《可编程控制器》

课程设计

四路抢答器的PLC设计

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目  录

目  录... I

第一章 课程设计任务... 1

第二章 总体方案分析... 1

2.1 分析控制要求... 1

2.2 选择PLC型号... 1

2.3 分配I/O点... 1

第三章 PLC控制系统设计... 1

3.1 输入/输出电路设计... 1

3.2 控制程序设计... 1

3.2.1 梯形图设计... 1

3.2.2 指令表... 1

3.3 控制程序分析... 1

第四章 课程设计小结... 1

参 考 文 献... 1

第一章   课程设计任务

我这次做的四路抢答器，在现实生活中很常见。尤其随着各种益智电视的不断发展，越来越多的抢答器应用到了其中。这种抢答器的好处在于不仅能够锻炼选手的反应能力，而且能够增加现场节目的紧张、活跃的气氛。让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景也非常好。

在知识竞赛中，特别在做抢答器时，为了知道哪位选手先答题，必须有一个系统来完成。如果在抢答，只靠人的视觉是很难确定哪组先答题。因此在设计抢答器的时候要考虑到这些方面，以便比赛的公平、公正。这次设计室用几个触发器以及与非门巧妙的设计成抢答器，使以上问题得以解决，即使2组抢答组相差几微秒，也可以分辨出哪组先抢答。下面请看整体设计方案。

第二章   总体方案分析

2.1 分析控制要求

①竞赛者若要回答主持人所提问题时，须抢先按下桌上的抢答按钮；②绿色指示灯亮后，须等主持人按下复位按钮PB5后，指示灯才熄灭；③如果竞赛者在主持人打开SW1开关10秒内抢先按下按钮，电磁线圈将使彩球摇动，以示竞赛者得到一次幸运的机会④如果在主持人打开SW1开关10秒内无人抢答，则必须有声音警示，同时红色指示灯亮，以示竞赛者放弃该题⑤在竞赛者抢答成功后，.应限定一定的时间回答问题，根据题目难易可设定时间（如2分钟）；⑥当主持人打开`SW2开关后记时开始，如果竞赛者在回答问题时出设定时限，则红色指示灯亮并伴有声音提示，竞赛者停止回答问题。

2.2 选择PLC型号

市场上有许许多多种抢答器，但功能却各不相同，电路也形形色色，而所选元件也各不相同，我设计了一款用PLC控制的抢答器，该抢答器集抢答、声音警示、灯光指示和计时于一身，借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，选用的是日本立石公司（OMRON）生产的C20p型PLC设计制作了四路抢答器，该设计编程简单，容易理解掌握，且工作稳定可靠。总体电路简单，易于制作

2.3 分配I/O点

输入设备        输入端子号              输出设备       输出端子号    

抢答按钮   PB11        0000          绿色指示灯L1输出       0500

抢答按钮   PB12       0001           绿色指示灯L2输出        0501

抢答按钮   PB21       0002           绿色指示灯L3输出        0502

抢答按钮   PB22       0003           绿色指示灯L4输出        0503

抢答按钮   PB31       0004           红色指示灯L5输出        0504

抢答按钮   PB32       0005           红色指示灯L6输出        0505

抢答按钮   PB41       0006            电磁开关SOL输出        0506

抢答按钮   PB42       0007            无人抢答声音输出          0507

复位按钮   PB5       0008             回答限时声音输出          0508

选择开关   SW1      0009

限时开关   SW2      0010                                                                                  

第三章   PLC控制系统设计

3.1 输入/输出电路设计

上图为外部接线设计图。

3.2 控制程序设计

3.2.1 梯形图设计

3.2.2 指令表

3.3 控制程序分析

①由于0500使用它的自身触点（常开触点），在0000或0001闭合后仍保持在ON状态(自锁)。同时，将其常闭触点串入其它各回路中，在0500接通后，它的常闭触点打开，切断其它抢答回路(互锁)；②0501、0502和0503以同样方式动作，自锁继电器在复位按钮PB5再次动作时将清零；③机会选择开关SW1使0009闭合后，10秒定时器TIM00启动；④如果0500、0501、0502和0503在10秒定时器TM00动作之前任何一个闭合，则0506变为ON以示抢答成功，同时切断10秒计时显示输出回路，，否则输出声音提示，以示竞赛者放弃该题；⑤常开触点0009断开后，自锁继电器和定时器TIM00将清零；⑥抢答成功后，主持人闭合限时开关SW2使0010闭合后，2分钟定时器TIM01启动，时间到0505和0508闭合，红灯亮并有声音提示停止回答；⑦常开触点0010断开后，定时器TIM01清零,为下一轮抢答做好准备。

第四章   课程设计小结

如果给电路加入适当的编、译码器件，就可以将红、绿灯指示变直观的数字显示，对外围电路稍加修改，就可以变成多路多人抢答器，如六路或十路等，改为多路多人抢答器，可以在梯形图中再加入两路或六路分支即可。去掉程序中的互锁和抢答限时功能，可以将抢答器改成呼叫器，可以用在医院的病房，工厂的车间等多种地方。

