plc设计

摘 要

百叶窗是窗子的一种式样，起源于中国。中国古代建筑中，有直棂窗，直条的曰直棂窗，还有横条的，叫卧棂窗。卧棂窗即百叶窗的一种原始式样，也可以说它是百叶窗原来的状态。

百叶窗

其作用主要是用它来通风与换新鲜空气，但是近代的百叶窗是由美国人发明的，叫约翰·汉普逊并于1841年8月21日取得了该发明专利。 百叶窗，安装有百叶的窗户。百叶窗一般相对较宽，一般用于室内室外遮阳、通风。百叶窗可完全收起,窗外景色一览无余,窗户简约大方.百叶窗功能优点多，而且非常美观，一般用于高楼建筑。 随着现代科技的飞速发展，人们的生活质量也在逐步上升，人们对百叶窗的要求也就更进一步，使其变得美观节能、简洁利落 ，逐渐变成由电气控制取代以前的单调升降。

针对当前百叶窗系统的实际情况，本文提出一种百叶窗电气控制系统的设计方案，

I 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告

并付诸实践。该系统目前在生活投入运行后，取得了良好的应用效果。

本文详细讲述了基于PLC电气控制系统的设计方法和思路，该系统已经投入使用，通过的实际运行结果表明，系统是有效可靠的。本系统优越性在于采用先进的通信网络技术，实现PLC与电动机之间的相互结合运行，控制执行功能主要由PLC完成，系统特别根据百叶窗实际工作情况，给出相应的可靠性设计方案，解决了由于以前的单一功能等问题，显著地提高了百叶窗在实际生活中的简捷性、易行性和稳定性。实现了百叶窗控制系统的可运用风力传感器根据自然环境（风力的大小）自行进行作业，同时进一步加大了其系统的广泛推广和应用。

关键词：百叶窗；PLC；传感器

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目 录

绪 论 .................................................................... 1 1 百叶窗控制系统设计 .................................................... 2 1.1 PLC简介 ........................................................... 2 1.1.1 PLC的基本概念 .................................................. 2 1.1.2 PLC的特点 ...................................................... 2 1.1.3 PLC的组成 ...................................................... 3 1.2 百叶窗控制系统总体分析 ............................................. 4 1.3 硬件连接 ........................................................... 4 1.3.1 硬件系统构成 .................................................... 4 1.3.2 本系统的PLC配置 ................................................ 4 2 AUTO CAD绘图工具 .................................................... 6 2.1 AUTO CAD简介 .................................................... 6 2.2 AUTO CAD软件特点 ................................................ 6 2.3 AUTO CAD软件功能 ................................................ 6 2.4 AUTO CAD应用范围 ................................................ 8 2.5 AUTO CAD画图技巧 ................................................ 8 2.6 AUTO CAD绘图练习 ................................................ 9 3 控制系统PLC软件设计 ................................................. 13 3.1 实训课题要求 ...................................................... 13 3.2 实训硬件设计 ...................................................... 13 3.2.1 控制设备组成 ................................................... 13 3.2.2 百叶窗硬件组成 ................................................. 14 3.2.3 电路设计 ....................................................... 14 3.2.4 操作面板设计 ................................................... 16 3.3 实训软件设计 ...................................................... 17 3.3.1 百叶窗控制系统流程图 ........................................... 18 3.3.2 工作方式 ....................................................... 19 3.3.3 系统I/O地址分配 ............................................... 19

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3.3.4 系统程序的具体分析 ............................................. 19 3.3.5 系统程序总体运行步骤 ........................................... 19 结 论 .................................................................. 23 实训心得 ................................................................ 25 致 谢 .................................................................. 26 参考文献 ................................................................ 27

IV 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 绪 论

本课题的意义

采用PLC控制百叶窗的升降过程，根据人工和环境综合因素的考虑，根据学习的相关基础知识建立其相关的数学模型，合理控制百叶窗的运行，可以达到简捷又方便的目的。介绍了PLC在百叶窗控制系统的组成、系统的功能和特点及应用状况。

