机电传动课程设计报告书(霓虹灯饰的控制系统)Word格式文档下载.doc

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（三）语句表 13

五、程序调试及问题处理 17

（一）程序调试 17

（二）设计实物图 17

（三）问题处理 19

六、总结 20

七、参考文献 21

辽东学院课程设计报告书机电传动控制

一、课程设计任务书

课程设计题目：

霓虹灯饰的控制系统（十组）

课程设计时间：

自2012年7月16日起至2012年7月27日

课程设计要求：

合上启动按钮，按以下规律显示：

1→2、8→3、7→4、6→5→4、6→3、7→2、8→1→1、2→1、2、3、4→1、2、3、4、5、6→1、2、3、4、5、6、7、8→3、4、5、6、7、8→5、6、7、8→7、8→1、5→4、8→3、7→2、6→1、3、5、7→2、4、6、8→1、3、5、7→2、4、6、8→全部闪烁3次→9→10→1……

学生签名：

年月日

课程设计评阅意见

项目

课程设计态度评价

10%

出勤情况评价10%

任务难度

、量评价10%

创新性评价

综合设计

能力评价20%

报告书写规范评价20%

口试

20%

成绩

综合评定等级

评阅教师：

2012年月日

二、总体设计

（一）设计方案的比较和论证

此次设计根据设计需要，我们设计的题目的实质就是控制灯的循环闪烁，然后通过灯的布局来达到美化的目的。

选用S7-200可编程控制器作为编程工具。

l选用定时器

优点：

首先，在平时的PLC学习中，我们经常使用该指令进行一些程序的编写，对它的实际应用也有比较深刻的理解。

其次，选用定时器，使编写的程序更加容易理解，也便于修改，从而，根据实际情况更好的调试程序。

缺点：

该指令也存在很大的问题，通过该指令编写的程序一般都比较冗长，稍有不细心，就会在时间的控制上出现错误，导致整个程序不能按实际的设计要求达到目的。

而我们此次设计的题目要控制灯闪烁的组别特别多，需要29组不同的情况，同时，还要达到循环闪烁。

所以，如果单纯的使用该指令将会使程序过于复杂，不适合实验的调试和以后的修改。

l选用移位寄存器

听过老师的介绍和自己在网上查阅的资料，这条指令对于我们此次设计的要求十分满足，特别是在控制灯的循环闪烁方面。

能更好的优化程序，使设计的程序更加简洁。

该指令平时的学习接触的比较少，不能更好的在实际情况中应用。

同时，该条指令在控制灯的闪烁时间上不能满足，但这也是我们此次设计要面对的问题。

所以，单纯的选用移位寄存器也难以达到设计要求。

综上所述，应该将两者结合在一起，用定时器控制灯的闪烁时间，移位寄存器控制灯的循环闪烁。

根据设计要求我们将各个灯的闪烁情况做成如表2-1

表2-1灯闪烁分布图

输出

步

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

Q1.0

Q1.1

结果

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

+

1

2、8

3、7

4、6

1、2

11

1、2、3、4

12

1--6

13

1--8

14

3-8

15

5、6、7、8

16

7、8

17

1、5

18

4、8

19

3、7

20

2、6

21

1、3、5、7

22

2、4、6、8

23

24

25

闪烁3次

26

9

27

10

（二）总体设计方案

S7-200（CPU224）

可编程控制器

10组灯

复位按键

图2-1系统总体设计框图

据此，本设计系统以S7-200为控制核心，可编程控制器作为控制端，10组灯状态模块。

系统的总体框图2-1所示。

S7-200上电后，系统进入正常工作状态，执行10组灯的闪烁控制，在此过程中随时调用复位按键。

三、硬件系统设计

（一）PLC的介绍

根据我们学校现有设备的基本情况，我们这次课程设计主要使用的PLC为西门子的S7-200。

以此为基础，设计我们的程序。

西门子S7-200系列小型PLC可应用于各种自动化系统。

紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得S7--200PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。

