PLC控制系统课程设计
课题的控制要求，控制过程主要采用逻辑和顺序控制，而PLC恰能满足此控制要求。所以，用PLC进行控制，不仅能满足控制要求、控制方便简单，而且具有较高的可靠性。
因此，本设计应采用PLC进行控制。
（1）输入/输出接口（I/O）数量；输入端口14个，输出端口10个，SIMATICS7-200系列PLC硬件配置灵活，既可以用一个单独的S7-200 CPU构成一个简单的数字量控制系统，也可通过扩展电缆进行数字量I/O模块、模拟量I/O模块或智能接口模块的扩展，构成较复杂的中等规模控制系统。西门子S7-200 CUP224/AC/DC/RLY有输入端口14个，输出端口10个，符合要求;所以采用西门子S7-200CUP224/AC/DC/RLY完成PLC硬件结构配置。
（2）因为负载有直流供电有交流供电，所以采用输出形式为继电器。 （3）对于CPU224模块，本机输入地址为I0.0-I0.7和I1.1-I1.5,输出地址为Q0.0-Q0.7和Q1.0-Q1.1。因为基本单元自带的I/O接口不能满足控制系统要求，因此需要数字量I/O扩展单元。，与基本的单元相连，并使基本单元的寻址功能对模块上的I/O接口进行控制。S7-200系列PLC目前可以提供的有3种类型的数字量输入/输出模块，即EM221，EM222，EM223，查阅数字量输入/输出模块各类型型号特点，首先采用一个EM222的8继电器输出；扩展模块EM222的I/O地址范围是Q2.0-Q2.7,不能满足控制要求，又因为CPU224能够扩展7个模块，因为控制要求输出有21个，另需一个EM223的DI4/DO4*DC 24V/继电器；扩展模块EM223的I/O地址范围是Q3.0-Q3.3;满足系统控制要求。本机与扩展连接形式，见图2-2模块连接图。
图2-2 模块连接图
2.2.2 PLC选型
OMRON公司是世界著名的几大PLC生产与开发的厂家之一，其大、中、
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小、微型机各有特色所长，在中国市场的占有率居前列。特别是它的小型P型机、中型机C200H，在用户中享有很高声誉。国内很多以P型机或C200H为背景机的教材。近年来，OMRON公司推出了P型机的后续机型CPM1A。本设计正是选用OMRON公司CPM1A型PLC。
CPM1A系列PLC是OMRON公司生产的小型整体式PLC，其在一小单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制，中断输入，脉冲输出，模拟量设定和时钟大亨功能。CPM1A CPU单元能处理广泛围的机械控制应用，所以是设备内装控制单元的理想产品。另外，完整的通信功能保证了与个人计算机和OMRON可编程终端的通信。这些通信功能使用户能设计一个经济的分布式生产控制系统。而基于CPM1A和个人计算机的PC/PLC机电控制系统也具有一定的通用性。
所以本文考虑设备数量及应用场合，选择CPM1A。因为它具有可靠性高、体积小、扩展方便，使用灵活的特点。选其型号为CPM1A-30CDR-A。I/O点为30点；电源类型为AC型，范围100V~240V；输出方式为继电器输出型。性能如下：2048程序存储器；2048数据存储器；18点输入，12点输出；可扩展3个模块；对于大型控制工程，18点输入不能满足点数要求时，可以通过I/O扩展模块进行行输入点数的扩展。CPM1A最多可扩展到54个输入点。 2.3 I/O分配
I/O信号在PLC接线图端子的地址分配是进行PC控制系统设计的基础。对软件设计来说，分配I/O点地址以后才可以进行编程；对控制柜和PLC的外围接线来说，只有I/O点地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据接线图和安装图安装控制柜。
由上硬件系统的选择可知控制系统由一个CPU224及两个扩展模块EM222,EM223,各模块各分配地址如下:
CPU224基本单元的I/O地址如下：
I0.0 I0.1、IO.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.1、I1.2、I1.3、I1.4、I1.5、I1.6、I1.7、Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1
第一个扩展模块EM222的I/O地址：
Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6、Q2.7 第二个扩展模块EM223的I/O地址： Q3.0、Q3.1、Q3.2
PLC输入输出接口地址分配表见表2-2。
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表2-1 PLC输入输出接口地址分配表
输入接口地址：
序号 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 工作名称 输煤机组手动控制开关 输煤机组自动控制开关 输煤机组自动开车按钮 输煤机组自动停车按钮 输煤机组紧急停车按钮 给料器磁选料器手动按钮 1#送煤机手动按钮 破碎机手动按钮 提升机手动按钮 2#送煤机手动按钮 回收机手动按钮 M1-M6，YA运行正常信号 M1-M6,YA过载保护信号 工作名称 给料器磁选料器接触器 1#送煤机接触器 破碎机接触器 提升机接触器 2#送煤机接触器 回收机接触器 2#送煤机Y形启动接触器 2#送煤机三角形启动接触器 破碎机Y形启动接触器 破碎机三角形启动接触器 手动运行指示灯 紧急停车指示灯 系统正常运行指示灯 系统故障运行指示灯 报警电铃 输煤机组单机运行指示 输煤机组单机运行指示 输煤机组单机运行指示 输煤机组单机运行指示 输煤机组单机运行指示 输煤机组单机运行指示 文字符号 SA1-1 SA1-2 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 KM FR 文字符号 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 KM8 KM9 KM10 HL7 HL8 HL9 HL10 HA HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6 输入口 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 输出口 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.6 Q2.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 输出接口地址：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
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2.4 系统接线图设计
根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路接线图，如图2-3。
图2-3 I/O接线图
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