百叶窗控制技术发展现状

1. 百叶窗应用环境

(1) 冬暖夏凉 采用了隔热性好的材料,有效保持室内温度,达到了节省能源的目的。简单自由角度调整，控制射入光线，以调整叶片角度来控制射入光线,可以任意调节叶片至最适合的位置。

(2) 以叶片的凹凸方向来阻挡外界视线，采光的同时,阻挡了由上至下的外界视线夜间,叶片的凸面向室内的话,影子不会映显到室外。

(3) 干净放心、清洁方便，平时只需以抹布擦拭即可,清洗时请用中性洗剂。不必担心退色,变色，防水型百叶窗还可以完全水洗。

(4) 阻挡紫外线，有效阻挡紫外线的射入,保护家具不受紫外线的影响而退色。 在遮阳方面，百叶窗除了可以抵挡紫外线辐射之外，还能调节室内光线；在通风方面，百叶窗固定式的安装以及厚实的质地，可以舒心地享受习习凉风而没有其它顾虑；此外，百叶窗完全封闭时就如多了一扇窗，能起到隔音隔热的作用。

2. 百叶窗系统的组成

“电动百叶窗”的驱动系统由一个电机、卷绳器及一个机械式限位器组成，这些组件均安装在“C”型不锈钢托架内，最终与帘片组装成一套电动百叶帘最终产品。组装好的百叶帘系统将按设计要求安装于双层玻璃幕墙或吊顶内。系统的控制方式可采用普通线控开关控制、无线遥控控制、定时控制、风雨光控制以及楼宇集成控制等。

3. 研究的意义

根据我国生活环境不断发展需要，针对原有百叶窗的功能单一和使用不便，等缺点，根据现在人为需求和环境的要求，研制开发适用现代生活的百叶窗控制系统去进一步更加完美的满足人们的工作和居住环境的要求，使其变得更加方便、简捷和智能化。

1 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 1 百叶窗控制系统设计

1.1 PLC简介

可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。 1.1.1 PLC的基本概念

PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufactory Association）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC（Programmable Controller）,并给PC作了如下定义：

“PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”

以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器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。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”

总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。 1.1.2 PLC的特点

1. 可靠性高，抗干扰能力强。

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时，一些使用冗余CPU的PLC

2 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

2. 配套齐全，功能完善，适用性强。

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎。

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

4. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 5. 体积小，重量轻，能耗低。

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 1.1.3 PLC的组成

PLC的硬件主要是由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元，通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。

3 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 典型PLC组成框图如图1.1所示。

图1.1 典型PLC组成框图

1.2 百叶窗控制系统总体分析

系统控制具有手动控制和自动控制2种工作方式。手动控制时，下降和上升开关分别将百叶窗下降和上升到指定位置（由下方限位和上方限位开关控制。自动控制时，由风力传感器根据风的大小程度来自行判断，风大时，传感器闭合，百叶窗上升到指定位置，风小时，百叶窗下降到指定位置。

1.3 硬件连接

本系统采用了欧姆龙的CPM2A型号PLC，但其主机上只有12点输入，8点输出。所以用到相应扩展模块上输入输出点。 1.3.1 硬件系统构成

模拟量检测数据主要有：风力传感器、工作电机、接触器。 1.3.2 本系统的PLC配置

根据系统要求，PLC总体配置如下：

1. 中央处理模块（CPU）：选用CPU314，内存RAM扩展到64K。

2. 数字量输入模块（DI）：选用SM321,共8块（16点/块)。处理128点输入信号。

3. 数字量输出模块（DO）：选用SM322,4块为16点/块，4块为8点/块。处理96点输出信号。

4. 模拟量输入模块（AI）：选用SM331,共3块（8点/块）。处理24点输入信号。

5. 通信模块：选用CP340,共2块，1块为RS232接口，1块为RS485接口。PLC

4 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM361扩展连接，这样简化了接线，大大地提高可靠性。

