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创新性实验研究报告

实验项目名称：改造小车自动往复运动的继电器控制电路图为

可编程控制器设计

姓名＿＿＿＿学号＿＿

手机Email＿＿

专业自动化＿＿＿＿班级＿＿＿

指导教师及职称＿＿＿

开课学期至学年＿＿学期

提交时间年月日

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一、实验摘要

早期运料小车电气控制系统多为继电器—接触器组成的复杂系统，这种系统存在设

计周期长、体积大、成本高等缺陷，无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作，将

PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运行费用，

PLC运料小车电气控制系统具有连线简单，控制速度快，可靠性和可维护性好，易于安装、

维修和改造等优点。随着经济的发展，运料小车不断扩大到各个领域，从手动到自动，

逐渐形成了机械化、自动化。

将PLC应用到运料小车电气控制系统，可实现运料小车的自动化控制，降低系统的运

行费用。它功能强大，可扩展到多达个I/O点，且能增加特殊功能模块或扩展板。通信

和数据连接功能选项使得PLC在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。

[关键词]PLC；运料小车控制系统

二、实验目的

结合电气控制技术和可编程控制器课程的学习，通过对继电器控制电路结构、工作原理、工作过

程和控制等方法的研究和可编程控制器软件硬件设计方法的学习，自主设计可编程控制器的梯形图和

外部接线图，熟悉可编程控制器实验验证的基本方法，学会搜集资料和发现问题、分析问题和解决问

题的方法，进一步熟练运用实验设备开展创新性活动，学习创新性实验报告的撰写方法。

三、实验场地及仪器、设备和材料：

实验仪器：西门子S7-200PLC和电脑等实验设备。

四、实验内容

1、实验原理

1.1PLC的定义

PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础

的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）

颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设

计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行

逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式

的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于

与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

1.2PLC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的平

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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。

（2）配套齐全，功能完善，适用性强