1、PLC 霓虹灯闪烁控制系统设计课程设计任务书课程名称： xxxxxxxxxxxxxxx 学 院： xxxxxxxxxxxx 专 业： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 班 级： xxxxxxxxxx 学 号： xxxxxxxxxx 学生姓名： xxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxx 职 称： 教 授 2013 年 7 月 12 日目 录第一章、 概述1第二章、 霓虹灯闪烁控制系统设计22.1 设计目的 22.2 控制要求 2第三章、 PLC 型号选择3第四章、 PLC 接口电路4 第五章、 PLC 梯形图与指令表55.1 梯形图 55.2 指令表 11第 6 章、 组态设计156.
2、1、新建项目156.2、数据词典156.3、画面制作176.4、整体布局20第七章、 调试心得21第八章、 参考文献21任务书一、设计课题霓虹灯闪烁控制系统设计二、设计目的1进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。2掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。3掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。4培养查阅图书资料、工具书的能力。5培养工程绘图、书写技术报告的能力。三、控制要求用 HL1HL6 六个霓虹灯，分别做成“曹 妃 甸 欢 迎 您”6 个字。闪烁要求见下表，时间间隔为 1s，反复循环进行。步序灯号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10HL1 亮 亮 亮
3、HL2 亮 亮 亮HL3 亮 亮 亮HL4 亮 亮 亮HL5 亮 亮 亮HL6 亮 亮 亮四、设计任务1简述本设计的意义。根据控制要求，制定合理的设计方案。2硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计。3控制程序的设计（并加以注释）。4监控系统设计。选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与 PLC 进行通信等步骤完成监控系统的设计（必须要有设计过程）。5模拟调试 6编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。五、设计时间安排（共 1 周）序号具 体 内 容时间(天)1简述本设计的意义。根据控制要求，制定合理的设计方案。0.52 硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计 13 控
4、制程序的设计（并加以注释）。 14 监控系统设计。 15 模拟调试 16 编写设备的电气工作原理说明及其使用说明 0.5五、设计参考书1教材可编程控制器应用技术 。2流行 PLC 实用程序及设计（西门子 S7-200 系列）。（可到院图书馆借阅）3其它参考书： （可到院图书馆借阅）一、课 题 说 明课 题 一班（54） 二班（51） 序号顺序控制设计法（专用指令） 1 4 号 1 4 号 1顺序控制设计法（基本指令） 58 号 58 号 2饮料自动售货机控制系统设计经验设计法 912 号 912 号 3时序设计法 1316 号 1316 号 4顺序控制设计法（专用指令） 1720 号 1720
5、 号 5顺序控制设计法（基本指令） 2124 号 2124 号 6循环指令 2528 2528 7霓虹灯闪烁控制系统设计中断指令 2932 2932 8时序设计法 3336 3336 9顺序控制设计法（专用指令） 3740 3740 10顺序控制设计法（基本指令） 4144 4144 11循环指令 4548 4548 12广告招牌灯自动闪烁控制系统设计中断指令 4954 4951 13二、输入、输出信号I0.0 一层上呼按钮 Q0.7 一层上呼指示灯I0.1 二层下呼按钮 Q1.0 二层下呼指示灯I0.2 二层上呼按钮 Q1.1 二层上呼指示灯I0.3 三层下呼按钮 Q2.0 三层下呼指示灯I
6、0.4 三层上呼按钮 Q2.1 三层上呼指示灯I0.5 四层下呼按钮 Q2.2 四层下呼指示灯I0.7 四层上呼按钮 Q2.3 四层上呼指示灯I1.0 五层下呼按钮 Q2.4 五层下呼指示灯I1.1 五层上呼按钮 Q2.5 五层上呼指示灯I1.2 六层下呼按钮 Q2.6 六层下呼指示灯学生所能够使用的 I/O 端口摘要随着电子技术的飞速发展，基于可编程控制器（PLC）的控制系统已经广泛应用于红叶、农业、电力、电子、只能楼宇等行业。课程设计就是 PLC 控制系统，在试验中，要实现对霓虹灯灯的控制，即让霓虹灯按照指定要求亮和灭。这个实验在软件方面的难点就在与逻辑的分析与实现，还有对同一个输出做不同
7、的控制。在硬件方面就相对比较容易，只需将分配好的 I/O 表做相应的连接。本系统工作原理利用 PLC 作为核心。控制系统另外包括通讯接口及组态王软件。组态王画面能实时监控霓虹灯闪烁的情况，画面与实际控制同步，美观形象，功能齐全，画面间易于切换，同时有各种变量的查询与记录。关键字：霓虹灯，可编程控制器，组态王第 0 页第一章、 概述随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,个大中小城市都在进行亮化工程。个企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩
8、色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过 PLC 来达到控制的要求.可编程控制器 PLC 可编程序控制器：英文全称 Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，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.作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC 实验装置采用的
9、是模块化结构，主要模块有可编程序控制器、编程器模块，九种实验模块，按钮、开关输入模块和继电器输出模块，以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统训练以及多种控制对象的程序设计训练。第 1 页第二章、霓虹灯闪烁控制系统设计2.1 设计目的1进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。2掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。3掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。4培养查阅图书资料、工具书的能力。5培养工程绘图、书写技术报告的能力。2.2 控制要求用 HL1HL6 六个霓虹灯，分别做成“曹 妃 甸 欢 迎 您”6 个字。闪烁要求见下表，时间间隔为 1s，反复循环进