欧姆龙PLC是由电源、中央处理器和I/O元件组成的严密高速的程序控制器，配有丰富的指令系统，易于用户编程，具有丰富的特殊模块和通信能力，可以满足生产自动化的多级要求。本系统采用CPM2A是一种功能完善的紧凑型PLC，大程序容量和存储单位。另外CPU单元带RS-232C接口，具有PPI、MPI等通信协议可实现程序传送，数据通信等功能。

6. 通信方式：CPM2A CPU支持多样的通信协议：点到点（Point-to-Point）接口（PPI）、多点接口（Multi-Point）（MPI）。这些都基于系统内通信结构模型，都是异步、基于字符的协议。其中PPI方式是非常简单方便的通信协议，只需要一根RS-232C线进行数据信号的传递，不需要额外再配置模块或软件。因此，本系统选择PPI方式，简单且能满足通信要求。CPM2A型PLC上配有RS-232C的通信接口，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和计算机互联,系统结构如图1.2所示。

图1.2系统结构

系统控制设计选用了日本欧姆龙公司C200HE型PLC为控制主机，该机为模块化结构，由PLC机架、CPU、数字量I/O、模拟量输入、电源、通讯等模块构成。

5 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 2 Auto cad绘图工具

2.1 Auto cad简介

Auto cad 是由美国Auto desk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术（Computer Aided Design，计算机辅助设计）而开发的绘图程序软件 包，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具，Auto cad如图2.1所示。

图2.1 Auto cad2010

Auto cad具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。

Auto cad具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各种图形显示设备40多种，以及数字仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为Auto cad的普及创造了条件。

2.2 Auto cad软件特点

1. 具有完善的图形绘制功能。 2. 有强大的图形编辑功能。

3. 可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。

4. 可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。 5. 支持多种硬件设备。

6. 支持多种操作平台 从cad2007已经开始支持VISTA。 7. 具有通用性、易用性，适用于各类用户。

2.3 Auto cad软件功能

6 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 1. 平面绘图 （cad基本结构如图2.2所示）

图2.2 cad基本功能

Auto cad 提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。 2. 编辑图形

Auto cad具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。

标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。

书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。

图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。 3. 三维绘图

可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。

网络功能：可将图形在网络上发布，或是通过网络访问Auto cad资源。 数据交换：Auto cad提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。 二次开发：Auto cad允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发。 4. 新增功能

从Auto cad2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如Auto cad设计中

7 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能，从而使Auto cad系统更加完善。

Auto cad 2012系列产品还新增了更多强而有力的3D建模工具，提升曲面和概念设计功能。强化的设计和制图工具能协助使用者阅读并编辑各种文件格式、简化制图过程、提高设计精确度并缩短设计时间。其他的强化功能还加快了启动和命令速度、提升产品的整体性能，并展现了优良的图形和视觉体验。

2.4 Auto cad 应用范围

工程制图：建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工等等。 工业制图：精密零件、模具、设备等。 服装加工：服装制版。 电子工业：印刷电路板设计。

2.5 Auto cad 画图技巧

1. Auto cad表格制作

先在Excel中制完表格，复制到剪贴板，然后再在Auto cad环境下选择edit菜单中的Paste special，选择作为Auto cad Entities，确定以后，表格即转化成Auto cad实体，用explode打开，即可以编辑其中的线条及方字，非常方便。 2. 在Word文档中插入Auto cad图形

用Auto cad绘制好图形，然后插入Word制作复合文档是解决问题的好办法，可以用Auto cad提供的EXPORT功能先将Auto cad图形以BMP或WMF等格式输出，然后插入Word文档，也可以先将Auto cad图形拷贝到剪贴板，再在Word文档中粘贴。须注意的是，由于Auto cad默认背景颜色为黑色，而Word背景颜色为白色，首先应将Auto cad图形背景颜色改成白色。另外，Auto cad图形插入Word文档后，往往空边过大，效果不理想。利用Word图片工具栏上的裁剪功能进行修整，空边过大问题即可解决。 3. 线宽修改

