新疆工程学院 课程设计评定意见
设计题目 十人投票机
系 部 电力工程系 专业班级 电力11-11-（1）班 学生姓名 王博 学生学号 2011230420 评定意见：
评定成绩：
指导教师（签名）： 年 月 日
新疆工程学院
电力工程系(部)课程设计任务书
2013-2014学年 第一学期 2013 年12月 30日
专业 设计题目 起止时间 2013.12.30-2014.1.6 周数 1 电力系统自动化 班级 电力11-11(1)班 课程名称 指导教师 设计地点 PLC控制系统课程设计 刘光辉 十人投票机 新疆工程学院 设计目的：根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行十人投票机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。 设计任务或主要技术指标： 1. 讲解设计目的、要求、方法，任务分解。 2. 方案的设计比较,确定主保护方案。 3..统调试及结果分析。 4．设计总结。 设计进度与要求： 第1天：了解任务书，查找相关资料。 第2天：熟悉资料、查阅参考文献。 第3-4天：方案的设计比较。 第5-6天：撰写设计报告。 第7天:答辩 主要参考书及参考资料： [1]程周.可编程控制器原理与应用[M].北京：高等教育出版社，2003. [2]周美兰，周封，忘岳宇.PLC电气控制与组态设计[M].北京：科学出版社，2003. [3]吴建强，姜三勇.可编程控制器原理及应用[M].哈尔滨工业大学出版社，2000. [4]张万忠，刘明芹.电气与PLC控制技术[M].化学工业出版社，2003. [5]洪志育，刘丹，蔡琪.例说单片机[M].人民邮电出版社，2006. 教研室主任（签名） 系（部）主任（签名）
目录
目录 ............................................................................................................................................................ 3 第1章 引言 .................................................................................................................................................. 1 1.1 设计目的 ............................................................................................................................................. 1 1.2 设计内容 ............................................................................................................................................. 2 第2章 系统的总体方案设计 ....................................................................................................................... 3 2.1 系统的硬件配置及组成原理 ............................................................................................................. 3 2.2 系统的变量定义及分配表 ................................................................................................................. 3 2.3输入，输出点功能配置 ..................................................................................................................... 4 2.4 系统的接线图 ..................................................................................................................................... 5 2.5 系统可靠性设计 ................................................................................................................................. 5 第3章 控制系统设计 .............................................................................................................................. 7 3.1 控制程序流程图设计 ......................................................................................................................... 7 3.2 控制程序梯形图，指令表 ................................................................................................................. 7 3.3 控制程序设计思路 ............................................................................................................................. 7 第4章 系统调试及结果分析 ....................................................................................................................... 9 4.1调试结果及解决问题 .......................................................................................................................... 9 4.2结果分析 ............................................................................................................................................. 11 第5章 设计总结......................................................................................................................................... 12 参考文献 ...................................................................................................................................................... 13