通过这次的课程设计，让我对PLC可编程控制器有了更深层的了解，使我能够更好的把理论和实践结合起来，培养了在未来的工作中的自主学习和灵活应变能力。近年来，随着科学技术的发展，自动化控制理论和微电子技术已经越来越广泛地运到到人们的日常生活中。对于我们机械专业的学生来说，大学毕业才仅仅是个开始。在此感谢大学四年中辛勤指导我们的老师，让我们学习到了很多必须的理论知识，以及实践效果。

参 考 文 献

[1] 陈宇 《可编程控制器基础及编程技巧》[M] 广州：华南理工大学出版社  1999

[2] 彭利标.徐耀生.王芯 《可编程控制器原理及应用》[M] 西安：西安电子科技大学出版社 20## （15-78）

[3] 邓则名、邝穗芳.《电器与可编程控制器应用技术》[M].北京：机械工业出版社.1999.(104-113)

第二篇：课程设计心得

课程设计心得

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2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． 短短三周是课程设计，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

机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。呵呵。

机械设计贯穿设计、制造、使用，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，成功与否是很容易判断的。设计的过程中，受制造的影响很大，亦就是说好的设计是不能脱离制造的，对制造越了解，越有助于提高设计水平。设计的图纸，投入生产，我没

见过多少能立即按图加工装配，在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见，包括所谓“资深”的高工，总工拿出的图纸，还是经过多次开会研究反复讨论的出来的结果，原因是多方面的，绘图的规范性，看图者的水平是一方面，但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。怎样判定自己对制造的了解程度？最简单的方法是随手抓一张自己设计的东西的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨，只是这样子，肯定是不行，在机械厂做过几年的谁不知道？必须细分下去，要全面了解各过程。比如说铸造时候怎么分型，浇口冒口怎么放，可能会有什么样的铸造缺陷产生，零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的，怎么在零件结构上进行优化，切削加工过程，在脑海中虚拟出来，总共用几把刀，转速，走刀量，甚至铁屑望哪里飞，各把刀使用的顺序，车工，铣工，磨工的操作动作全过程，如此等等，才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会玩车床，铣床，会烧电焊才可以，但是要知道这些作业特点，在设计时加以充分考虑，作为搞机械设计的人这样才比摇车床烧电焊的强，才有安身立命之处。如此，在设计过程中，就会规避一些不合理的结构，设计的质量自然提高不少，可是还不够，一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案（尽管整体的设计统筹他们做不了），但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果，岂不是斯文扫地耶？唯一的解决办法，多看书。别人总结出来的通常与生产相结合，俱是心血的结晶。带着问题学，多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样愚蠢的回答，关键是你已经指出保证同心度的方法，甚至前辈的错误。这个时候，没人再叫你小钱、小赵，连老板都叫你钱工、赵工，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡子长出来了，尿布丢了，孩子叫妈了，呵呵成就感也来了。可是设计总是为了使用，好的设计必须具备一点点人性的，设计一套工艺装备，一试产，效率高质量好，老板来搞杯庆功酒。过了几天，发现人家弃之不用了，原因是操作者骂娘啊。用起来痛苦啊。而且要注意的细节又多，别个就是个操作工他要是考虑的那么多因素就不会还在那里做操作工了啊。设计不利于使用，就面临淘汰，有很多的成套设备，如汽车的发动机变速箱之类正常运转时“挺好的，“，可其中一个小键槽，一个轴承位，什么的地方坏了，整个就不能用，厂方只卖整件，要配件不卖，自己加强还真的没地方加了，换了几个厂去买，摆了一堆，用户只好敬而远之，立了个技改项目－－可怜的技改。这样的事情只要是在机械行业转的久的都会有所见所闻。使用根本就离不开维修，好的设计更不能忽视维修性。在一条大型的的生产线上，关键的设备，总共一年也就维修那么两次，但是每此都要把设备大卸八块，行车叉车千斤顶撬杠十八般兵器还不够用，老师傅们还要自己专门动脑动手玩几样好用的专用家当来伺候，导致停产的损失已经超过设备本身的价值，真是个无言的结局。一套大型设备仅因更换一只油封什么的，都要几乎将整机完全分解，使用单位不骂设计干的是断子绝孙的玩意才怪，真的是设计者的悲哀。 我们搞设计不光是要站在制造的基础上，还要有创新，但一定要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能一强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，一种就是构成事物旧有元素的重新组合，一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。正像哲学中所讲，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中产生的。比如我们人类，虽然说是大自然的天之骄子，但实际上，我们99%的基因都是和大猩猩一样的。如果人类不是在继承大猩猩的基因