在Auto cad2000中，可给实体指定线宽（LineWeight）属性修改线宽，只需选择要改变线宽的实体（实体集），改变线宽属性即可，线宽修改更加方便，须注意的是，LineWeight属性线宽在屏幕的显示与否决定于系统变量WDISPLAY，该变量为ON，则在屏幕上显示LineWeight属性线宽，该变量为OFF，则不显示。多义线线宽同LineWeight都可控制实体线宽，两者之间的区别是，LineWeight线

8 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 宽是绝对线宽，而多义线线宽是相对线宽，也就是说，无论图形以多大尺寸打印，LineWeight线宽都不变，而多义线线宽则随打印尺寸比例大小变化而变化，命令scale对LineWeight线宽没什么影响，无论实体被缩放多少倍，LineWeight线宽都不变，而多义线线宽则随缩放比例改变而改变。 4. 图形的打印技巧

可以先在计算机上将Auto cad图形打印到文件，形成打印机文件，然后，再在别的计算机上用DOS的拷贝命令将打印机文件输出到打印机，方法为：copy <打印机文件> prn /b，须注意的是，为了能使用该功能，需先在系统中添加别的计算机上特定型号打印机，并将它设为默认打印机，另外，copy后不要忘了在最后加/b，表明以二进制形式将打印机文件输出到打印机。 5. 选择技巧

用户可以 ，用鼠标一个一个地选择目标，选择的目标逐个地添加到选择集中，另外，Auto cad还提供了Window，Crossing，Cpolygon等多种窗口方式选择目标，其中Window及Crossing用于矩形窗口，而Wpolygon及Cpolygon用于多边形窗口。

Auto cad还提供了Fence方式（以键入“F”响应Select object：）选择实体，当所选择实体和别的实体紧挨在一起时可在按住CTRL键的同时，然后连续单击鼠标左键，这时紧挨在一起的实体依次高亮度显示，直到所选实体高亮度显示，再按下enter键（或单击鼠标右键），即选择了该实体。还可以有条件选择实体，即用filter响应select objects，在Auto cad2000中，还提供了QuickSelect方式选择实体，功能和filter类似，但操作更简单，方便。

2.6 Auto cad绘图练习

9 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 用Auto cad绘制PLC控制柜结构图分别如控制柜正面图图2.3、控制柜面板图2.4、控制柜侧面图2.5所示。

图2.3 控制柜正面图

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图2.4 控制柜面板

11 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告

图2.5 控制柜侧面图

12 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 3 控制系统PLC软件设计

PLC控制程序用CX-Programmer编程软件开发。CX-Programmer是OMRON公司PLC的软件编程﹑调试的工具程序，其运行在Windows操作系统下，具有丰富、简捷的操作环境和强大的编程、调试功能。可实现梯形图的编程、监视和控制等功能，尤其擅长于大型程序的编写，弥补了手编程器编程效率低的不足。CX-Programmer编程软件支持模块化设计，在程序编写时可以直接将编写好的程序通过RS-232C传送到PLC来控制现场设备。

3.1 实训课题要求

手动控制：平时百叶窗的基本位置在上方，限位开关S1处于闭合状态。起动S3手动开关，百叶窗下降，直到到达限位开关S2处为止。当起动S4手动开关时，百叶窗上升，直到到达限位开关S1为止。当百叶窗位于上方时，显示灯L1亮，当百叶窗位于下方时，显示灯L2亮。

自动控制：当风力太大时测风传感器S5闭合，则百叶窗在5s后上升，当风力变、小时测风传感器S5断开，则百叶窗可重新下降。百叶窗控制图如图3.1所示。

S5L1L2S1S4S3

图3.1百叶窗控制图

3.2 实训硬件设计

内容包括控制设备、百叶窗硬件、电路等。 3.2.1 控制设备组成

1. OMRON PLC及模拟试验装置 一台 2. 安装有CX-P编程软件的PC机 一台 3. PC机与PLC通讯的RS232电缆线 一根

13 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 3.2.2 百叶窗硬件组成

控制器是按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。电动百叶窗，它由窗框，电机，控制器，转动片，玻璃夹，玻璃片组成，电机及控制器装在窗框上；长轴穿在窗框上，短轴穿过转动片与连接片的一端连接，连接片的另一端连接电机的偏心轴；玻璃片夹在玻璃夹中。由于自动控制是由传感器对风力的检测从而实现控制，所以还需风力传感器。 3.2.3 电路设计