另外，西门子S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具使用户能够更加灵活地完成自动化任务。

而且有国产的，价格更低廉。

图3-1PLC结构图

S7-200系列出色表现在以下几个方面：

极高的可靠性；

极丰富的指令集；

易于掌握；

便捷的操作；

丰富的内置集成功能；

实时特性；

强劲的通讯能力；

丰富的扩展模块

S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。

使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。

应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

我们此次设计PLC的选择主要从I/O端口数来选择，系统需要2个输入端口，10个输出端口，所以选择西门子S7-200系列的CPU224。

其输入端口14个，输出端口10个，共24个，还带有扩展功能，最大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；

存储容量也进一步增加，有内置时钟，还增加了一些数学指令和高速计数器的数量，具有较强的控制能力。

完全符合我们设计系统的需要。

（二）S7-200可编程控制器部分指令

我们此次设计的程序，主要应用移位寄存器和定时器。

因此，对两条指令的基础知识要做到充分的了解，为后边的程序编写打下基础。

下面，首先要介绍这两条指令。

1、移位寄存器

（1）移位寄存器指令功能

SHRB将DATA数值移入移位寄存器，并可以指定移位寄存器的长度和移位方向的移位指令。

图3-2指令格式

（2）指令说明

1）EN：

能输入端，连接移位脉冲信号，每次使能有效时，整个移位寄存器移动1位。

2）数据输入端：

3个

lDATA:

数据输入端:

连接移入移位寄存器的二进制数值，执行指令时将该位的值移入寄存器。

lS_BIT:

指定移位寄存器的最低位

lN:

指定移位寄存器的长度和移位方向，移位寄存器的最大长度为64位，N为正值表示左移位，输入数据（DATA）移入移位寄存器的最低位（S_BIT），并移出移位寄存器的最高位。

移出的数据被放置在溢出内存位（SM1.1）中。

N为负值表示右移位，输入数据移入移位寄存器的最高位中，并移出最低位（S_BIT）。

2、定时器

定时器实质就是对时间间隔计数。

定时器的分辨率（时基）决定了每个时间间隔的时间长短。

在S7—200系列PLC的定时器中，定时器的分辨率有1ms、10ms、100ms三种，这三种定时器的刷新方式是不同的，从而在使用方法上也有很大的不同。

定时时间T=PT（设定值，最大为32767）×

分辨率（时基）

定时器种类：

n接通延时定时器TON（On—DelayTimer）接通延时定时器用于单一时间间隔的定时。

n记忆接通延时定时器TONR（RetentiveOn—DelayTimer）记忆接通延时定时器对定时器的状态具有记忆功能，它用于对许多间隔的累计定时。

需要注意的是，断开输入端或断开电源都不能改变TONR定时器的状态，只能用复位指令R对其进行复位操作。

n断开延时定时器TOF（Off—DelayTimer）断开延时定时器用来在输入断开后延时一段时间断开输出。

上电周期或首次扫描，定时器位为OFF，当前值为0。

输入端接通时，定时器位为ON，当前值为0。

当输入端由接通到断开时，定时器开始计时。

当达到设定值时定时器位为OFF，当前值等于设定值，停止计时。

输入端再次由OFF—ON时，TOF复位；

如果输入端再从ON—OFF，则TOF可实现再次启动。

表3-1定时器时区分配

定时器名称（功能）

定时器类型

时基（分辨率）（ms）

定时器号

记忆接通延时定时器

TONR

T0、T64

T1-T4、T65-T68

100

T5-T31、T69-T95

接通延时定时器

断开延时定时器

TON

TOF

T32、T96

T33-T36、T97-T100

T37-T63、T101-T255

（三）可编程控制器I/O端口分配

根据设计控制系统的要求，启动按钮SD采用带自锁的按钮，接主机的输入端口I0.4,该按键为拨子开关，能够提供给PLC持续的电平，进而达到持续、循环的控制灯的闪烁。

同时，也控制实验版上按钮SD的控制。

十组霓虹灯1、2、3、4、5、6、