第1章 引言
1.1 设计目的
一、PLC概况
可编程控制器（Programmable Controller）简称PC。在办公自动化和工业自动化中广泛使用的个人计算机（Personal Computer）也简称为PC，为了避免混淆，现在一般将可编程序控制器简称为PLC（Programmable Logic Controller）。
现代的PLC是以未处理器为基础的新型工业控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的通用产品。1985年，国际电工委员会（IEC）的PLC标准草案第三稿对PLC做了如下定义：“PLC是一种数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程程序的存储器，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，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 PLC的特点：
1、可靠性高，抗干扰能力强； 2、配套齐全，功能完善，适用性强； 3、易学易用，深受工程技术人员欢迎； 4、系统设计周期短，维护方便，改造容易； 5、体积小，重量轻，能耗低。 二、本次设计目的
根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行十人投票机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：
1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2.系统有启动、停止功能；
3.运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4.程序结构与控制功能自行创新设计；
5.进行系统调试，实现十人投票机的控制要求。
1.2 设计内容
一、 本次设计的具体要求：
1.运行PLC；
2.当PLC运行时，[X12：计票开关]=OFF，则不执行投票计算；
3.当PLC运行时，再扳Y．[X12：计票开关]=ON，开始计时，此时需在5s内完成 投票(赞成与不赞成)，请扳动X0~Xl 1(如赞成：X：ON，若反对X：OFF；
4.[X12]=ON，5s后立即显示投票结果，若显示灯 Y0亮：表示不通过(即反对人数较多) Y1亮：表示同票(即赞成与反对人数相等) Y2亮：表示通过(即赞成人数较多)
5.当投票结果显示后，就不再接受任何信息，即使再次投票显示灯仍不会改变其结果。
6.X13为归零按钮．在x13归零后，所有的显示灯熄灭，此时可再次进行投票。 二、PLC控制系统设计的一般步骤：
（1）深入了解控制要求，确定控制的操作方式、应完成的动作。
（2）确定所需的信号输入元件、输出执行元件，据此确定PC的I/O点数。进行I/O点的分配。
（3）选定PC型号。
（4）绘制PC外部接线图，设计控制系统的主电路。 （5）设计PC控制程序。 （6）模拟调试。 （7）制作控制柜。 （8）进行现场调试。 （9）编制技术文件。
第2章 系统的总体方案设计
2.1 系统的硬件配置及组成原理
选用三菱公司FX2N系列PLC； 输入开关*12个； LED指示灯*3个； 铜芯线；
系统的输入输出设计，如图2-1所示。
图2-1
2.2 系统的变量定义及分配表
I端口 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.10 0.11
0.12 0.13 O端口 1.00 1.01
1.02
0.00～0.11为十人投票机的投票开关，0.12为开始开关，0.13为复位开关；1.00为反对，1.01为反对与同意人数相同，1.02为同意。 2.3输入，输出点功能配置
X0 X1 X2 输入开关 X3 ON：表赞成 ；OFF：表反对 X4 X5 X6 X7 X10 X11
X12：计票开关 X13：复位开关(REST) Y0=ON：表不通过 Y1=ON：表同票 Y2=ON：表通过
2.4 系统的接线图
系统的外部接线图，如图2-2所示。
图2-2
2.5 系统可靠性设计
可靠性设计是指在规定的条件下和规定的时间内系统完成其规定的功能的能力，或者说是系统保持其功能在正常实现的时间。
PLC是专为工业生产环境设计的控制装置，一般不需要采取特殊措施，就可以直接在工业环境中使用，但是，若现场环境比较恶劣，使用了众多大功率机械设备，而大功率机械设备的启动、负载的变化会引起电网电压的波动，产生低频干扰；另外，使用电焊机和火焰切割机会产生高频火花电流造成干扰；同时，现场的各种动力线会通过电脑磁耦合产生干扰。这些干扰都会通过与现场设备相连的电缆引入
PLC控制系统中，影响系统安全可靠的工作，所以合理地设计系统的可靠性就显得尤为重要。
本课程设计应用于多人投票场景，应是远离工业环境的。以上提及的大功率机械设备和电焊机和火焰切割机产生的干扰可以忽略。
第3章 控制系统设计
3.1 控制程序流程图设计
开始开关按下后，投票开始，计票同时启动，期间可以任意修改投票结果，5S后投票和计票同时停止，此时存储器中的结果为最终结果，将结果输出，LED灯亮，显示投票结果。主持人按下复位开关，结果清零，投票重新开始。
系统流程图，如图3-1所示。 开始 投票 计票 5S后判断结果 输出投票结果 内部数据清零
图3-1
3.2 控制程序梯形图，指令表
（见附录）
3.3 控制程序设计思路
首先，按下开始按钮。记录十人投票，同意为1，反对为0，同意的人数与5
比较，大于5为通过，小于5为不通过，等于5为同意和反对人数相等。输出结果通过三盏LED灯显示，Y2灯亮表示通过，Y1灯亮表示同票，Y0灯亮表示不通过。按下复位按钮后，灯灭，存储器清零，投票和计票重新开始。
0.12为按下，PLC开始工作，定时器开始计时，0.00~0.11处接受投票，投票结果送入DM0~DM9，然后DM0~DM9中的结果两两相加，逐步累加到DM19，5秒之后累加结束，把此时DM19中的结果与5比较，比较出的结果直接选择送入1.00~1.02，与输出口对应的灯亮。
第4章 系统调试及结果分析
4.1调试结果及解决问题
如图4.1所示，投票通过时Y2灯亮
图4-1
在指定投票时间5秒内，投票开关闭合数大于5个时，投票显示通过，Y2灯亮。投票人在5S后的选择结果无效。投票结果在闭合开关X13后被置零，同时指示灯熄灭，表示可以重新投票。
如图4.2所示，投票不通过时，Y0灯亮。
图4-2
在指定投票时间5秒内，投票开关闭合数小于5个时，投票显示不通过，Y0灯亮。投票人在5S指定时间后的选择结果无效。投票结果在闭合开关X13后被置零，同时指示灯熄灭，表示可以重新投票。
如图4.3所示，投票数目相同时，Y1灯亮。
图4-3
在指定投票时间5秒内，投票开关闭合数等于5个时，投票显示同票，Y1灯亮。投票人在5S指定时间后的选择结果无效。投票结果在闭合开关X13后被置零，同时指示灯熄灭，表示可以重新投票。
4.2结果分析
基本符合设计要求中的超过半数人同意为通过，反之为不通过，以及同意反对人数相等时的显示，满足了本次设计的要求。
第5章 设计总结
通过本次的课程设计，我对PLC用于实践的流程有了一定的了解，对仿真软件也有了新的认识；让我很好的锻炼了理论联系实际的能力，又让我学会了实际问题怎么用理论知识去解决的方法。
在本次设计中遇到了很多自己不懂或者在课堂上没有学习过的知识。让我锻炼了自学的能力。这方面的能力时我受益匪浅。随着一个一个问题被发现，被解决，让我积累了些许设计的经验。
参考文献
[1]程周.可编程控制器原理与应用[M].北京：高等教育出版社，2003.
[2]周美兰，周封，忘岳宇.PLC电气控制与组态设计[M].北京：科学出版社，2003. [3]吴建强，姜三勇.可编程控制器原理及应用[M].哈尔滨工业大学出版社，2000. [4]张万忠，刘明芹.电气与PLC控制技术[M].化学工业出版社，2003. [5]洪志育，刘丹，蔡琪.例说单片机[M].人民邮电出版社，2006.
附录
梯形图
指令表
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