1. PLC硬件组成框图，如图3.2 所示

图3.2 硬件组成图

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

编程设备用来生成、检查和修改用户程序，还可以用来监视用户程序的执行情况。

14 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 它的体积小，携带方便，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。

2. 电路电气控制接线图，如图3.3 所示

图3.3电路电气控制接线图

15 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 3. PLC具体接线图如图3.4所示。

图3.4 PLC具体接线图

3.2.4 操作面板设计

图3.5 操作面板

说明：左上角的下降按钮是用来控制百叶窗下降的，当按下按钮电动机就旋转，带动百叶窗下降；左下角的上升按钮是用来控制百叶窗上升的，当按下此按钮电动机旋转，

16 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 带动百叶窗上升；右上角的自动手动切换开关是用来控制百叶窗的工作状态的，当开关打到手动控制，百叶窗就不能手自动控制条件作用，反之亦然；右下角的复位按钮用来在紧急情况下给百叶窗断电。操作面板如图3.5所示。

3.3 实训软件设计

内容包括系统控制流程图、工作方式、具体分析和总体运行步骤。

17 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 3.3.1 百叶窗控制系统流程图 如图3.6所示。

启动 切换开关是否闭合 N 自动控制 手动控制 Y N 下降开关是否闭合 N 是否风大 百叶窗下降 Y Y 定时器启动 百叶窗在下方 上升开关是否闭合 N 百叶窗上升 Y 百叶窗在上方 结束

图3.6 系统流程图

18 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 3.3.2 工作方式

该系统有自动及手动两种工作方式。其中自动方式由风力传感器控制根据风力的大小情况而自行改变百叶窗的升降，手动方式根据人为的需求控制而自行启动升降和下降开关以改变百叶窗的升降。 3.3.3 系统I/O地址分配

本系统需使用6个输入点，4个输出点来对系统的各个运行状态进行输出指示。具体分配表见表3.1所示。

表3.1 系统输入I/O地址分配表

输入 00000 00001 00002 00003

功能 上方限位开关s1 下降开关 s3 下方限位开关s2 上升开关 s4

输出 10.02 10.03 10.04 10.05

功能 上方指示灯 下降指示灯 下方指示灯 上升指示灯

00004 风力传感器 00005

切换开关 s5

3.3.4 系统程序的具体分析

PLC采用循环扫描的的工作方式，这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向各输出点发出相应的控制信号，任一时刻它只能执行一条指令，这就是说PLC是以“串行”方式工作的，它能有效地避免继电接触器控制系统中易出现的触点竞争和时序失配的问题。

PLC执行用户程序是从梯形图左母线开始由上至下，由左向右逐个扫描每个梯级的每个元素，进行运算，此时CPU只是与映象区进行数据交换，读取输入数据，送出输出信号。

3.3.5 系统程序总体运行步骤

实现功能：首先通电，由于百叶窗一般处于上方由上方限位开关自行控制百叶窗停

19 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 止，当上限开关闭合后，常闭触点200.01、常闭触点200.02、常闭触点200.03、常闭触点200.04、依次通电，从而使线圈200.01得电，线圈200.01动作后使线圈200.01自身的常开触点200.01闭合，使其形成自锁，同时也与线圈200.02、线圈200.03线圈200.04、形成互锁（除自身线圈200.01外，其他任一线圈发生动作时将促使其自身断电）。