10、行。步序灯号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10HL1 亮 亮 亮HL2 亮 亮 亮HL3 亮 亮 亮HL4 亮 亮 亮HL5 亮 亮 亮HL6 亮 亮 亮第 2 页第三章、 PLC 型号选择PLC 是以 CPU 为核心，综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，是现代工业控制的三大支柱之一（PLC、机器人和CAD/CAM） 。 PLC 的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。但是 PLC 也有它自己的特点，PLC 在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式完成的。此次课
11、程设计是针对散装饮料在自动售货机中的购买设计的，通过西门子S7-200 和组态王 6.53 仿真实现售货机的基本原理。对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的 I/O 点找出来，包括开关量 I/O 和模拟量 I/O 以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。控制系统输出点的类型非常关键，如果他们之中既有交流 220V 的接触器、电磁阀，又有 24V 的指示灯，则最后选用的 PLC 的输出点数有可能大于实际电数。因为 PLC 的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级。所以一旦它们是交流 220V 的负载负载使用。则直流 24V 的负载只能使用其他的
12、输出端了。这样有可能造成输出点浪费，增加成本。所以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流 220V 的指示灯等。一般情况下继电器输出的 PLC 使用最多，但对于要求高速输出的情况，就要使用无触点的晶体管输出的 PLC 了。S7-200 系列 PLC 可应用于各种自动化系统，紧凑的结构。低廉的成本以及强大的指令集足以满足本设计的需要。本设计采用 6 点输入和 8 点输出，采用 CPU 型号采用 CPU224。由于演示所用 PLC 部分输出端子已连接了设备，不可用，所以使用一个 8 输入 8 输出的EM223I/O 扩展模块。第 3 页第 4 章、 PLC 接口电路MS7-200CPU22
13、4妃妃妃妃妃妃L220V第 4 页第五章、梯形图与指令表5.1 梯形图第 5 页第 6 页第 7 页第 8 页第 9 页第 10 页5.2 指令表LD I0.0O M1.3O M0.0= M1.3NETWORK 2LD M1.3JMP 1NETWORK 3LD I0.3O M0.3= Q2.0NETWORK 4LD I0.4O M0.4= Q2.1NETWORK 5LD I0.5O M0.5= Q2.2第 11 页NETWORK 6LD I0.7O M0.7= Q2.3NETWORK 7LD I1.0O M1.0= Q2.4NETWORK 8LD I1.1O M1.1= Q2.5NETWORK
14、 9LDN M1.3JMP 2NETWORK 10LBL 1NETWORK 11LD I0.1O M1.4O M0.1AN M0.2AN I0.2= M1.4TON T50, +32767NETWORK 12LD M1.4AN T45TON T37, +10NETWORK 13LD T37TON T38, +10NETWORK 14LD T38TON T39, +10第 12 页NETWORK 15LD T39TON T40, +10NETWORK 16LD T40TON T41, +10NETWORK 17LD T41TON T42, +10NETWORK 18LD T42TON T43,
15、+10NETWORK 19LD T43TON T44, +10NETWORK 20LD T44TON T45, +10NETWORK 21LD M1.4AN T37LD T42AN T43OLDO T44= Q2.0NETWORK 22LD T37AN T38LD T42AN T43OLDO T44= Q2.1NETWORK 23第 13 页LD T38AN T39LD T42AN T43OLDO T44= Q2.2NETWORK 24LD T39AN T40LD T42AN T43OLDO T44= Q2.3NETWORK 25LD T40AN T41LD T42AN T43OLDO T44
16、= Q2.4NETWORK 26LD T41AN T43O T44= Q2.5NETWORK 27LBL 2第 14 页第六章、 组态设计6.1、新建项目打开组态王软件，点击“新建”，新建工程命名为“霓虹灯”如图COM1 设置： “PLC”“西门子”“S7-200”“PPI”6.2、数据词典新建 9 个按钮输入，变量类型为“I/O 离散”，对应寄存器类型为“M ”，数据类型为“Bit ”如图第 15 页新建 6 个输出变量，变量类型为“I/O 离散”，寄存器类型为“Q”,数据类型为“Bit”。如图新建 1 个模拟输出量，变量类型为“I/O 实数”，寄存器类型为“V”,数据类型为“SHORT ”
17、。如图第 16 页第 17 页6.3、画面制作双击“新建” 弹出如下对话框，命名为 “霓虹灯”，如图所示：开关选择如下设置元件属性第 18 页设置显示字第 19 页第 20 页6.4 整体布局第 21 页第七章、 调试心得课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新月异，PLC 已经成为当今计算机应用中的领域，生活中可以说是无处不在。因此对于二十一世纪的大学生来说掌握 PLC 技术是十分重要的。回顾此次 PLC 课程设计，我感慨颇多，的确，通过这次对数码管工作的PLC 控制，让我们对
18、 PLC 梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于 PLC 设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出做适合的设计方法。从理论到实践，在一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学的知识，而且学到了很多在书本上没有的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把理论与实践结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到的问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到各种各样的问题，同时在设计的过程中发现自己的不足
19、之处，对以前所学的知识理解的不够深刻，掌握的不够牢固，比喻说不懂一些元器件的使用方法，对 PLC 编程掌握的不好通过这次课程设计之后，一定要把以前的知识重新温习。在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET 成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。第八章、 参考文献1范永胜，徐鹿眉主编.可编程控制器应用技术 M.北京：中国电力出版社，20092罗宇航主编.流行 PLC 实用程序及设计 M.西安：西安电子科技大学出版社2006.12第 22 页