基础上，有1%的突破，人类的出现是难以想象的，如果有人说我有志气，不需要继承大猩猩的基因，我自己搞一个100%纯人类基因，那您就是再过一亿年，也搞不出来一个人类来。所以说，不能为了创新，把旧有的东西全盘抛弃。原有的东西就如同一盘菜，创新就如同一点点调料，有了这么一点调料，菜的味道更加鲜美。但没有人为了纯鲜美，不要菜，光来一盘炒调料的。所以我们强调创新，但不能忘记继承，只有继承，没有创新，那是因循守旧，而只有创新，没有继承，那是空中楼阁。

1的克隆可能很多的人认为是最安全最省事的一种设计方式。但是作为从事设计行业的人来讲，克隆是一件可耻的事情。所谓一抄二改三创造。简练的概括了设计人员的成长之路。 刚入门的时候，只能照抄，但是在抄袭的同时要拼命的去理解原设计者的意图和思维，理解整个机器的传动，各个装置之间的相互关联，每个零件的相互关系，理解了之后就可以出图，图纸上就可以有明确的尺寸配合要求，形位公差约束。只知道画下来，随手胡扯几根线条上去，大概感觉机器精度比较高，就玩命的把精度往上提动不动就0.005，0.002，在图纸上大言不惭的签名在设计栏。号称自己搞的东西是很精密的。这种不知所谓的号称机械机械设计工程师的信手拈来满地都是。

模仿优秀的作品是每一个设计师的必走之路。但是做设计，一定要有自己的想法，人也要有自己鲜明的个性，久了，就形成了自己的风格，风格的养成与一个人的艺术素养和个人修养有直接关系。罗嗦的人搞出来的东西就是那么罗嗦的，小气的人搞出来的东西就是一副小家子气，不负责任的人搞出来的机器就跟那人的德行一样的不负责任。能有自己的设计理念，设计风格，就是不一样，这样捣腾出来的东西就有了独特的灵魂。行家一看就知道，这是用心的杰作。

在抄袭的时候积累了经验就要抱着否定的态度学习。查阅资料，多看些经典的设计案例，和设计的禁忌，与自己接触过的一些东西进行对比，就有了大的提高。就可以在现有的机器上动手术。如：提高机器的附加值，完善更多的功能，让整机具备更高的可靠度。从而迎合高端的客户；或者进行结构精简，保留一些常用功能，降低成本，满足些买不起那么也用不上多功能的客户的需求。做到这样就可以称的上做机械设计开始入门了。能不能成为世界级的发明家这个事情很难说的，呵呵。但是凭自己多年经历见识，将一些结构进行组合，变异，嫁接，创造一些新的东西是不难的。与其用一生的时间去研究永动机之类的高深课题，或者搞一些莫名其妙不能创造任何价值的所谓专利，不如用自己有限的生命去做些能在这个美丽的星球上留下点印记的事情。到时候老得快死了，临终的时候还会想到，活了这么多年，捣腾了那么多机器在地球上跑，足以含笑九泉。

一个真正谈的能称之为 机械设计工程师， 需要十年甚至十年以上的磨砺。还要有相当的天分以及勤奋和能造就人的环境。 天才等于99%的勤奋+1%的努力其实说的并不是只要下苦工就会有成就。这句话说的是若一个人对某个职业没有那1%天分，再勤奋也是没有用的。勤奋是一个发掘自己天分的一个途径，是有所成就的必须条件之一，而不是全部。绝对不是。

机械零件材料选用的原则要考虑三个方面的要求

1、使用要求（首要考虑）：

1）零件的工况（震动，冲击，高温，低温，高速，高载都应当慎重对待）；

2）对零件尺寸和质量的限制；

3）零件的重要程度。（对于整机可靠度的相对重要性）

2）工艺要求：

1）毛坯制造（铸造，锻打，切板，切棒）；2）机械加工；热处理 ；4）表面处理经济性要求： 1）材料价格（普通圆钢与冷拉型材，精密铸造，精密锻造的毛坯成本与加工成本的对比，）；2）加工批量和加工费用； 3）材料的利用率；（如板材，棒料，型材的规格，合理的加以利用）4）替代（尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代铜套，用含油轴承替代车削加工的一些套，速度负载不大的情况下，用尼龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等）。另外，还要考虑当地材料的供应情况。机械设计的基本要求

a) 对机器使用功能方面的要求要注意协调、平衡！防止木桶效应的出现!

b) 对机器经济性的要求 设计经济性，在短的时间里投产上市，捞回开发期间的消耗，甚至边设计边制造-

使用经济性 要有最佳的性能价格比（产品在小批量做开始赚了，再来改的更好）

2、对机械零件设计的基本要求

a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器的各种功能要尽量降低零件的生产、制造成本 c) 尽可能多的采用市场常见标准件。 对可能系列化的产品，尽可能的在开始设计的时候考虑零件的通用性，无法通用的也要尽可能的在结构上类似，以减少制造过程的工艺编排，夹具工装设计的工作量。