实现功能：线圈200.01得电，促使线圈200.01自身的常开触点200.01闭合，线圈10.02得电。（即10.02上方指示灯亮，百叶窗处于上方位置）

实现功能：当百叶窗控制系统处于手动控制时：线圈200.01得电（线圈10.02得电上方指示灯亮，即百叶窗处于上方位置时）线圈200.01自身的常开触点200.01闭合，线圈200.05（线圈200.05是百叶窗控制系统自动控制时的一个辅助触点，与线圈200.02形成互锁，同时也与手动控制想成互锁）自身的常闭触点200.05闭合，然后再闭合下降开关0.01，由于线圈200.03自身的常闭触点200.03闭合，线圈200.02得电，促使线圈200.02自身的常开触点200.02闭合从而与其自身形成自锁，同时线圈200.02与线圈200.03形成互锁（即线圈200.03得电后，可以促使自身的常闭触点200.03断开使得线圈200.02断电）。

当百叶窗控制系统处于自动控制时：首先闭合切换开关0.05，使线圈200.05得电后，线圈200.05自身的常开触点200.05闭合，线圈200.01得电（线圈10.02得电上方指示灯亮，即百叶窗处于上方位置时）线圈200.01自身的常开触点200.01闭合，风力传感器0.04闭合，线圈200.03自身的常闭触点200.03闭合，使线圈200.02得电，促使线圈200.02自身的常开触点200.02闭合从而与其形成自锁，同时线圈200.02与线圈200.03形成互锁（即线圈200.03得电后，可以促使自身的常闭触点200.03断开使得线圈200.02断电）。

20 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告

实现功能：线圈200.02得电，促使线圈200.02自身的常开触点200.02闭合，线圈10.03得电。（即10.03下降指示灯亮，百叶窗正在下降）

实现功能：线圈200.02得电（线圈10.03得电下降指示灯亮，即百叶窗处于下降时）线圈200.02自身的常开触点200.02闭合，由于线圈200.04的常闭触点闭合，闭合下限开关0.02后，从而使线圈200.03得电，线圈200.03得电后促使线圈200.03自身的常开触点200.03闭合与线圈200.03形成自锁，同时线圈200.03与线圈200.04形成互锁（即线圈200.04得电后，可以促使自身的常闭触点200.04断开使得线圈200.03断电）。

实现功能：线圈200.03得电，促使线圈200.03自身的常开触点200.03闭合，线圈10.04得电。（即10.04下方指示灯亮，百叶窗处于下方位置）

实现功能：当百叶窗控制系统处于手动控制时：线圈200.03得电（线圈10.04得电下方指示灯亮，即百叶窗处于下方位置时）线圈200.03自身的常开触点200.03闭合，线圈200.05（线圈200.05是百叶窗控制系统自动控制时的一个辅助触点，与线圈200.04形成互锁，同时也与手动控制形成互锁）自身的常闭触点200.05闭合，然后再闭合上升开关0.03，由于上限开关0.00常闭触点闭合，线圈200.04得电，促使线圈200.04自身的常开触点200.04闭合从而与其自身形成自锁，同时线圈200.04与上限开关0.00常

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沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 闭触点形成互锁（即上限开关0.00发生动作后，可以促使线圈200.04断电）。

当百叶窗控制系统处于自动控制时：首先闭合切换开关0.05，使线圈200.05得电后，线圈200.05自身的常开触点200.05闭合，线圈200.03得电（线圈10.02得电下方指示灯亮，即百叶窗处于下方位置时）线圈200.03自身的常开触点200.03闭合，当定时器到达所定时间后发生动作，是定时器的常开触点闭合，上限开关0.00常闭触点闭合，使线圈200.04得电，促使线圈200.04自身的常开触点200.04闭合从而与其自身形成自锁，同时线圈200.04与上限开关0.00常闭触点形成互锁（即上限开关0.00发生动作后，可以促使线圈200.04断电）。

实现功能：线圈200.04得电，促使线圈200.04自身的常开触点200.04闭合，线圈10.05得电。（即10.05上升指示灯亮，百叶窗正在上升）

实现功能：此时百叶窗控制系统工作在自动控制作用下，切换开关0.05闭合线圈200.05得电，促使线圈200.05自身的常开触点200.05闭合，风力传感器0.04闭合，定时TIM 000得电后，发生动作，50s计时开始。

