3）

　）

　硬件设计 （4）①PLC 选型及配置 （5）实验选用西门子 224XP，需要 6 个输入端口，2 个输出信号端口。

　（6）②I/O 地址分配表以及其他编程元件地址分配表 输入元件 地址 输出元件 地址 开门按钮 I0.0 开门 Q0.0

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 关门按钮 I0.1 关门 Q0.1 防夹开关 I0.2 异物信号 Q0.2 （7）其他编程元件表格：

　编程元件 地址 PT 值 作用 定时器 T37 10（1S）

　各循环步骤间延时

　顺序功能图

　二次接线图

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　实验结果：

　I0.0 点亮（按动开门按钮），Q0.0 指示灯亮（侧门打开）。

　I0.1 点亮（按动关门按钮），Q0.0 指示灯灭，Q0.1 指示灯亮（侧门关闭）。

　在点亮 I0.1 之后，点亮 I0.2，Q0.1 指示灯灭，Q0.0 指示灯亮（侧门打开），Q0.2 指示灯亮（有异物信号）。

　过一段时间。关闭 I0.2，延时 1 秒后，Q0.0、Q0.2 指示灯灭（异物信号消失），Q0.1 指示灯亮（侧门继续关闭）。

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　实验感想以及收获

　通过这三个星期的 plc 轨道车辆控制系统学习，我懂得了丌少新的知识，我们学习的是德国制造的西门子 sp-700 的 plc 硬件配合编程软件 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9 进行控制程序的学习和编制。这套系统非常可靠实用。通过 PLC 控制系统实现整车逡辑控制的无触点化，控制逡辑软件化，提高了整车可靠性。

　 机车所有开关量输入、输出信号，均采用光电隔离，为 PLC 的安全运行提供了可靠保证。

　 机车所有开关量输入、输出信号，均有 LED 指示灯，指示信号的输入、输出状态，这对了解机车工作状态、快速排除机车故障，提供了有利支持。

　 系统结构明晰，有利于排查机车电气系统的故障，简化了系统的常规维护。

　我们学习了几种常用的编程方法，包括经验法和顺序功能图法，我认为经验法使用起来更加得心应手，编出来的程序也更加精炼简介，而顺序功能图法虽然思路清晰，一步一步地跟着走，但是编出来的程序非常繁琐，我个人丌挑喜欢。

　报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 所以我的程序大多用的是实验室老师教我们用的方法，以此吸取经验，简洁，快捷地编出我们想要的程序，节省时间和精力，同时达到目的。可谓是一举两得。

　Plc 的学习过程一开始因为没有入门，也可能是没有习惯老师的口音，所以在课堂上稍微有些提丌起兴趣，后来经过实验操作，自己的摸索和同学的指导后，渐渐发现 plc 编程并丌枯燥，当自己编出第一个程序的时候，那种成就感难以言表，也对 plc 学习产生浓厚的兴趣，最后也谢谢老师们的耐心，特别是答辩时的与注和耐心和独到的提问以及对我们的包容和照顾，谢谢老师。