实现功能：此时百叶窗控制系统工作在自动控制作用下，下降开关0.01常闭触点闭合（下降开关0.01），上升开关0.03常闭触点闭合（上升开关0.03与线圈200.05形成互锁，及上升开关0.03动作时，线圈200.05断电），线圈200.03得电，促使线圈200.03自身的常开触点闭合，然后再闭合切换开关0.05，线圈200.05得电，促使线圈200.05自身的常开触点200.05闭合与线圈200.05形成自锁。

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沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 结 论

本课题在进行了大量调查和文献检索的基础上，从实际情况出发，仔细分析现有百叶窗的工作性能，发现其系统存在的问题，从而加以改进和完善。因此在进一步深入进行系统的研究时，得出以下主要结论:

1. PLC应用的广泛性。 PLC应用现在已经逐步深入到我们的实际社会中，也在逐渐演变的更加完善，以便根据不同的需求去适应不同情况下的使用，无论是在工作中还是生活中已经越来越多的运用去解决实际问题存在的不足，从而使的存在的问题能够非常方便的加以解决，使得我们的工作起来变得更加方便、生活质量也变得高效。 2. 以PLC为核心的控制系统可实现百叶窗的有效控制。 百叶窗控制系统通过也能用PLC实现百叶窗的升降，当系统处于手动工作状态时，可由升降开关对百叶窗进行升降；当系统处于自动状态时，可由风力传感器根据风力的大小情况自动对百叶窗进行升降。

3. PLC前景展望。 21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

本课题以百叶窗控制系统为主要对象，研究如何运用PLC对百叶窗进行控制。但是在应用之中上仍然有些局限性，例如：无论是在手动控制还是在自动控制时，百叶窗处于上升或下降的过程之中，遇到百叶窗控制系统突然切断电源这种情况，将会使其系统停止，当电源回复后，其系统不能够继续延续以前的工作状态上升或下降，而是仍然处于停止状态，要想使其系统继续工作，就必须对其重新启动进行工作才能达到所需的状态。因此，在今后的学习和研究工作之中，要在已取得成果的基础上，做进一步的深

23 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 化和完善工作；对百叶窗控制系统存在的一些问题要加以逐步改进，从而进一步增加其系统的可靠性和实用性。

24 沈阳理工大学高等职业技术学院专业综合实训报告 实训心得

通过此次一个月的实训，不仅使我对所学的知识又有了更进一步的了解和巩固，而且是我对学习的态度发生了较大的转变。从以前的漫不经心到现在的仔细认真，，从以前的不懂装懂到现在的不懂就及时请教，在这段期间真使我受益匪浅。

在老师的细心指导和同学的互相帮助，让我看到了自我心态和团队集体的重要性。给我这个即将踏上社会又无经验的初学者深深的上了一课，使我更加明白即将在社会上工作要有一个积极良好的心态，无论干什么是都要有耐心和毅力，一定要克服以前那种浮躁的心态。在以后的工作中要和同事互相帮助，干工作要依靠团队集体的力量，而不是一个人的蛮干、盲干。

实训的时间虽然是短暂的，但以后的人生还是漫长的。因此，我一定要将此次实训所学的各种知识深深的记在心中，去时刻指引以后的人生的道路。

25 沈阳理工大学高等职业技术学院综合实训报告

致 谢

本课题是在指导老师悉心指导下完成的。从论文的选题到相关材料的收集，从论文框架的设计到具体内容遣词造句，每一章节都凝聚着指导老师的心血。在此，学生表示最诚挚的谢意。老师严谨的治学态度、积极的人生观、学术上孜孜追求的精神以及对学生无微不至的关怀，都给我留下了终生难忘的印象，必然将对我以后的学习和生活产生重要影响。

在完成整个论文期间，对各位老师、同学、朋友的辛勤劳动以及他们在治学和人品上给予我的深刻影响，我同样铭记在心，并表示由衷的感谢。

在此，我向所有在学业上、生活上帮助、理解、支持我的老师、同学、朋友致以最真诚的谢意。

最后，感谢各位专家、学者在百忙之中审阅我的拙作。

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参考文献

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